Organische LEDs – die Displays der Zukunft

30. Juli 2003

Zehn Jahre nach der Entdeckung der technologischen Grundlagen finden organische LED (OLEDs – Organic Light Emitting Diodes) nun auch im kommerziellen Bereich Anwendung. Drei kürzlich vorgestellte Produkte vermitteln einen Eindruck davon, wie vielseitig diese neue Technologie eingesetzt werden kann. Kodak hat eine neue Kamera mit OLED-Display gebaut, Samsung setzt die Technologie in einem GPRS-Handy fürs Handgelenk ein und das taiwanesische Unternehmen IDTech – ein Gemeinschaftsunternehmen von IBM Japan und Chi Mei Optoelectronics – hat einen 20-Zoll-Monitor auf OLED-Basis angekündigt. Diese Ankündigungen sind deshalb von Bedeutung, weil OLEDs gegenüber anderen Display-Formen potenzielle Vorteile haben, die sie in den nächsten zwei bis sechs Jahren zur Technologie der Wahl werden lassen könnten.

Wie die wohlbekannten LEDs, die heute verwendet werden, bestehen auch OLEDs aus kleinen Würfeln eines Materials, das leuchtet, wenn daran eine Spannung angelegt wird. Wie auch normale LEDs erzeugen sie Licht in verschiedenen Farben, geben nicht viel Wärme ab und können sehr klein gebaut werden. Während die traditionellen LEDs jedoch aus Halbleiterelementen wie Silizium, Gallium u.ä. unter Anwendung herkömmlicher Techniken zur Halbleiterverarbeitung hergestellt werden, bestehen OLEDs aus Kunststoffverbindungen, die ursprünglich im Zusammenhang mit der Herstellung von Verstärkern und Schaltern untersucht wurden. Der Lumineszenzeffekt wurde dabei eher zufällig entdeckt. Da sich Kunststoffe bedeutend leichter verarbeiten lassen, sind OLEDs potenziell weitaus vielseitiger einsetzbar als andere Displays.

Die OLEDs werden in zwei Hauptgruppen unterteilt, Small Molecule und Polymer. Bei der Herstellung von Small Molecule-OLEDs wird die Verbindung unter sehr niedrigem Druck auf das Display selbst aufgebracht, analog dem Verfahren, das beim Aufbringen von Schaltkreisen auf Siliziumbasis verwendet wird. Bei Polymer-OLEDs sind die aktiven Moleküle ähnlich Farbpigmenten in einer Flüssigkeit gelöst und können per Inkjet, Siebdruck oder mit einem der verschiedenen anderen Kontaktverfahren aufgebracht werden, die man für gewöhnliche Tinte verwendet. Während die Größe der Small Molecule-OLED-Displays von der Größe der zu ihrer Herstellung notwendigen Vakuumkammern begrenzt wird und sie dieselbe Form haben wie die meisten konventionellen Displays, können Polymer-OLEDs in geradezu gigantischen Größen produziert werden – Canon spricht von 500-Zoll-Displays und größeren Formaten. Außerdem können sie auf flexible Trägermaterialien aufgebracht und sehr schnell erzeugt werden. Darüber hinaus ist eine Auflösung von annähernd 300 dpi möglich, was etwa der Druckqualität von Tinte auf Papier entspricht.

Beide Ansätze leiden jedoch unter verschiedenen der den OLEDs eigenen Schwächen. Die Verbindungen bauen sich bei Kontakt mit Sauerstoff oder Wasser schnell ab, was den Produktionsprozess knifflig macht und eine sehr leistungsfähige Technik für den Einschluss der Displays erfordert. Zudem bauen sich die Verbindungen mit der Zeit von selbst ab, was die Lebensdauer der Displays begrenzt. Bestimmte Farben verblassen dabei früher als andere, was die Farbbalance verändert.