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Bildschirme aus organischen Leuchtdioden versprechen ungeahnte Möglichkeiten. Doch oft
verhindern hohe Produktionskosten den breiten Einsatz. Eine neue Art der Fertigung spart nicht nur Kosten, sondern
verbessert auch die Strahlkraft der OLED.
München (idw) - Die Zeiten der guten alten Röhre sind längst vorbei. Laut Statistischem Bundesamt
besaß schon 2011 fast jeder zweite Deutsche Haushalt einen Flachbildfernseher. Die Frage ist jedoch, wie
lange unsere wenige Zentimeter schmalen Flimmerkisten den Zusatz »flach« überhaupt noch verdienen.
Rigo Herold von der Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD jedenfalls
denkt bereits in ganz anderen Dimensionen: »2008 haben erste Hersteller Displays vorgestellt, die weniger
als einen Millimeter dünn sind.« Die Technologie, die hinter den besonders schlanken Mattscheiben steckt,
heißt OLED. Die Abkürzung steht für »Organic Light Emitting Diode«, zu Deutsch: »organische
Leuchtdiode«. »OLED leuchten von selbst und kommen im Gegensatz zu den heute gängigen Flüssigkristallbildschirmen
ohne Hintergrundbeleuchtung aus. Dadurch wird es künftig möglich sein, sehr dünne und gleichzeitig
flexibel biegbare Displays herzustellen«, erklärt Herold, der beim COMEDD für »IC- und System-Design«
zuständig ist. Was man bisher lediglich aus Science-Fiction-Streifen kennt, könnte also in absehbarer
Zeit auch unser alltägliches Fernseherlebnis verändern: Bildschirme dünn wie Papier, aufgebracht
auf Kleidung, Vorhängen oder gar Fenstern.
Doch die Technologie steckt nach wie vor in den Kinderschuhen. Neben der geringen Lebensdauer verhindern bislang
sehr hohe Anschaffungspreise einen breiten Durchbruch. »Organische Leuchtdioden zu produzieren, ist nach
wie vor sehr teuer. Großflächige OLED-Fernsehbildschirme gibt es deswegen aktuell noch nicht zu kaufen.
Die Technologie kommt momentan vor allem bei sehr kleinen Bildschirmgrößen von wenigen Quadratzentimetern
zum Einsatz. Beispiele sind die ViewFinder von Digitalkameras oder – noch kleiner – von Handy-Beamern und Datenbrillen«,
beschreibt Herold den Stand der Technik. Zusammen mit seinen Kollegen forscht er an neuen Herstellungsmethoden
für Mikrodisplays.
Subpixel direkt auf Mikrodisplays auftragen
Aktuell ist den Forschern hier ein wichtiger Durchbruch gelungen: Zusammen mit der VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH
entwickeln sie eine Technologie, um die kleinen OLED-Bildschirme ohne Farbfilter zu produzieren. Deren Einsatz
war bisher nötig, da die roten, grünen und blauen Subpixel, die für die Darstellung eines farbigen
Bilds notwendig sind, bisher nicht direkt auf die Elektrode aufgetragen werden konnten. »Die Sub-pixel der
kleinen Displays sind üblicherweise etwa 8 Quadratmikrometer groß. Die herkömmliche Technik ließ
es jedoch nur zu, Einheiten von größer als 50 Quadratmikrometer zu bearbeiten« stellt Herold die
zu meisternde Herausforderung dar.
Um diese Problematik zu lösen, haben die Wissenschaftler eine spezielle Technologie des Partnerunternehmens
VON ARDENNE eingesetzt. Diese erlaubt es, organische Schichten unter Wärme gezielt lokal verdampfen zu lassen.
Dabei lassen sich Flächen bearbeiten, die kleiner als 10 Quadratmikrometer sind. »Um die Technologie
für die OLED-Mikrodisplays zu nutzen, haben wir den gesamten Fertigungsprozess neu konzipiert. Es ist somit
möglich, die roten, grünen und blauen Farbpixel direkt aufzubringen. Der Einsatz des Farbfilters ist
nicht mehr nötig und es ist möglich, 100 Prozent des emittierten Lichts nutzen. Auch der Herstellungsprozess
wird günstiger«, so Herold. Der Farbfilter unterdrückt bisher die Selbststrahlkraft der OLEDs,
so dass nur circa 20 Prozent des emittierten Lichts genutzt werden können. Verantwortlich dafür sind
zwei negative Effekte des verwendeten Filters: Zum einen unterdrückt sie jeweils zwei der drei Farbbereiche
eines OLED-Subpixels, zum anderen dunkelt sie als zusätzliche – über den OLEDs angebrachte – Schicht
das erzeugte Licht automatisch ab.
Smartphones halten länger durch
Doch die OLED strahlen nicht nur heller, der neue Produktionsprozess ist auch günstiger. Farbfilter sind sehr
teuer zu fertigen. Sie müssen je nach Anwendung speziell designt sein, aus geeigneten Materialien bestehen
und richtig montiert werden. Verrutscht der Filter zum Beispiel, kann sich das negativ auf die Bildqualität
auswirken. »Schlussendlich profitiert auch der Konsument: Wir alle wissen, dass unsere mobilen Geräte
wie Smartphones und Digitalkameras täglich viel Energie verbrauchen. Je weniger für die farbige Darstellung
auf den Displays verloren geht, desto länger halten unsere Akkus fürs Telefonieren, Surfen oder Fotografieren«,
schließt Herold.
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