Seminarvortrag zum Seminar Allgemeine Informatik OLED Der Bildschirm
Seminarvortrag zum Seminar Allgemeine Informatik OLED - Der Bildschirm der Zukunft? Daniel Webelsiep SS 2003 Stand: 14. 03 Betreuer: Prof. Dr. V. Klement Prof. Dr. P. Kneisel
Inhalt des Vortrags Ø OLED - Eine kurze Einführung Ø Das OLED Prinzip • Aufbau und Struktur • Wie das Licht entsteht • SM-OLED und Polymer OLED • Ansteuerung des Displays • Herstellungsprozesse Ø Erste Produkte mit OLED Display Ø TFT vs. OLED Ø Analyse des Marktes Ø Die Zukunft der OLEDs Seite 2 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
OLED - Was ist das? Ø OLED - Organic Light Emitting Diode Ø Häufig verwendete Synonyme • 'OEL' (Organic Electroluminescent) • 'Polymer LED', kurz 'PLED' Ø Die wichtigsten Eigenschaften • dünn und flexibel • geringer Stromverbrauch • günstige Herstellung • universelle Einsatzmöglichkeiten Quelle: Du. Pont Seite 3 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Normale LEDs Ø LED - Light Emitting Diode Ø Besteht aus Halbleitern Ø Emittiert Licht, wenn die Diode von Strom durchflossen wird Ø Die Einsatzgebiete • Leuchten und Lichter • Informationsanzeigen • Laser Quelle: LCD Museum Seite 4 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Das OLED Prinzip Ø Entwicklung seid 1987 bei Kodak Ø Erste Prototypen in 1998 Ø Zwei Arten von OLEDs • SM-OLED • Polymer LED Ø Lumineszenz mit Strom Ø Hohe Leuchtdichte bei niedrigen Spannungen Seite 5 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Quelle: Elektronik 10/2002 Daniel Webelsiep
Aufbau einer OLED Ø Polymerschicht zwischen Kathode und durchsichtiger Anode Ø Glassubstrat als Grundplatte Ø Versiegelung durch Abdichtungsrahmen und Glasabdeckung Quelle: Elektronik 10/2002 Seite 6 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Invertierte OLEDs Ø 20% höhere Leuchtdichte durch invertierte Strukturen Ø Verschiedene Grundsubstrate möglich Ø Durchsichtige Kathode nötig Quelle: Heise Newsticker Seite 7 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Wie das Licht entsteht Ø Elektronen und Löcher werden durch Kathode und Anode injektiert Ø Bildung von Exzitonen im Polymer Ø Lichtemission durch Reorganisation Quelle: Elektronik 10/2002 Ø Freiwerdende Energie bestimmt Farbe Quelle: Covion Seite 8 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
SM-OLEDs Ø SM-OLED (Small Molecule) Ø "Low molecularweight dyes", Farbstoffe mit einigen Benzolringen Ø entwickelt von Kodak seid 1987 Ø Verfügbare Farben Rot, Orange, Grün, Blau und Weiß Ø Lizenziert von Pioneer, Sony und Samsung Ø Vollfarbige Displays verfügbar Quelle: Covion Seite 9 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Polymer OLEDs Ø Entwickelt an der Cambridge Universität Ø Weiterentwicklung durch CDT "Spin off" der Universität Ø High molecular weight polymers Ø Polythiophen (rot), Polyfluoren (blau) und Polyphenylenvinylen (grün) Ø Entstehen durch Abspaltung aus dotierter Polymerflüssigkeit Quelle: Covion Seite 10 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Materialforschung Ø Lebensdauer der Polymere wichtiges Gebiet der Forschung Ø LEDs liegen bei 50. 000 h - 100. 000 h Ø Unterschiedliche Alterung der Farben Quelle: Kodak Seite 11 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Passive Displays Ø Gleiche Ansteuerungselektronik wie bei TFT LC Displays Ø Strom steigt mit wachsenden Pixelzahl an, daher nur kleine Displays möglich Ø Einfache und billige Herstellung Ø Benutzung vor allem in mobilen Geräten Quelle: Elektronik 10/2002 Seite 12 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Aktive Displays Ø Jedes Pixel wird einzeln angesteuert Ø Transistoren regeln den Stromfluss Quelle: c't 02/1999 Ø Kondensator zur Speicherung des vorherigen Bildinhaltes Ø Teurer in der Herstellung Ø Ermöglicht großflächige Displays Ø Wird bei TFT- und Plasmadisplays genutzt Seite 13 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Herstellungsprozess Ø Herstellung ist noch schwierig und teuer, beeinflusst die Lebensdauer der OLEDs Ø Nur wenige Anlagen in Betrieb Ø Mischverdampfungsverfahren zur Produktion von SM-OLEDs Ø Gleiche Anforderungen wie bei Chip-Produktion Quelle: IMS Frauenhofer Institut Seite 14 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Ink. Jet-Verfahren Ø Printverfahren für Polymer OLEDs Ø Entwickelt von CDT und Epson Ø Entscheidender Durchbruch für die OLEDFertigung Ø 400 Mio. Euro vom DFF für Displaywerk in 2005 Quelle: Chemsoc Seite 15 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Erste Anwendungen (1) Ø Einige Produkte auf der Cebit Ø Digitalkamera mit 2, 2 Zoll OLED Display Quelle: Kodak Ø Handys von Motorola, Sanyo und Samsung Ø Kleine Anzeigen für z. B. Autos, Haushaltsgeräte Quelle: Covion Quelle: Motorola Seite 16 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Erste Anwendungen (2) Ø Der "Bond-Rasierer" von Philips Ø Autoradios von Pioneer und Kodak Ø 20" Display von CMO, weitere von Samsung, Kodak und Sony Ø Lampen von Osram Quelle: Philips Quelle: Pioneer Seite 17 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Quelle: Chi Mei Optoelectronics Daniel Webelsiep
TFT vs. OLED Ø TFT LCD (Liquid Crystal Display) beherrschen den Markt zu 56% Ø Vorteile TFT gegenüber CRT • Absolute Schärfe, keine Konvergenzfehler • Flimmerfreie Darstellung • Hohe Leuchtkraft, geringer Stromverbrauch Ø Nachteile der TFTs • Feste Auflösung • geringerer Farbumfang • langsamere Reaktionszeit • teuer Seite 18 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Funktionsweise der LCD Ø Hintergrundbeleuchtung erzeugt Licht Ø Polarisationsschichten filtern das Licht Quelle: Tom's Hardware Ø Flüssigkeitskristalle drehen die Lichtpolarisation und filtern bestimmte Farben heraus Ø 7% des erzeugten Lichtes kommt durch Seite 19 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Von TN-Film, IPS und MVA Ø TN-Film (Thin Nemaic) geringer Blickwinkel schnelle Reaktionszeit Ø IPS (In-Plane Switching) großer Blickwinkel kräftige Farben hoher Stromverbrauch Ø MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) großer Blickwinkel hoher Kontrast auch PVA von Samsung Quelle: Tom's Hardware Seite 20 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Stärken von OLEDs (1) Ø Voller Blickwinkel bei OLED Displays Ø Stabile Farben, voller Farbumfang Quelle: Kodak Ø hohe Reaktionsgeschwindigkeit < ms Ø Volle Leuchtkraft, da OLED das Licht selbst erzeugen Ø Schärfe, keine Konvergenzfehler und feste Auflösung wie bei TFT LCDs Seite 21 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Stärken von OLEDs (2) Ø Voller Kontrast, auch bei direkter Sonneneinstrahlung Ø geringer Stromverbrauch unterstützt mobilen Einsatz Ø Dicke von ca. 2 mm, Hintergrundbeleuchtung fehlt Ø Weniger anfällig gegenüber Berührungen Quelle: Kodak Seite 22 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Marktanalyse (1) Ø großer Wachstumsmarkt in den nächsten 10 - 15 Jahren Ø Marktvolumen von 3 Mrd. Dollar in 2007 Ø Stark differierende Zahlen der Marktanalysten Ø Erste Produkte im mobilen Bereich Seite 23 • Handy Digitalkamera • PDA Camcorder • MP 3 Player kleine Anzeigen • Autoradio Spiele (Pocket PC) OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Markanalyse (2) Ø große Displays erst in 5 Jahren, TV Displays in 10 Jahren Ø Warten auf Serienreife der PLEDs Quelle: Display. Research Seite 24 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Zukünftige Anwendungen Ø Beleuchtung für Autos, Wohnung Stichwort: leuchtende Tapeten Ø Anzeige auf Chip-Karten, z. B. Kontostand Ø Zusammenrollbare Monitore Ø Elektronisches Papier Ø Die Zeitung der Zukunft mit Internetzugang Quelle: Siemens AG Seite 25 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Der Bildschirm der Zukunft Ø OLEDs bieten Vorteile gegenüber TFTs • geringer Stromverbrauch, höhere Helligkeit • bessere Darstellung bei Kontrast und Farben Ø Forschung ist noch am Anfang Ø Mobile Produkte schon verfügbar Ø Großes Marktpotential Ø OLED Displays sind die Bildschirme der Zukunft Quelle: Siemens AG Seite 26 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
Ende des Vortrags Danke für die Aufmerksamkeit! Seite 27 OLED - Der Bildschirm der Zukunft Daniel Webelsiep
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