Organische Leuchtdiode

Eine organische Leuchtdiode (englisch organic light emitting diode, OLED) ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien, das sich von den anorganischen Leuchtdioden (LED) dadurch unterscheidet, dass die elektrische Stromdichte und Leuchtdichte geringer sind und keine einkristallinen Materialien erforderlich sind. Im Vergleich zu herkömmlichen (anorganischen) Leuchtdioden lassen sich organische Leuchtdioden daher in Dünnschichttechnik kostengünstiger herstellen, ihre Lebensdauer ist jedoch derzeit geringer als die herkömmlicher Leuchtdioden.

Die OLED-Technik ist für Bildschirme, vorerst in Smartphones und Tablet-Computern, später auch in großflächigeren Fernsehern und Computermonitoren, geeignet. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die großflächige Raumbeleuchtung. Aufgrund der Materialeigenschaften ist eine mögliche Verwendung der OLEDs als biegsamer Bildschirm und als elektronisches Papier interessant.

Aufbau und Funktionsweise

OLEDs sind aus mehreren organischen Schichten aufgebaut. Dabei wird meist auf die Anode, bestehend aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), die sich auf einer Glasscheibe befindet, eine Lochleitungsschicht (englisch hole transport layer, HTL) aufgebracht. Zwischen ITO und HTL wird – abhängig von der Herstellungsmethode – oft noch eine Schicht aus PEDOT/PSS aufgebracht, die zur Absenkung der Injektionsbarriere für Löcher dient und die Eindiffusion von Indium in den Übergang verhindert. Auf die HTL wird eine Schicht aufgebracht, die entweder den Farbstoff enthält (5 bis 10 Prozent) oder – eher selten – vollständig aus dem Farbstoff besteht, z. B. Aluminium-tris(8-hydroxychinolin), Alq3. Diese Schicht bezeichnet man als Emitterschicht (engl. emitter layer, EL). Auf diese wird optional noch eine Elektronenleitungsschicht (engl. electron transport layer, ETL) aufgebracht. Zum Abschluss wird eine Kathode, bestehend aus einem Metall oder einer Legierung mit geringer Elektronenaustrittsarbeit wie zum Beispiel Calcium, Aluminium, Barium, Ruthenium, Magnesium-Silber-Legierung, im Hochvakuum aufgedampft. Als Schutzschicht und zur Verringerung der Injektionsbarriere für Elektronen wird zwischen Kathode und E(T)L meistens eine sehr dünne Schicht aus Lithiumfluorid, Caesiumfluorid oder Silber aufgedampft.

Die Elektronen (d. h. die negativen Ladungsträger) werden nun von der Kathode injiziert, während die Anode die Löcher (d. h. die positiven Ladungsträger) bereitstellt. Elektronen und Löcher driften aufeinander zu und treffen sich im Idealfall in der EL, weshalb diese Schicht auch Rekombinationsschicht genannt wird. Elektronen und Löcher bilden einen gebundenen Zustand, den man als Exziton bezeichnet. Abhängig vom Mechanismus stellt das Exziton bereits den angeregten Zustand des Farbstoffmoleküls dar, oder der Zerfall des Exzitons stellt die Energie zur Anregung des Farbstoffmoleküls zur Verfügung. Dieser Farbstoff hat verschiedene Anregungszustände. Der angeregte Zustand kann in den Grundzustand übergehen und dabei ein Photon (Lichtteilchen) aussenden. Die Farbe des ausgesendeten Lichts hängt vom Energieabstand zwischen angeregtem und Grundzustand ab und kann durch Variation der Farbstoffmoleküle gezielt verändert werden. Ein Problem stellen nichtstrahlende Triplett-Zustände dar. Diese können durch Zugabe von sogenannten „Exzitoren“ wieder gelöst werden.

Verwendung und Auswahl organischer Materialien

Für die aus Polymeren gefertigten organischen LEDs hat sich die Abkürzung PLED (engl. polymer light emitting diode) durchgesetzt. Als SOLED oder SMOLED werden seltener die aus „small molecules“ (kleinen Molekülen) hergestellten OLEDs bezeichnet. In PLEDs werden als Farbstoffe häufig Derivate von Poly(p-phenylen-vinylen) (PPV) verwendet. In jüngster Zeit werden Farbstoffmoleküle eingesetzt, die eine vierfach höhere Effizienz als mit den oben beschriebenen fluoreszierenden Molekülen erwarten lassen. Bei diesen effizienteren OLEDs werden metall-organische Komplexe verwendet, bei denen die Lichtaussendung aus Triplett-Zuständen erfolgt (Phosphoreszenz).<ref>Arndt Reuning: Hohe Leuchtkraft ohne teure Metalle in dradio „Forschung aktuell“ von 27. November 2013</ref>

Diese Moleküle werden auch Triplett-Emitter genannt;<ref>Hartmut Yersin: Triplet emitters for OLEDs. Introduction to exciton formation, charge transfer states, and triplet harvesting.</ref><ref> H. Yersin: Triplet Emitters for OLED Applications. Mechanisms of Exciton Trapping and Control of Emission Properties. In: Topics in Current Chemistry. 241, 2004, S. 1–26, doi:10.1007/b83770.</ref> der Farbstoff kann auch durch das Umgebungslicht angeregt werden, was zu Lumineszenz führen kann. Ziel ist es allerdings, selbstleuchtende Bildschirme herzustellen, die die organische Elektrolumineszenz nutzen.<ref> Leni Akcelrud: Electroluminescent polymers. In: Progress in Polymer Science. 28, Nr. 6, 2003, S. 875-962, doi:10.1016/S0079-6700(02)00140-5.</ref>

In den letzten Jahren sind Simulationstechniken entwickelt worden, die inzwischen ausgehend von der chemischen Zusammensetzung wichtige Eigenschaften von OLEDs komplett am Computer berechnen können. <ref>Max-Planck-Institut für Polymerforschung: Von Molekülen zu OLEDs.</ref><ref> P. Kordt et al.: Modeling of Organic Light Emitting Diodes: From Molecular to Device Properties. In: Advanced Functional Materials. 25, 2015, S. 1955-1971, doi:10.1002/adfm.201403004.</ref> Diese Methoden erlauben eine kostengünstige Vorauswahl von Molekülen, ohne aufwändige Synthese und experimentelle Charakterisierung.

Vorteile

Ein Vorteil von OLED-Bildschirmen gegenüber den herkömmlichen Flüssigkristallbildschirmen (LCDs) ist der sehr hohe Kontrast, da sie ohne Hintergrundbeleuchtung auskommen: schwarze Pixel emittieren kein Licht. Während LCDs nur als farbige Filter wirken und im Dunkelzustand trotzdem etwas Licht durchscheint, emittieren OLEDs farbiges Licht nur bei Ansteuerung, was auch sehr gute Farbdarstellung verspricht. Dieses Verfahren ist deutlich effizienter, wodurch OLEDs, speziell bei der Darstellung dunkler Bilder, weniger Energie benötigen. Aus diesem Grund werden OLED-Geräte weniger warm als entsprechende Geräte mit LC-Bildschirmen, obschon durch die Umstellung von Kaltkathodenröhren auf LEDs für die LCD-Hintergrundbeleuchtung der Energieaufwand für Flüssigkristallbildschirme gesenkt wurde. Durch den geringen Energiebedarf können OLEDs gut in kleinen, tragbaren Geräten eingesetzt werden, beispielsweise Notebooks, Handys und MP3-Playern. Aufgrund der nicht benötigten Hintergrundbeleuchtung ist es möglich, OLEDs sehr dünn zu gestalten. Ein auf der „Display 2008“ vorgestelltes Modell von Sony hat eine Tiefe von lediglich 0,3 Millimetern.<ref>Jan Johannsen: 0,3 Millimeter: Hauchdünner Bildschirm von Sony. Auf: www.netzwelt.de, 18. April 2008</ref>

Die Reaktionszeit (engl. response time) von OLED-Bildschirmen liegt bei einigen Geräten unter 1 Mikrosekunde<ref>Universal Display Corporation: OLED Marketplace. Abgerufen am 21. September 2007</ref> und ist damit um rund das 1000-fache schneller als das aktuell schnellste LCD mit einer Millisekunde.

OLEDs lassen sich industriell nicht nur unter teuren Vakuum- und Reinraum-Bedingungen fertigen. Ein weiterer Vorteil beruht auf der Alternative, OLEDs in Masse und großflächig kostengünstig auch auf drucktechnischem Wege herstellen zu können, was bei klassischen LEDs nicht und bei elektronischen Bauelementen und Systemen nur selten der Fall ist. Der Kostenvorteil ergibt sich daraus, dass die elektrisch leitenden farbgebenden Schichten in einem modifizierten Tintenstrahldruckverfahren oder neuerdings auch im Offsetdruck aufgebracht und ebenfalls ohne Vakuum-Aufdampfen anschließend beschichtet werden können. Führend auf diesem Gebiet der löslichen OLED-Materialsysteme sind DuPont<ref>Process reduces OLED production cost. Abgerufen am 28. Juni 2012</ref><ref>High-Performance DuPont OLED Materials. Abgerufen am 28. Juni 2012</ref> und Merck.<ref>OLED-Materialien – für revolutionäre Hochleistungsdisplays. Abgerufen am 28. Juni 2012</ref> Die ersten OLEDs wurden unter Laborbedingungen bereits 1987 gedruckt. Leitmesse mit Kongress für die gedruckte Elektronik ist jährlich die LOPEC Messe in München.<ref>LOPE-C (Large-area, Organic and Printed Electronics Convention). Abgerufen am 28. Juni 2012</ref> Auf der Drupa 2012, Leitmesse der Druckindustrie, wurden u. a. gedruckte OLEDs als Milliardenmarkt identifiziert.<ref>Visionen werden wahr: Mit gedruckter Elektronik die Märkte erobern. Abgerufen am 28. Juni 2012</ref>

Nachteile

Das größte technische Problem stellt die vergleichsweise geringe Lebensdauer mancher aus organischen Materialien bestehenden Bauelemente dar. Bei (O)LEDs bezeichnet man als Lebensdauer die mittlere Betriebszeit, nach der die Leuchtdichte auf die Hälfte abgesunken ist. Für weiße Lichtquellen und Monitore ist für die insgesamt nutzbare Lebensdauer die der blauen Komponente begrenzend. 2011 wurden für weiße Lichtquellen 5.000 Stunden (bei 1000 cd/m²)<ref>[1] 1. Oktober 2010</ref> und 12.000 Stunden (bei 100 cd/m²)<ref>[2] 11. April 2011</ref> angegeben.

Allerdings müssen bei den offiziellen Angaben zur Lebensdauer von OLED-Materialien mehrere wichtige Aspekte beachtet werden: Die (maximal mögliche oder im Verhältnis dazu verringerte) Anfangshelligkeit, bei der die Lebensdauermessung beginnt, die Zeit bis zum Abfall der Leuchtstärke auf 50 Prozent dieses Anfangswertes sowie die unterschiedlichen Temperaturen, bei der die OLEDs betrieben werden (können). Eine gut gekühlte OLED (egal welcher Farbe) mit geringer Anfangsleuchtstärke hat also immer eine sehr viel höhere Lebensdauer als eine OLED, die ohne Kühlung von Anfang an mit der maximalen Leuchtstärke betrieben wird. Zudem wird die Lebensdauer meist theoretisch aus dem kürzesten Wert extrapoliert: Da es kaum praktikabel ist, ein OLED-Material zehn- oder gar hunderttausende von Stunden bei mittlerer oder geringer Leuchtstärke zu testen, verwendet man die Lebensdauer bei maximaler Leuchtkraft und rechnet diese auf die geringeren Leuchtstärken um. Dass der Boom bei OLED-Monitoren bis jetzt ausgeblieben ist, hat vor allem mit diesen Lebensdauer- und Qualitätsunterschieden bei OLED-Farben und -Materialien zu tun.

Ebenso wie Wasser kann auch Sauerstoff das organische Material zerstören. Daher ist es wichtig, das Bauelement zu verkapseln und vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die nötige starre, anorganische Verkapselung beeinträchtigt die Flexibilität. Mittlerweile sind die organischen Materialien jedoch deutlich resistenter gegen Wasser und Sauerstoff als frühere Versionen. Durch Korrosion ist vor allem die hochreaktive Injektionsschicht aus Calcium und Barium gefährdet. Typische Versagenserscheinungen sind kreisrunde, wachsende nichtleuchtende Bereiche, sogenannte „Dark Spots“. Ursache ist häufig eine Partikelbelastung beim Aufdampfen der Metallschichten. Auch die mikroskopischen Kanten der Mehrschichtstruktur werden durch Korrosion unterwandert, was zur Abnahme der effektiv leuchtenden Pixelfläche bei Bildschirm-Anwendungen führt.

Kommerzielle OLEDs auf flexiblem Substrat befinden sich erst in der Einführungsphase, da alle flexiblen Kunststoffsubstrate eine hohe Durchlässigkeit für Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit aufweisen. Dünnstglas (Glas mit einer Dicke von höchstens etwa 0,2 mm) ist in der Verarbeitung schwer handhabbar, außerdem ist das Anodenmaterial Indiumzinnoxid ein Hartstoff und daher spröde. Wiederholtes Ein- und Ausrollen um einen geringen Radius führt zum Brechen und schnellem Versagen (Widerstandsanstieg) der Anode.

Geschichte

In den 1950er Jahren wurde die Elektrolumineszenz in organischen Materialien von A. Bernanose an der Universität Nancy in Frankreich entdeckt. Stoffe wie Acridinorange wurden in dünnen Filmen aus Cellulose oder Zellophan deponiert oder gelöst und einem Wechselstromfeld ausgesetzt. Dieser Mechanismus basiert auf der direkten Anregung von Farbstoffmolekülen oder Elektronen.<ref> A. Bernanose, M. Comte, P. Vouaux: Sur un nouveau mode d’émission luraineuse chez certains composés organiques. In: J. Chim. Phys. 50, 1953, S. 64–68.</ref><ref> A. Bernanose, P. Vouaux: Electroluminescence organique: étude du mode d’ émission. In: J. Chim. Phys. 50, 1953, S. 261.</ref><ref> A. Bernanose: Sur le mécanisme de l’électroluminescencc organique. In: J. Chim. Phys. 52, 1955, S. 396–400.</ref><ref> A. Bernanose, P. Vouaux: Relation entre l’électroluminescence organique et la concentration en produit actif. In: J. Chim. Phys. 52, 1955, S. 509.</ref>

Martin Pope und Mitarbeiter der New York University entwickelten 1960 ohmsche Elektrodenkontakte zur Injektion von Ladungsträgern in organische Kristalle im unbeleuchteten Zustand.<ref> H. Kallmann, M. Pope: Positive Hole Injection into Organic Crystals. In: The Journal of Chemical Physics. 32, Nr. 1, 1960, S. 300–301, doi:10.1063/1.1700925.</ref><ref> H. Kallmann, M. Pope: Bulk Conductivity in Organic Crystals. In: Nature. 186, Nr. 4718, 1960, S. 31–33, doi:10.1038/186031a0.</ref><ref> Peter Mark, Wolfgang Helfrich: Space‐Charge‐Limited Currents in Organic Crystals. In: Journal of Applied Physics. 33, Nr. 1, 1962, S. 205–215, doi:10.1063/1.1728487.</ref> Im Weiteren beschrieben sie die nötigen energetischen Anforderungen (Austrittsarbeiten) für Elektrodenkontakte, die Elektronen bzw. Löcher (Defektelektronen) in einen organischen Halbleiter injizieren können. Solche Kontakte sind die Basis für die Ladungsinjizierung bei allen modernen OLED-Geräten.

Im Jahr 1963 entdeckte ebenfalls Popes Gruppe die erste Gleichspannungs (DC)-Lumineszenz unter Vakuum an einem reinen Anthracen-Einkristall und an Tetracen-dotierten Anthracen-Kristallen mit einer kleinen Silberelektrode bei 400 V.<ref> M. Pope, H. P Kallmann, P. Magnante: Electroluminescence in Organic Crystals. In: The Journal of Chemical Physics. 38, Nr. 8, 1963, S. 2042–2043, doi:10.1063/1.1733929.</ref> Dieser Mechanismus basiert auf feldbeschleunigter Elektronenanregung der molekularen Fluoreszenz. Popes Gruppe berichtete 1965 zum einen von Elektrolumineszenz in Anthracen-Kristallen, ausgelöst durch die Rekombination von thermalisierten Elektronen und Löchern ohne ein äußeres elektrisches Feld,<ref> Mizuka Sano, Martin Pope, Hartmut Kallmann: Electroluminescence and Band Gap in Anthracene. In: The Journal of Chemical Physics. 43, Nr. 8, 1965, S. 2920–2921, doi:10.1063/1.1697243.</ref> und zum anderen, dass bei Anthracen das Leit-Energieniveau höher als das Exziton-Energieniveau ist.

Ebenfalls 1965 produzierten Wolfgang Helfrich und W. G. Schneider vom National Research Council of Canada Elektrolumineszenz durch doppelt injizierte Rekombination zum ersten Mal in einem Anthracen-Einkristall unter der Verwendung von Löcher- und Elektronen-injizierenden Elektroden,<ref> W. Helfrich, W. G. Schneider: Recombination Radiation in Anthracene Crystals. In: Physical Review Letters. 14, Nr. 7, 1965, S. 229-231, doi:10.1103/PhysRevLett.14.229.</ref> den Vorläufern der modernen doppel-injizierenden Geräte.

Im gleichen Jahr patentierten Forscher von Dow Chemical 1965 ein Verfahren zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Zellen aus einem elektrisch isolierten, 1 mm dünnen Film aus geschmolzenem Phosphor mit eingearbeitetem Anthracenpulver, Tetracen und Graphitpulver, das mit Wechselspannung (100–3000 Hz, 500–1500 V) betrieben wurde.<ref>Patent US3172862: Organic electroluminescent phosphors. Veröffentlicht am 9. März 1965, Erfinder: E. Gurnee, R. Fernandez.‌</ref> Dieser Mechanismus basiert auf elektronischer Anregung von Graphit und Anthracen-Molekülen an den Kontakten.

Die Leistungsfähigkeit war durch die schlechte elektrische Leitfähigkeit der damaligen organischen Materialien begrenzt. Diese Beschränkung wurde durch die Entdeckung und Entwicklung von hoch-leitfähigen Polymeren verbessert.<ref name="comboled-project">Brief OLED history. Comboled Project. Abgerufen am 26. Juli 2010.</ref> So beobachtete Roger Partridge vom britischen National Physical Laboratory 1975 erstmals die Elektrolumineszenz von Polymerfilmen. Der später patentierte<ref>Patent US3995299: Radiation sources. Veröffentlicht am 30. November 1976, Erfinder: Roger Hugh Partridge.‌</ref> und 1983 in einer Fachzeitschrift veröffentlichte<ref> R. H. Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 1. Carbazole cations. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983, S. 733–738, doi:10.1016/0032-3861(83)90012-5.</ref><ref> R. H. Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 2. Polyvinylcarbazole films containing antimony pentachloride. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983, S. 739–747, doi:10.1016/0032-3861(83)90013-7.</ref><ref> R. H. Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 3. Electroluminescent devices. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983, S. 748–754, doi:10.1016/0032-3861(83)90014-9.</ref><ref> R. H. Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 4. Electroluminescence using higher work function cathodes. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983, S. 755–762, doi:10.1016/0032-3861(83)90015-0.</ref> Aufbau bestand aus einer bis zu 2,2 µm dünnen Folie aus Poly(N-Vinylcarbazol) zwischen zwei Ladungs-injizierenden Elektroden.

Ching W. Tang und Steven Van Slyke von der Eastman Kodak Company berichteten 1987 erstmals von einem Dioden-Aufbau.<ref> C. W Tang, S. A VanSlyke: Organic electroluminescent diodes. In: Applied Physics Letters. 51, Nr. 12, 1987, S. 913–915, doi:10.1063/1.98799.</ref> Dabei wurde eine neuartige Zweischicht-Struktur mit getrennter Loch- und Elektronen-transportierender Schicht verwendet, so dass Rekombination und Lichtemission in der Mitte der organischen Schicht auftraten. Das führte zu einer niedrigeren Betriebsspannung und höherer Effizienz und stellte den Übergang zu der heutigen OLED-Forschung und -Produktion dar.

1990 entwickelte J. H. Burroughes und Mitarbeitern von der University of Cambridge eine effiziente, grünes Licht emittierende Anordnung unter der Verwendung von 100 nm dünnem Film aus Poly(p-phenylen-vinylen).<ref> J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burns, A. B. Holmes: Light-emitting diodes based on conjugated polymers. In: Nature. 347, Nr. 6293, 1990, S. 539–541, doi:10.1038/347539a0.</ref> 1996 wurde das erste Gerät mit einem leuchtenden Polymer von Cambridge Display Technology (CDT) vorgestellt.<ref>History der Firma CDT (Cambridge Display Technology)</ref> Im November 2006 kreierten Wissenschaftler am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) eine blaue OLED mit einer Quantenausbeute von 11 % bei 800 cd/m².<ref name="comboled-project" /><ref>„Record EQE in Blue OLED Device“ bei den Research Highlights 2005-2006 des Energieministerium der Vereinigten Staaten, 6. Januar 2012</ref>

Stand der Technik

OLEDs könnten in vielen Anwendungen die heute gebräuchlichen LCDs sowie Plasmabildschirme ersetzen. Die Lebensdauer gibt noch einige Probleme auf, denn die roten, grünen und blauen Leuchtpunkte altern unterschiedlich schnell. Durch dieses unregelmäßige Altern der Einzelfarben kommt es beim Gesamtbild im Laufe der Zeit zu Farbverschiebungen, die nur begrenzt durch eine – idealerweise automatische – Nachregelung (vor allem über die Verstärkung der Blauemission) ausgeglichen werden können.

Die Grundpatente für OLED-Strukturen stammen aus den 1980er Jahren. Dabei war die Firma Kodak führend. Seit 1980 sind zu dem Thema etwa 6600 Patente bekannt. Forschungsschwerpunkte liegen in Japan, Südkorea und den USA. Die meisten Patente sind in Japan registriert, gefolgt von den USA und Europa. Deutschland liegt mit etwa 4,5 % auf Platz drei hinter den USA mit etwa 22 %.

Da OLEDs noch teurer als LCDs sind, kommen sie bisher nur in speziellen Anwendungen zum Einsatz. Wegen der geringeren Abmessungen bieten sie größere Gestaltungsfreiräume für den Gerätehersteller. Auch der Stromverbrauch der OLEDs ist oft niedriger, da keine Hintergrundbeleuchtung benötigt wird. Die Hauptanwendungen von OLED-Bildschirmen liegen momentan bei kleinen Anzeigen für Mobiltelefone und andere, insbesondere portable Kleingeräte.

Große Bildschirme sind bisher noch nicht zu wettbewerbsfähigen Preisen verfügbar. Probleme stellen vor allem die Verkapselung der Bauelemente und die aufwendigere Ansteuerung der Pixel dar. Bei LCDs erfolgt die Ansteuerung mit geringer Leistung, da LCD-Pixel als elektrische Kapazitäten durch eine angelegte Spannung nur umgesteuert werden, die Lichtenergie wird von der Hintergrundbeleuchtung erzeugt. Im Gegensatz dazu müssen OLEDs selbst mit der für die Lichtabgabe erforderlichen Energie beaufschlagt werden, um Elektrolumineszenz zu erzeugen. Sie sind stromgesteuert, weshalb die bisher verwendete, ausgereifte Technologie aus dem LCD-Bereich nicht direkt übertragen werden kann.

Bei kleinen OLED-Bildschirmen kann die Steuerung über eine sogenannte Passivmatrix erfolgen: Ein bestimmtes Pixel wird durch das Anlegen einer Spannung an eine Zeile und Spalte angesteuert, wofür zwei Leitungen notwendig sind. Für große Bildschirme ist diese Methode nicht ausreichend. Der Hauptgrund, warum eine Passivmatrix für große Bildschirme ungeeignet ist, liegt darin, dass die Bahnwiderstände linear mit der Größe zunehmen und damit die Treiberkraft nicht mehr ausreicht, um das jeweilige Pixel anzusteuern. Zur Steuerung des Bildschirms muss hier eine Aktivmatrix eingesetzt werden, bei der jedes Pixel einzeln über einen eigenen Transistor adressiert wird, was vier Leitungen nötig macht; Abgeleitet von Aktivmatrix-OLED (engl. active matrix organic light emitting diode) vertreibt Samsung diese Technik unter der Bezeichnung AMOLED bzw. der Weiterentwicklung Super-AMOLED. Die Bereitstellung von Schalt-(spannungssignalen) wie auch Versorgungsstrom ist (wie bei Plasmabildschirmen) aufwendig und damit sehr teuer und einer der Hauptgründe für die hohen Kosten großer Bildschirme.

Die als am neuesten angesehene Technik ist Super AMOLED+, ebenfalls von Samsung vertrieben; hier wurde die PenTile-Matrix entfernt, so dass nun jedes Pixel alle drei Grundfarben zur Verfügung hat. Demnach werden ohne Pentile-Matrix nicht mehr mehrere Pixel „zusammengeschlossen“, um alle Farben zu mischen. Aufgrund dieser Änderung wirkt die Auflösung solcher Displays deutlich höher, und es stechen keine einzelnen Pixel hervor. Weitere Verbesserungen sind bessere Schwarzwerte, erhöhter Kontrast, mehr darzustellende Farben, geringerer Stromverbrauch und verringerte Dicke des Displays. Allerdings ist der PenTile-Effekt bei sehr hohen Pixeldichten von weit über 300 ppi (pixel per inch) nicht oder bei genauer Betrachtung kaum wahrzunehmen. Dies ist einer der Gründe, warum Samsung bei neueren Produkten zu Full HD noch SuperAMOLED-Bildschirme einsetzen kann, ohne eine verminderte Qualität fürchten zu müssen.

Hersteller

Bedeutende Hersteller von Leuchtmitteln mittels OLED-Technik sind Osram und Philips, während LG, Samsung SDI und AU Optronics wichtige Hersteller von OLED-Informationsanzeigen sind. Daneben gibt es eine Vielfalt weiterer Hersteller.<ref>Liste von OLED-Herstellerfirmen (engl.)</ref> Philips und Osram stiegen 2004, beziehungsweise 2007, aus dem Display-Geschäft aus und produzieren nur noch OLED-Leuchtmittel.<ref>Osram zieht die Reißleine im lahmenden OLED-Display-Geschäft. Auf: www.golem.de, 31. Juli 2007</ref><ref>Pressemitteilung von Philips. Auf: www.philips.de, 16. Juli 2010</ref> Mitte 2015 zog sich Philips ganz aus der OLED-Produktion zurück und verkauft die Produktionsanlage an OLED Works in Rochester, NY, USA.<ref>OLEDWorks to buy the key parts of Philips OLED light source components business. Auf: www.oledworks.com, 28. April 2015</ref>

Im Juni 2015 legte der Pharma- und Spezialchemiehersteller Merck KGaA an seinem Stammsitz in Darmstadt den Grundstein für ein neues Werk, das zukünftig für die internationalen OLED-Elektronikhersteller die nötigen chemischen Basiselemente für die OLED-Technologie produzieren soll. Die Kosten für die neue Fabrikanlage sollen 30 Mio. Euro betragen, der Produktionsbeginn ist für 2016 geplant.<ref>Merck investiert 30 Millionen Euro in neue Fabrik. In: Darmstädter Echo, 19. Juni 2015. Abgerufen am 19. Juni 2015.</ref>

Im November 2015 verkündete die LG Group in Südkorea ein Werk für OLEDs zu errichten, das im ersten Halbjahr 2018 die Produktion aufnehmen soll. Die Investitionskosten sollen 8,2 Mrd Euro betragen.<ref>LG investiert Milliarden in neuartige Technologie. In: handelszeitung, 27. November 2015. Abgerufen am 27. November 2015.</ref>

Literatur

• Joseph Shinar (Hrsg.): Organic Light-Emitting Devices: A Survey. Springer, New York 2004, ISBN 0-387-95343-4.
• Hartmut Yersin (Hrsg.): Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials. Wiley-VCH, 2007, ISBN 3-527-40594-1.
• Ulrike Kuhlmann: Leuchtende Zukunft – Womit die OLED-Technik besticht und warum sie trotzdem nicht in die Puschen kommt. In. c't. Nr. 16, 2007, S. 82–87.
•  W. E. Howard: Better displays with organic films.. In: Scientific American. 290, Nr. 2, 2004, S. 76–81, PMID 14743735.

Weblinks

• Organische Leuchtdioden – die Tapete als Lichtquelle? (Memento vom 5. Juni 2009 im Internet Archive)
• Bilder von OLED-Leuchten Beispiele von OLEDs in der Beleuchtung mit technischen Daten
• Philips-Roadmap für OLED-Beleuchtung 2018 sollen OLEDs die Größe von 1 x 1 Meter erreichen

Einzelnachweise

<references />