Flexible AMOLED-Displays Samsungs Kernkomponente für neue Smartphone-Designs

Bild 1. Die Flexibilität von AMOLED-Displays wurde für die Fertigung eines Touchscreen mit abknickenden Seiten genutzt.
Bild 1. Die Flexibilität von AMOLED-Displays wurde für die Fertigung eines Touchscreen mit abknickenden Seiten genutzt.

AMOLED-Displays sind in der Herstellung teurer als LCDs und bieten weniger Lichtstärke, sind aber kon­trastreicher und mechanisch flexibel. Während man bei Apple auf die bewährten LCDs setzt, will man bei Samsung mit flexiblen AMOLED-Displays innovative Smartphone-Designs auf dem Markt etablieren.

AMOLED-Displays (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) werden seit Ende 2013 massenhaft im gebogenen Format produziert. Ihre im Vergleich zu den Vorgängern ungewohnte mechanische Flexibilität erweitert die Möglichkeiten der Produktdesigner bei der Formgebung eines Smartphones. Diese Chance zur Differenzierung wollte man bei Samsung nutzen und machte ein an den Seiten abknickendes Display zum Markenzeichen des Galaxy S6 Edge (Bild 1). Den eingeschlagenen Kurs will man fortsetzen und denkt aktuell darüber nach, wie roll- und vielleicht bald faltbare Displays auf den Markt gebracht werden können. Dass solche Designs machbar sind und technisch funktionieren, wurde längst gezeigt, beispielsweise vom Fraunhofer-Institut für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD oder FlexEnable, einem führenden Entwickler flexibler Elektronik.

Dünnes Display, hoher Kontrast

Die mechanische Flexibilität ist nicht der einzige Vorteil der AMOLED-Displays. Im Vergleich zu LCDs sind sie auch dünner und kontrastreicher. Das Sub­stratmaterial Polyimid, das anstelle von ca. 2 mm dickem Glas verwedet wird, kann in einer Filmdicke von unter 1 mm verarbeitet werden. Es hält den üblichen Produktionstemperaturen von ca. 300 bis 450 °C stand, ist mechanisch flexibel und stoßfest. Allerdings ist es auch relativ teuer. Komplettiert wird das Display mit einem Array aus flexibler organischer Elektronik und dem RGB-Farbstoff. Die selbstleuchtenden Pixel bleiben im ausgeschalteten Zustand völlig dunkel, was den höheren Kontrast erzeugt. Im Gegensatz dazu können die Polarisationsfilter eines LCDs das Licht der Hinterleuchtung nie vollständig abdunkeln, sodass kein sattes Schwarz, sondern ein leichtes Grau entsteht.

Mit AMOLED-Displays kann prinzipiell jedes Pixel einzeln angesteuert werden. Im Vergleich zu einem LCD, bei dem auch für solche Darstellungen die gesamte Hinterleuchtung aktiviert wird, die nur die Beleuchtung eines kleinen Ausschnitts erfordert, kann die Leistungsaufnahme um ca. 20 Prozent reduziert werden. Außerdem können AMOLED-Displays im Vergleich zum LCD einen bis zu 30 Prozent größeren Farbraum darstellen. Das ist eine Folge des LCD-Prinzips aus Hinterleuchtung und Farbfiltern: Für einen großen Farbraum müssen die Grundfarben Rot, Grün und Blau möglichst vollständig gesättigt sein. Bei einer Weißlicht-Hinterleuchtung muss dies über schmalbandige Farbfilter geschehen, die aber zu einem Helligkeitsverlust führen. Dieser der LCD-Technik inhärente Kompromiss zwischen Helligkeit und Farbraumgröße wird vielleicht bald durch die Verwendung von Quantenpunkten umgangen (Bild 2).

Bei den Reaktionszeiten liegen AMOLED-Displays deutlich vorne. Sie reagieren auf Bildwechsel innerhalb von 0,1 ms. Bei LCDs beträgt diese Zeit in etwa 8 ms und sinkt bei tiefen Temperaturen, was zu sichtbaren Artefakten beim Abspielen von Videos führen kann.

Nutzerfreundliches Display-Design

Ein großes Thema bei Smartphones ist eine benutzerfreundliche Darstellung und Bedienung. Zumindest bei Samsung geht man davon aus, dass Nutzer die Platzierung von Schnellstart-Symbolen auf dem abgeknickten Bereich schätzen werden, der sich wie ein zweites Display verhält (Edge-Display). Damit wird bisheriger Totraum des Smartphones nutzbar. Gleichzeitig ist es ein Versuch, die beliebte einhändige Navigation durch die Formung des Displays zu unterstützen. Für die Strategie „Benutzerfreundlichkeit durch Display-Design“ liefern die AMOLED-Displays die nötige mechanische Flexibilität.

Nach Unterlagen von Samsung