OLEDs leuchten länger

Erinnern Sie sich noch? So um die Jahrtausendwende berichteten alle Elektronik-Zeitschriften, auch Ihre DESIGN&ELEKTRONIK, in aller Ausführlichkeit über OLEDs und OLED-Displays. Ganz plötzlich war das Thema allerdings wieder vom Tisch, die Technik war noch nicht reif. Jetzt sieht das ganz anders aus!

Erinnern Sie sich noch? So um die Jahrtausendwende berichteten alle Elektronik-Zeitschriften, auch Ihre DESIGN&ELEKTRONIK, in aller Ausführlichkeit über OLEDs und OLED-Displays. Ganz plötzlich war das Thema allerdings wieder vom Tisch, die Technik war noch nicht reif. Jetzt sieht das ganz anders aus!

Woran denken Sie, wenn Sie das Wort OLED hören? »Lebensdauer « dürfte zu den häufigsten Antworten gehören. Tatsächlich war die Haltbarkeit der organischen Leuchtdioden (OLED, Organic light emitting diode) lange eines der größten Probleme, dabei ging es nicht nur um die Lebensdauer im Betrieb, sondern vor allem auch um die mangelnde Lagerfähigkeit. Hauptschuldiger war die Kathode, meist aus Barium gefertigt, die extrem anfällig auf Feuchtigkeit und Sauerstoff reagiert und regelrecht »rostet« (oxidiert). Dass die Alterung beim Lagern heute keine Rolle mehr spielt und die Haltbarkeit im unbenutzten Zustand mit zehn bis 15 Jahren angegeben wird, ist im Wesentlichen zwei Neuerungen zu verdanken: Einerseits stehen verbesserte Kleberahmen zur Verfügung, welche die OLED weitgehend abdichten. Da das noch nicht genügt, ist auf der Rückseite des Bauelements ein so genannter »Getter« in Form eines Kissens angebracht, der die Feuchtigkeit aufnimmt, bevor sie die Kathode erreichen kann.

Eine ganz andere Sache ist die Haltbarkeit im Betrieb. Hier bietet sich ein Vergleich mit TFT-LC-Displays an. Bei diesen bestimmt die Hinterleuchtung (Backlight) die Lebensdauer. Wenn die jeweiligen Leuchtdioden oder Leuchtröhren (CCFL, Cold cathode fluorescent lamp) nicht mehr funktionieren, ist das Display unbrauchbar, da es sich um ein passives Anzeigegerät handelt, das Beleuchtung benötigt. Hier ist die Lebensdauer in der Praxis also unabhängig von den eigentlichen Bestandteilen des Displays wie Flüssigkristallen, Transistoren, etc. Bei einigen hochwertigen Bildschirmen lassen sich die CCFLs auswechseln.

OLED-Displays hingegen sind aktiv, also selbst leuchtend, somit spielt eine Hinterleuchtung keine Rolle. Die Alterung eines Pixels wirkt sich in der Helligkeit aus, mit der Zeit wird es dunkler. Da keine Phosphorschicht zum Einsatz kommt, gibt es auch keine Einbrenneffekte, wie sie von Röhrenbildschirmen und Plasmadisplays bekannt sind. Wenn ein OLED-Display jedoch über sehr lange Zeit dasselbe Bild anzeigt, verlieren die dauerleuchtenden Pixel an Helligkeit. Dem lässt sich jedoch einfach entgegenwirken: Eine Möglichkeit ist der Pixelversatz, also ein Verschieben des Bildinhaltes, eine andere die Invertierung des Bildes. Beides lässt sich über die Ansteuerschaltung automatisieren, die zweite Methode hat den Vorteil, dass alle Pixel gleichmäßig altern.

Generell sorgt eine Verringerung der Helligkeit für längere Lebensdauer; als Faustregel gilt, dass ein Halbieren der Helligkeit die Lebensdauer verdoppelt. Tatsächlich nimmt das menschliche Sehvermögen eine Verringerung der Lichtstärke von 100 cd auf 50 cd nur als leichte Abschwächung wahr, die Lebensdauer von spezifizierten 50 000 Stunden wächst jedoch auf 100 000 Stunden, was ein durchaus konkurrenzfähiger Wert ist.

Ein anderer wesentlicher Einflussfaktor ist die Temperatur. Es gilt, dass eine Temperaturerhöhung von 10 K die Lebensdauer halbiert, was die möglichen Einsatzgebiete etwas beschränkt. Üblicherweise bezieht sich die Haltbarkeit eines OLEDDisplays auf Standardraumtemperatur bei maximaler Leuchtstärke. Die Lebensdauer ist als die mittlere Betriebszeit definiert, nach der die Leuchtdichte auf die Hälfte abgesunken ist. Hier ist zu berücksichtigen, dass eigentlich jedes Pixel eines OLED-Displays für sich betrachtet werden muss.