LCD gegen OLED: Monitore der Zukunft

LCD gegen OLED: Monitore der Zukunft

19. November 2004 - Wohin geht der Trend bei den Displays? Noch hat die LCD-Technik einen Zeitvorsprung, neue Techniken wie OLED sind jedoch in den Startlöchern.
Artikel erschienen in IT Magazine 2004/21

Der Wettlauf ist rasant, die Pressemeldungen überschlagen sich. Seit dem Frühjahr hielt Samsung den Rekord für den weltweit grössten Bildschirm, der die OLED-Technik (Organic Light Emitting Diode) nutzt: Gerade mal 17 Zoll war dieser gross. Im September antwortete nun auf der Internationalen Ausstellung für Flachbildschirme in Japan die Firma Philips auf die Herausforderung, und zwar mit der Vorstellung eines 20-Zoll-Monitors. Der Bildschirm mit einer Auflösung von drei Millionen Pixel besteht zum ersten Mal aus einem einzigen Stück.





Ob in Autos, Handys, Flugzeugen, Zügen und Computern: Flachdisplays finden millionenfach Anwendung. Der überwiegende Anteil dieser Displays basiert bisher auf den Flüssigkristall-Displays (Liquid Crystal Display, LCD). Diese Technik, die einst in Europa von Chemiekonzernen wie Hoffmann-La Roche und Merck vorangetrieben wurde, ist heute aus unserer computerisierten Welt nicht mehr wegzudenken. Heutzutage wird der Grossteil der Flüssigkristall-Displays in Asien hergestellt. Von den über 25 Milliarden Dollar, die jährlich mit Flachbildschirmen umgesetzt werden, gehen 60 Prozent auf das Konto japanischer, gar 97 Prozent auf das aller fernöstlicher Produzenten.





Allerdings hat die LCD-Technik ihre Grenzen: Die Monitore können nicht beliebig vergrössert, die Kosten nicht reduziert werden. Seit etwa zehn Jahren nun wird an der nächsten Generation der Monitore getüftelt: den OLEDs. Diese hauchdünnen, flexiblen Plastikmonitore werden – glaubt man den Experten – demnächst unsere Computerwelt erneut revolutionieren. Doch wann wird die Technik massenreif, und wer wird vorne sein? Immerhin erhofft sich Europa mit der neuen Technik den erneuten Einstieg in den Markt der Displays. Aber niemand weiss bisher, wann diese Technik den endgültigen Durchbruch schafft.


Der Erfolg der LCDs: Farbige Kristalle

Die Ursprünge der Flüssigkristallforschung liegen mittlerweile 116 Jahre zurück. Bei der Untersuchung von Pflanzeninhaltsstoffen stiess der österreichische Botaniker Friedrich Reinitzer auf ein merkwürdiges Phänomen: Das Benzoat des Cholesterols ging bei 145,5 °C nicht in eine klare Schmelze über, sondern zunächst in eine trübe Flüssigkeit. Und erst beim weiteren Erhitzen auf 178,5 °C kam dann der endgültige Übergang in die klare Flüssigkeit – die Substanz hatte zwei Schmelzpunkte. Otto Lehmann leitete 1889 daraus die revolutionäre Erkenntnis ab, dass es sich bei diesen Erscheinungen um einen neuen, bisher nicht beschriebenen Aggregatzustand handelte. Er nannte sie «flüssige Kristalle».
Der Dornröschenschlaf dieser Entdeckung dauerte bis in die 60er Jahre des letzten Jahrhunderts, als neue Techniken für dieses Phänomen gefunden wurden. Flüssigkristalle sind organische Moleküle, die typischerweise langgestreckt sind und eine ungleichmässige Verteilung der elektrischen Ladungen im Molekül (Dipol) aufweisen. In der Flüssigkeit weisen die einzelnen Moleküle untereinander eine gewisse Ordnung auf.





In der sogenannten nematischen Phase fehlt die Ausbildung von Schichten. Wird jedoch eine elektrische Spannung angelegt, zeigt sie physikalische Eigenschaften eines Festkörpers mit richtungsabhängigem Verhalten. Je nach Stromfluss ändert sich also die Lage der Kristalle. Sie können somit wie ein An/Aus-Schalter für einen Lichtfluss wirken. 1968 stellte George Heilmeier der Fachwelt den ersten Flüssigkristall-Display vor. Das war ein echter Durchbruch, wenn auch dieses Display noch eine Betriebstemperatur von etwa 80 °C benötigte. Nach den Taschenrechnern mit 7-Segment-Anzeige begann in den 80er Jahren mit den Laptops dann der weltweite Siegeszug der LCD-Technik.

 
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