OLED-Displays: Theoretisch flink, in der Praxis ausgebremst

OLED-Displays: Theoretisch flink, in der Praxis ausgebremst

@ctmagazin | c't Labs

OLEDs können Bildinhalte in atemberaubender Geschwindigkeit ändern und deshalb schnelle Bewegungen schlierenfrei darstellen. Im realen Einsatz nutzen sie jedoch Techniken, die zu den von LCDs bekannten Unschärfen führen.

Organische Displays sind extrem flink: Sie können in weniger als einer Millisekunde die Helligkeit eines Bildpunktes verändern. LCDs benötigen für solche Schaltvorgänge normalerweise mehrere Millisekunden – und das auch nur mit Hilfsmitteln wie einem Overdrive (FAQ: Gaming-LCDs). Zudem leuchten die LCD-Pixel innerhalb der 16 Millisekunden eines 60-Hertz-Frames durchgehend (sogenannte Erhaltungsdarstellung), was zu weiteren Unschärfen in Videos führt. OLEDs könnten jedes Pixel dagegen einfach kurz anschalten und ebenso schnell wieder ausschalten. Theoretisch zumindest. Die Praxis sieht etwas anders aus.

Das Problem: Unser Auge integriert die Helligkeit der Pixel innerhalb einer Bildperiode, addiert also die emittierte Leuchtdichte während des 16-Millisekunden-Frame auf. Um auf eine ausreichende Leuchtdichte zu kommen, müssten die OLED-Pixel deshalb extrem hell aufblitzen. Dafür müsste sehr viel Strom durch jedes Pixel fließen, was wiederum die Lebensdauer des OLEDs stark begrenzen würde.

Als Ausweg aus diesem Dilemma nutzten OLED eine Mischung aus Erhaltungs- und Impulsdarstellung: Per Puls-Weiten-Modulation werden kurze Helligkeitspeaks ausgegeben. Dabei muss der Strom durch die Pixel invers zum Tastverhältnis erhöht werden, um die wahrgenommene Leuchtdichte zu erhalten – je geringer die Pulsweite, umso höher die Helligkeit. Das macht insbesondere HDR (High Dynamic Range) zum Problem.

Schaltzeiten OLED, LCD, CRT (4 Bilder)

OLEDs haben extrem steile Schaltflanken, können also die Helligkeit und damit den Bildinhalt in jedem Pixel sehr flink ändern. Für ausreichende Leuchtdichten müssen sie den Pixelinhalt aber eine zeitlang stabil halten.

So ist die für HDR-10-Displays geforderte maximale Leuchtdichte für OLEDs nur schwer zu erreichen. Weil sie aber ein deutlich besseres Schwarz bieten als LCDs – für Schwarz wird das OLED-Pixel einfach ausgeschaltet, beim LCD muss der Flüssigkristall das stets leuchtende Backlight dagegen im Pixel abschirmen, was mehr oder weniger gut gelingt – , erzielen OLED-TVs trotz geringerer Maximalleuchtdichte beeindruckende Kontraste.

Auch Mobildisplays benötigen hohe Leuchtdichten, vor allem, um das Display im hellen Sonnenlicht gut ablesen zu können. Weil die Leitungswege am kleineren Schirm kürzer sind und damit auch die Verluste entlang der Leitungen, sind die höheren Ströme für hohe Leuchtdichten aber weniger problematisch als am großen TV. So erreichen Smartphones mit OLED-Schirm heute Leuchtdichten von über 600 cd/m2 – für OLED-TVs ein echter Kraftakt. (uk)

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