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Dünn, leicht, billig: Displays aus Plastik

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Organische Displays waren die Stars der Show auf der "CeBIT der Displayindustrie", der SID 2001, die gestern in San Jose zu Ende ging. Etliche Hersteller mit Rang und Namen präsentierten die Leuchtanzeigen teils "pur", teils in Handys, Videobrillen oder Flachbidschirmen eingebaut. Zwei recht unterschiedliche Techniken bestimmen die Szene: Auf der einen Seite die von Kodak entwickelten Small Molecule OLEDs, auf der anderen die von Cambridge Display Technology entwickelten Polymer-LEDs, die sich sehr billig fertigen lassen.

Zu den Herstellern von OLED-Displays zählen eMagin, Sanyo, Sony, Tohoku Pioneer und UDC. Tohoku Pioneer setzt seine organischen Displays bereits seit 1999 in Autoradios ein, seit 2000 findet man sie auch in einem Timeport-Handy von Motorola.

Im Februar gründete Pioneer zusammen mit Sharp und SEL (Semiconductor Energy Laboratoy) das Joint Venture ELDis. Der Dreierverbund will TFT-Substrate in Sharps Continious Grain Silicon-Technik (CGS) für organische Displays mit Aktivmatrix-Ansteuerung herstellen und vermarkten. CGS hat eine sehr hohe Elektronenbeweglichkeit; das Substrat kann deshalb neben den Pixeltransistoren die Treiberlogik und weitere Displayelektronik aufnehmen.

Auf der SID zeigt Pioneer ein erstes ELDis-Resultat: Das dreizöllige Aktivmatrix-OLED in CGS-Technik stellt auf 5,4 x 5,4 Zentimeter vollfarbige Bilder mit einer Auflösung von 320 x 320 Bildpunkten dar; die Pixel haben eine Kantenlänge von nur 0,168 Millimeter. Mit wenig mehr als zwei Millimetern ist das Display verblüffend dünn.

Sony erregte Aufsehen mit einem 13-Zoll-OLED. Das unter der Bezeichnung "Organic EL" laufende Display zeigt 800 x 600 Bildpunkte mit einer Kantenlänge von 0,33 Millimeter (zum Vergleich: bei 15-zölligen LCD beträgt die Pixelgröße 0,3 Millimeter). Es leuchtet laut Sony mit 300 cd/m2 und weist einen Kontrast von 200:1 auf. In Konkurrenz zu dieser Technik zeigte Sony aber auch ein 13,2-zölliges Feldemissionsdisplay (FED) gleicher Auflösung, das durch sehr hohe Leuchtdichte (800 cd/m2), sehr hohen Kontrast von 800:1 und ausgezeichnete Farbsättigung besticht.

eMagin nutzt die OLED-Technik von Kodak in hochauflösenden Mikrodisplays. Die Firma bringt die organische Leuchtschicht direkt auf einkristalline Siliziumchips auf. Jedes Pixel auf der 12,8 x 9 Millimeter kleinen Displayfläche hat eine Kantenlänge von 0,015 Millimetern. Mit seiner Auflösung von 852 x 600 Bildpunkten (SVGA+) kann das Display PC-kompatibles VGA anzeigen, aber auch das HDTV-kompatible 16:9-Format. eMagin hatte zwei Displays in eine EyeTrek-Brille von Olympus eingebaut. Angeschlossen an die Playstation 2 überzeugte die so ausgestattete Videobrille durch leuchtende Farben und extrem kurze Schaltzeiten. Die Massenproduktion der organischen Mikrodisplays soll Ende des Jahres in Hopewell Junction starten, Entwicklungskits mit OLED-Display und Ansteuerlogik sind ab sofort für 6500 Dollar zu haben.

Die Alternative zu organischen Leuchtanzeigen aus so genannten Small Molecules sind die von Cambridge Display Technology (CDT) entwickelten Polymer-LEDs. Die Bildqualität hinkt derzeit etwas hinterher, doch erhofft man sich von Light Emitting Polymers (LEP) deutlich geringere Fertigungskosten. Während die organischen Leuchtstoffe der SMOLEDs im Vakuum auf das Substrat aufgedampft werden müssen, kann man das organische Material der LEPs in Flüssigkeit auflösen und anschließend wahlweise per Spin Coating – also durch Auftröpfeln auf die schnell drehende Substratfläche – oder im Inkjet-Druckverfahren aufbringen.

Toshiba überraschte die Branche mit der Präsentation eines vollfarbigen Polymerdisplays. Der Newcomer im Bereich der Plastikanzeigen druckt sein LEP (Light Emitting Polymer) auf ein TFT-Substrat aus Low Temperature Polysilizium (LTPS). Das 2,85-zöllige Display unterstützt 260.000 Farben und 64 Graustufen. Auch wenn das gezeigte Display noch etwas blass wirkte, markiert es doch die Position von Toshiba im LEP-Business. Die Firma will organische Displays bereits im April 2002 in Serie produzieren.

Epson zeigte ebenfalls ein vollfarbiges 2,8-Zoll-LEP-Display mit 250 x 150 Pixel und 64 Graustufen, das im Inkjet-Verfahren auf Polysilizium hergestellt wurde. Als Dritter im Bunde führte Philips auf der SID "gedruckte" LEP-Displays vor.

Vor kurzem hat auch ein deutsches Unternehmen von CDT die Lizenz zur LEP-Fertigung erworben: Osram Semiconductor, ein Gemeinschaftsuntenehmen von Osram und Infineon, will kleine LEP-Displays zum Einbau in Handys und Autos herstellen. Die Firma besitzt bereits eine Pilotanlage in San Jose und will noch dieses Jahr eine LEP-Fab in Penang, Malaysia, in Betrieb nehmen.

Der Markt der organischen Leuchtanzeigen wird nach Ansicht des Marktforschungsinstituts DisplaySearch von 24 Millionen Dollar im Jahr 2000 auf 3,3 Milliarden Dollar im Jahr 2005 anwachsen. Eine konservativere Schätzung liefert Mitbewerber Stanford Ressources, nämlich 1,6 Milliarden Dollar im Jahr 2007, erwartet aber für dieses Jahr bereits ein Wachstum auf 84 Millionen Dollar. Die Hauptanwendungen für organische Displays sieht Stanford Resources bei den mobile Appliances und im Automobilsektor. (uk)/ (cp)