17 feb. 1999
3 minuten
Displays van organische led’s bieden ongekende mogelijkheden, maar door de hoge productiekosten worden ze nog niet op heel grote schaal gebruikt. Een nieuwe productiemethode bespaart niet alleen kosten, maar verbetert bovendien de lichtemissie van de oled.
Het tijdperk van de kathodestraalbuis is voorgoed voorbij; in iedere woning staat nu wel een flatscreen televisie. De vraag is nu hoelang de huidige schermen van een paar centimeter dik nog als ‘flat’ kunnen worden betiteld. Rigo Herold van het Fraunhofer researchinstituut voor ‘Organics, Materials and Electronic Devices Comedd’ denkt in ieder geval al in heel andere dimensies: "In 2008 introduceerden de eerste fabrikanten al displays die minder dan een millimeter dik waren". Dat is mogelijk door het gebruik van oled’s (organische led’s). Oled’s stralen zelf licht uit en in tegenstelling tot de huidige LCD-schermen werken ze zonder achtergrondverlichting. "Daardoor is het binnenkort mogelijk om heel dunne, en tegelijkertijd heel flexibele, buigzame displays te maken", aldus Herold, die de leiding heeft over de afdeling ‘IC and Systems Design’ bij Comedd. Wat tot nu toe alleen was te zien in sience fiction films, zou binnen afzienbare tijd realiteit kunnen worden: papierdunne beeldschermen, die zijn aangebracht op kleding, gordijnen en zelfs ramen.
Kinderschoenen
Toch staat de technologie nog maar in de kinderschoenen. Naast de beperkte levensduur zijn tot nu toe de kosten een belemmering voor grootschalige doorbraak. "Dat is ook de reden waarom er nog geen grote oled-televisieschermen te koop zijn. Momenteel wordt de technologie vooral gebruikt voor schermen van slechts een paar vierkante centimeter. Voorbeelden zijn de beeldzoeker in digitale camera’s en het display in data-brillen", zo schetst Herold de stand van zaken. Samen met zijn collega’s zoekt hij naar nieuwe productiemethoden voor microdisplays.
Subpixels op microdisplays
De onderzoekers kwamen onlangs tot een belangrijke doorbraak op dit gebied. Samen met het Duitse Von Ardenne Anlagentechnik ontwikkelen zij mini-oled schermen zonder kleurenfilters. Dat maakt het productieproces niet alleen goedkoper, maar het verhoogt ook de lichtopbrengst van de displays. Tot nu toe onderdrukte het kleurenfilter – dat nodig is om een rode, groene of blauwe pixel te maken – een deel van de straling van de oled, zodat slechts 20% van ht geëmitteerde licht kon worden gebruikt. Twee negatieve effecten van de gebruikte filterlaag zijn daarvan de oorzaak: ten eerste worden twee van de drie kleurengebieden van een oled-subpixel onderdrukt en en tweede verzwakt een extra laag over de oled automatisch de gegenereerde lichthoeveelheid.
Om het gebruik van kleurenfilters te omzeilen moeten de rode, groene en blauwe pixels – die samen het kleurenbeeld vormen – direct op de elektrode worden aangebracht. Dat was tot nu toe niet mogelijk. "De subpixels in het kleine display zijn ongeveer 8 vierkante micrometer groot. Maar de conventionele technologie kan alleen units van meer dan 50 vierkante micrometer verwerken", zegt Herold, om aan te geven welke uitdaging moet worden aangegaan.
Om de problemen op te lossen gebruikten de wetenschappers een speciale technologie van hun partnerbedrijf Von Ardenne. Deze methode maakt het mogelijk om met warmte organische lagen lokaal en gecontroleerd te verdampen. Op deze manier kunnen oppervlakken worden verwerkt van minder dan 10 vierkante micrometer. "hebben we het hele productieproces opnieuw ontworpen. Het is nu mogelijk om rode, groene en blauwe pixels direct aan te brengen en dat maakt het gebruikt van kleurenfilters overbodig. Zo gebruiken we 100% van het uitgestraalde licht".
Smartphone doet het langer
De oled schijnt niet alleen helderder en het nieuwe productieproces is goedkoper. De productie van kleurenfilters is niet goedkoop. Afhankelijk van de toepassing moeten ze op maat worden ontworpen, uit de juiste materialen bestaan en goed zijn gemonteerd. Als het filter bijvoorbeeld verschuift kan dat een negatieve invloed hebben op de beeldkwaliteit.
"Uiteindelijk profiteert de consument", zegt Herold. "We weten dat mobiele toestellen als smartphones en digitale camera’s de hele dag een hoop energie consumeren. Hoe minder wordt gebruikt voor de kleurenpresentatie, hoe langer de batterijen kunne worden gebruikt voor telefoneren, surfen of fotograferen."
Anderen lazen ook
