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Flexible OLED Displays

Einsatzmöglichkeiten von flexiblen Displays
Es wird von der Displayindustrie weithin akzeptiert, dass die flexible Active-Matrix Organic Light Emitting Diode (AMOLED)-Technologie die flexible Display-Generation der nächsten Generation dominieren wird und unbestreitbare Vorteile gegenüber Flüssigkristall-Displays (LCD) und elektrophoretischen Displays (EPD) bietet, und zwar in Anwendungen, die von neuartigen Smartphones, tragbaren elektronischen Geräten und Internet-of-Things (IoT) reichen. Der Marktprognosebericht der Branche prognostiziert, dass der globale Markt für gedruckte und flexible Elektronik bis zum Jahr 2027 330 Milliarden Dollar erreichen wird, wovon flexible Displays das wichtigste Marktsegment sein werden.

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Verschiedene Arten von Flexibilität
Wenn wir über flexible OLEDs sprechen, ist es wichtig zu verstehen, was das genau bedeutet. Eine flexible OLED basiert auf einem flexiblen Substrat, das entweder aus Kunststoff, Metall oder flexiblem Glas bestehen kann. Die Kunststoff- und Metallplatten werden leicht, dünn und sehr langlebig sein – sie werden praktisch bruchsicher sein: Die erste Reihe von Geräten, die flexible OLED-Displays verwenden, ist aus Anwendersicht nicht wirklich flexibel. Der Gerätehersteller biegt die Displays oder kurvt sie – aber der Endverbraucher ist nicht in der Lage, das Gerät tatsächlich zu biegen. Neben den schönen Designs hat eine flexible OLED vor allem bei mobilen Geräten mehrere Vorteile – die Displays sind leichter, dünner und langlebiger als glasbasierte Displays.

Flexible OLED-Bauelemente der zweiten Generation können tatsächlich für den Endverbraucher flexibel sein. Schließlich, wenn die Technologie fertig ist, können wir OLED-Panels sehen, die Sie falten, biegen oder dehnen können. Dies kann zu allen möglichen spannenden Designs führen, die es ermöglichen, große Displays in einem mobilen Gerät zu platzieren und nur bei Bedarf zu öffnen.
Flexible OLED-Produkte
Im Oktober 2013 begannen sowohl Samsung als auch LG Display nach jahrelanger Entwicklung und Prototypendemonstrationen endlich mit der Produktion flexibler AMOLED-Displays auf Kunststoffsubstraten (Polyimid). Beide koreanischen Unternehmen produzieren nun in Serie solche Displays, die in Mobiltelefonen und tragbaren Geräten eingesetzt werden – wie dem Galaxy S7 Edge (siehe unten), dem LG G Flex 2 und Apple’s Watch.

Samsung Display produziert derzeit flexible OLEDs in zwei Produktionslinien, dem 5,5-Gen A2 und dem und dem neueren A3 6-Gen A3. Samsung produziert rund 9 Millionen flexible OLEDs pro Monat – um die Nachfrage nach seinen Mobiltelefonen und Wearables zu decken – und Samsung arbeitet daran, seine Kapazität zu erweitern, da die Nachfrage steigt und Apple rund 100 Millionen flexible OLED-Panels für seine zukünftigen iPhones bestellt hat.

LG Display produziert derzeit kunststoffbasierte OLEDs in seiner Gen-4,5-Fabrik und investiert 900 Millionen Dollar in den Bau neuer Produktionslinien, um ein wichtiger flexibler AMOLED-Hersteller zu werden.

Flexible OLED-Beleuchtung
OLEDs können auch zur Herstellung von weißen Lichtpaneelen verwendet werden. OLED ist eine diffuse Flächenlichtquelle mit einzigartigen Eigenschaften. Während die OLED-Beleuchtung noch in den Kinderschuhen steckt, glauben viele, dass flexible OLED-Beleuchtungspanels den Designern eine neue Lichtquelle bieten können, die atemberaubende Designs schafft. Derzeit gibt es zwei Unternehmen, die flexible OLED-Beleuchtung produzieren – LG Display, das auch die weltweit erste Gen-5 OLED-Beleuchtungs-Massenproduktionslinie baut, und Konica Minolta, die auch eine amiblen flexible OLED-Beleuchtungsfabrik entwickelt.

Royole weltweit erstes faltbare Smartphone FlexPai mit OLED


Gebogene, Flexible, Biegbare Displays bieten in Zukunft ganz neue Möglichkeiten und Produktkategorien. Natürlich ist dies ein Faktor das bei den Investitionen in die Entwicklung von flexiblen OLED Displays eine Rolle spielen.
Der Trend geht eindeutig zum tragbaren Gerät, Uhren, Fitnessbänder usw. je flexibler das Display ist desto innovativere Produkte werden entstehen.

Flexible OLEDs werden bereits in Smart-Uhren und Smartphones verwendet. Die anfänglichen Vorteile der flexiblen Displays sind ihre Robustheit, Dünnheit und Leistungsgleichheit im Vergleich zu den starren Geräten. Ähnlich wie bei anderen neuen Produkten ist der Nachteil natürlich der Preis. Dieser ist circa doppelt so hoch ist wie der Preis eines starren Displays.
Das Wachstum bei flexiblen Displays wird trotzdem enorm sein. Mehr dazu in diesen Artikel:
Rasantes Wachstum bei flexiblen OLEDs

flexible OLEDs Entwicklung:

  1. Schritt dünn, leicht, unzuerstörbar
  2. Schritt  leicht biegbar, Tragbar (Samsung Galaxy Round, LG Flex)
  3. Schritt  Rollbar, faltbar, total flexibel –> realiserbar 2016
  4. Schritt  Printverfahren, wie Papier nur ein Display –> realisierbar 2020

 

Aufbau eines Flexiblen OLED-Displays

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Bei den Smart-Uhren bieten die flexiblen Displays einen echten Nutzen an, da sich das Display eng an die Rundung des Handgelenks anpasst. In Zukunft werden sich flexible Displays den Vorteil von Krümmungen in der Umgebung zu Nutze machen. Beispielsweise könnten Automobilkonsolen so entwickelt werden, dass die Innenraumgestaltung des Modells daran angepasst wird. Samsung und LG haben bereits die Nützlichkeit von gekrümmten Fernsehern demonstriert, die zu einem verbesserten Fernseherlebnis der Zuschauer führen. Die Krümmung ist so geringfügig, dass sogar einige LCD-TVs über eine Biegung verfügen.

Es ist wahrscheinlich, dass OLEDs, die keine Hintergrundbeleuchtung benötigen, die neuen Marktführer werden. Die Herausforderung für OLEDs ist die Herstellung der Rückwandplatine auf Material, das die hohe Temperatur des Lithographie-Prozesses, der 300 ° C überschreitet, widerstehen kann. Die verwendete Methode besteht darin, eine Kunststofffolie auf einen Glasträger aufzubringen; einen Lithographie-Prozess durchzuführen zur Bildung der Elektroden, Kondensatoren und der Silizium-basierten TFTs auf dem Glasträger sowie dann die Glasträger von der Kunststoffschicht abzulösen. Samsung und LG machen diese Aufgabe mit einem Polyimid-Material. Polyimid, das eine gelbe Farbe hat, wird verwendet, weil es über einen höheren Schmelzpunkt verfügt als herkömmliche Kunststoffe wie PEN und PET. Die zweite Herausforderung ist die Verkapselung der Anzeige, die durch das Aufbringen von verschiedenen Schichten aus sehr dünnem organischen und anorganischen Material erfolgt. Damit entsteht ein dünner Film, der einen angemessenen Schutz vor Feuchtigkeit bietet. Das derzeitige Verfahren der Dünnschicht-Kapselung ist sehr langsam, da die Fertigstellung Stunden dauert. Darüber hinaus ist dieser Prozess urheberrechtlich geschützt. Die weiteren Arbeitsschritte hinsichtlich der Lithographie und der Verkapselung sowie die niedrigen Ausbeuten verteuern die Kosten ganz wesentlich.

Plastic Logic hat ein Verfahren entwickelt, das das Silicium mit Polymeren ersetzt. Diese langkettigen Moleküle sind oft ein Kunststoff-Baustein. Die Transistoren können auf eine Oberfläche gedruckt werden, so dass sie beschichtet werden. Dabei kommt ein Verfahren zur Anwendung, das bei Raumtemperatur stattfindet und sehr gleichmäßige Schichten produziert. Kunststoff-Transistoren können Displays erzeugen, die „nahezu unzerbrechlich“ sind und so dünn wie mehrere übereinander gelegte Blätter Cellophan sein können. Ein ganzer Handy-Bildschirm könnte um das Handgelenk gelegt werden wie ein dünnes Stück Plastik.

Diese organischen TFTs können über große Flächen flexibel gestaltet werden. Die Transistor-Blätter können „deutlich unter 1 Millimeter Krümmungsradius“ verbogen werden, wie in der nächsten Abbildung gezeigt wird.
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Zur Veranschaulichung: eine scharfe Bleistiftspitze misst etwa 1 Millimeter (oder etwa 4 Hundertstel Zoll) im Durchmesser. Was dies bedeutet, ist, dass eine OLED-Anzeige tatsächlich bis zur Hälfte ohne Schaden gefaltet werden kann.

LG-Display

LG zeigte im Juni 2014 das weltgrößte flexible/einrollbare OLED Display mit einer Größe von 18 Zoll 1200×810 Pixel!
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Flexible AMOLED from LG-Display at SID-2013Bendable Plastic-OLED from LG Display at SID-2013

Samsung Display


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Nokia

Nokia und SEL zeigte ein faltbares Display mit 5.9 Zoll Größe und einer Auflösung von 1280×720 Pixel 249ppi.
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Zukunft Konzepte

Samsung Mobile Display zeigte bei der FPD-International-2010 und CES-2011 beeindruckende Flexible OLEDS.
Das Display schafft einen Radius von 10 mm bei einer Auflösung von 800×480 pixel.
Der Kontrast liegt bei 100.000:1 bei einer Helligkeit von 250 cd/m². Das Display kann 16.7 Millionen Farben darstellen bei 100% oder höheren Color Gamut bei NTSC.
Samsung Mobile Display CES-2011
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Erich Strasser
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