Passiv-Matrix-OLED-Displays für den industriellen Einsatz

Eine Passiv-Matrix-OLED (PMOLED) besteht aus mehreren Schichten. Dabei stellt eine Anode die organische Schicht dar, die Kathode ist rechtwinklig zur Anode in Zeilen angeordnet. Beide Schichten sind streifenförmig aufgebaut, sodass sich eine Matrix ergibt. Die Ansteuerung erfolgt über die Anoden- oder auch über die Kathodenleitung, welche die OLED an den jeweiligen Schnittpunkten aktiviert und Licht erzeugt. Da sich die Ladung relativ schnell wieder abbaut, ist es notwendig, sie in jeder Bildperiode zu erneuern (Zeitmultiplexbetrieb).

Consumer-Anwendungen wie Smart-Watches sind Vorreiter beim Einsatz von PMOLEDs. Raystar

Im Gegensatz dazu hat bei den Aktiv-Matrix-OLEDs (AMOLED) jedes Subpixel einen eigenen Dünnfilmtransistor. Dieser wird von den Spalten- und Zeilentreibern angesteuert und das jeweilige Subelement ein- oder ausgeschaltet. Der Transistor wird dabei in den hochohmigen Zustand versetzt, sodass die Ladung während einer Bildperiode erhalten bleibt. Für den Industriebereich setzen Entwickler verstärkt auf PMOLED, um Passiv-LCDs zu ersetzen und Applikationen optisch aufzuwerten. Denn die PMOLEDs punkten mit stärkeren Kontrasten als LCDs (bis zu 2000:1), mit kräftigen Farben, hoher Auflösung und einer dünnen Bauform.

PMOLEDs haben stets einen schwarzen Hintergrund, garantieren also bei ausgeschalteter Anzeige eine ebenmäßig schwarze Oberfläche. Die schwarzen Pixel benötigen keinen Strom, dieser muss nur fließen, wenn die Bildpunkte eine der Farben Gelb, Blau, Weiß, Amber, Skyblue und Grün darstellen sollen. Damit sind die Displays auch die ideale Basis für Low-Power-Anwendungen.

Dünn und flexibel

Weiterer Pluspunkt der PMOLED ist ihre geringe Bauhöhe, inzwischen sind sie mit einer Stärke von nur 0,3 mm auch auf flexiblem Glas oder Kunststoff erhältlich. Dies ist möglich, da aufgrund der selbstleuchtenden Technologie keine Hintergrundbeleuchtung nötig ist. Das heißt, das Display-Modul besteht lediglich aus dem Frontglas und dem Rearglas. Somit lassen sich auch Applikationen, die aktuell mit einem reflektiven Passiv-LCD ausgestattet sind, mit einem leuchtenden PMOLED aufwerten, ohne dass hierfür das Housing tiefer zu planen ist.

Ganz besonders zu empfehlen sind PMOLEDs auch dann, wenn eine Anzeige von mehreren Nutzern oder aus kleinen Betrachtungswinkeln ausgelesen werden muss. Denn da die OLEDs selbstleuchtend sind, bleibt der Kontrast aus jedem Blickwinkel gleich stark und es gibt keinen Präferenzblickwinkel.

Feuchtigkeit und hohe Temperaturen

Eine bekannte Schwachstelle der PMOLEDs ist ihre Lebensdauer. Die Hersteller konnten sie in den letzten Jahren zwar deutlich steigern, sodass sie heute eine Halbwertszeit von 150.000 Stunden erreichen. Für 24/7-Statusanzeigen sind PMOLEDs trotzdem (noch) nicht empfehlenswert.

Wie hoch die Lebenserwartung in der Praxis ist, hängt stark davon ab, welcher Helligkeit und wie viel Sonnenlicht, Sauerstoff und Feuchtigkeit das Display ausgesetzt ist. Denn auf diese Faktoren reagiert das Material sehr empfindlich. Für Anwendungen, bei denen die Anzeige direktem Sonnenlicht oder konstant hohen Temperaturen ausgesetzt ist, ist ein PMOLED nicht empfehlenswert.

Ebenfalls ungeeignet ist eine PMOLED, wenn eine Anzeige stets dieselben Pixel ansteuert. Denn dann kann es zum Burn-In-Effekt kommen, also dass sich das Phosphor in den Bildschirm einbrennt. Auch für sehr preissensitive Anwendungen stellen PMOLEDs derzeit keine Option dar. Vor allem die Produktion des Displays ist komplex und sorgt für höhere Preise als sie beispielsweise bei vergleichbaren Passiv-LCDs anfallen. Im Umkehrschluss bedeutet das: Hersteller können sich mit den qualitativ und optisch hochwertigen PMOLEDs umso mehr abheben.

OLED-Display für optische Aufwertung

Für alle anderen Anwendungen gilt: Die PMOLED-Technologie ist ideal, um eine Anzeige – und damit die gesamte Anwendung – optisch aufzuwerten. Weil das Erscheinungsbild von Anwendungen auch im Industrieumfeld eine zunehmend größere Rolle bei der Kaufentscheidung spielt, gewinnt dies an Relevanz. Ganz besonders eignen sich PMOLEDs für das Metering, ebenso für andere Applikationen mit kleineren punktuellen Anzeigen, wie Thermostate oder weiße Ware. Mit fortschreitender Entwicklung haben PMOLEDs eine gute Chance, weitere Einsatzgebiete zu erobern.

In Zusammenarbeit mit Raystar deckt Rutronik die komplette PMOLED-Palette ab. Das Standard-Portfolio von Raystar beinhaltet alphanumerische Displays in Größen von 8 × 2 bis 20 × 4 Zeilen beziehungsweise Spalten und allen gängigen Farbvariationen. Hinzu kommen grafische COG- (Chip on Glass) und COB-PMOLEDs (Chip on Board) in Größen von 0,49 Zoll bis 5,5 Zoll. Raystar bietet für alle Standardprodukte zahlreiche Möglichkeiten zur kundenspezifischen Anpassung und eröffnet damit vielfältige Design-Möglichkeiten.

(na)