Terwijl de nieuwste televisieschermen zweren bij ledtechnologie, staat er een volgende soort tv's klaar: de OLED-schermen zouden over een paar maanden massaal in de toonzaal kunnen verschijnen. OLED is een vernieuwende schermtechnologie die bestaat uit organische polymeren. Die lichten op als ze onder spanning komen te staan. Anders bekeken: de beeldpuntten geven zelf licht. Sony en Samsung lieten echter eerder al een OLED-scherm zien, en nu lanceert ook LG er eentje. 'Eentje', want OLED-schermen zijn voorlopig nog heel klein. In het geval van dit scherm van LG is dat 15 inch. De OLED-technologie begint immers nog maar pas te ontluiken en wordt bovendien vooral in kleine display's gestopt, zoals gsm's of fototoestellen.

De Sony Xel 1 Oled televisie

Anderzijds gaat de ontwikkeling snel: bij de lancering van deze 15 inch belooft LG dat het al 'heel ver' staat met de ontwikkeling van een scherm van 40 inch, en dat we het toestel in de nabije toekomst in de winkel mogen verwachten.
De 15 inch van LG wordt nog voor het eind van het jaar geïntroduceerd in Korea, daarna in de rest van de wereld.

In tegenstelling tot LCD is er geen achtergrondverlichting nodig. Het scherm verbruikt dan ook minder elektriciteit. Bovendien kan ieder beeldpunt van extreem helder tot helemaal uitgeschakeld zijn, wat resulteert in een ongelooflijk scherp contrast. Daarbij komst dat zowel kleurenweergave als responstijd (de snelheid waarmee het beeld wordt opgebouwd) beter zijn dan bij de huidige generatie tv-schermen. OLED-schermen zijn ook veel dunner en daardoor mooier.
Grootste nadeel is momenteel de prijs. Het scherm van 11 inch van Sony, de XEL-1, kost zo'n 3000 euro. Pas als de technologie helemaal doorbreekt, zal daar soelaas in komen. Voorts zijn er vragen over de levensduur van een OLED-scherm, die korter zou zijn dan de flat-screens die nu het meest gekend zijn zoals plasma, LCD, en LED-LCD.

De OLED technologie heeft, net zoals LTV en SED, de laatste tijd een hype rond zich gekend. Het verschil met die twee andere technologieën zit hem echter in het feit dat OLED al concrete resultaten heeft kunnen voorleggen en voor sommige toepassingen zelfs al commercieel beschikbaar is. OLED beeldschermpjes kan je nu al terugvinden in de MP3-spelers van Sony en Creative, de GSM’s van Sony Ericsson en Motorola, digitale camera’s van Kodak, … Ook zouden de nieuwe generatie iPod’s met een OLED schermpje komen en wie heeft er ondertussen nog niet gehoord van Optimus Maximus keyboard waar iedere toets een programmeerbaar OLED schermpje bevat?

Het Optimus Maximus toetsenbord met 103 (48×48 pixels) OLED schermpjes.

De ontwikkeling van OLED is echter nog steeds in volle gang. Bedrijven zoals Samsung, LG.Philips en Sony onderzoeken een schare aan nieuwe toepassingen, waaronder grote beeldschermen, flexibele displays, doorzichtige OLED schermen, verwerking van OLEDs in kledingvezels, … Europa bekijkt momenteel of OLEDs als openbare verlichting gebruikt kunnen worden en Amerikaanse wetenschappers onderzoeken de mogelijkheid van ‘OLED verf’ waarmee je een beeldscherm zomaar op de muur kan schilderen. Klinkt indrukwekkend, maar wat zijn OLED’s nu juist?

DE TECHNOLOGIE
OLED is de afkorting van Organic Light Emitting Diode. Het is met andere woorden een simpele lichtgevende halfgeleider op basis van organische stoffen. Om maar meteen met het grootste misverstand komaf te maken: organisch wil niet zeggen biologisch. Veel mensen denken bij de term ‘organisch’ meteen aan levende, natuurlijke stoffen, maar niets is minder waar. Organische stoffen is de verzamelnaam voor alle koolwaterstofverbindingen, ofte zowat alle producten die de chemische industrie uit aardolie produceert. In dat opzicht zijn LCD’s ook organisch, maar bij OLED wordt ‘organisch’ expliciet vermeld om het verschil met gewone LED’s, die uit metaalkristallen bestaan, aan te duiden.

OLED’s komen dus uit een chemische fabriek, en dan nog wel in een semi-vloeibare vorm. Hierdoor is het productieproces van OLED beeldschermen redelijk simpel en goedkoop. De OLED-brij wordt verwarmd en vloeibaar gemaakt en dan met behulp van een inkjetproces op een plaat, het zogenaamde substraat, geprint. Dit substraat kan een stevige kunststof zijn om bijvoorbeeld een televisiescherm mee te maken, maar kan ook flexibel PET zijn. Als je het substraat buigt, buigen de OLEDs gewoon mee. Buigbare en zelfs oprolbare beeldschermen worden hierdoor mogelijk.

Een plooibaar OLED schermpje.

OLED’s zenden zelf licht uit, en de chemische samenstelling ervan bepaalt de kleur. De OLEDS zijn slechts enkele moleculen groot en zijn dus niet vergelijkbaar met gewone LEDs. De vloeibare OLED-materie wordt tussen twee doorzichte geleiders, meestal van indium tin oxide (ITO) en aluminium, aangebracht. Deze geleiders kunnen met hetzelfde inkjet printproces op het substraat worden aangebracht. Op de ene geleider wordt een positieve lading aangebracht, op de andere geleider een negatieve. De positieve en negatieve ladingen reizen door de OLED materie naar elkaar toe en neutraliseren elkaar. De energie die hierbij vrijkomt wordt in licht omgezet.

Een doorsnede van een OLED (beeld Philips).

De voordelen die OLEDs op traditionele TFT LCDs biedt zijn haast eindeloos. Om te beginnen straalt een uitgeschakelde OLED geen licht uit. Een zwarte pixel is dus echt zwart (zie ook SED) en niet donkergrijs zoals op een LCD. Ook de contrastratio’s worden astronomisch hoog, tot 1.000.000:1. Omdat OLEDs zelf licht uitstralen is er ook geen nood meer aan een backlight, de lamp die zich achterin een LCD beeldscherm bevindt. Hierdoor worden de schermen zeer dun en verbruiken ze zeer weinig stroom. Dit laatste is ook de reden waarom je al frequent OLED schermpjes in draagbare toepassingen zoals GSM’s en MP3-spelers terug kan vinden.

Bij een LCD wordt meer dan twee derde van het licht van de backlight geabsorbeerd door allerhande filters. Dit zorgt ervoor dat dergelijke beeldschermen slechts in staat zijn 40 tot 75% van het volledige 16,7 miljoen kleuren tellende NTSC kleurenspectrum weer te geven. OLEDs daarentegen hebben deze beperking niet. De afwezigheid van de filters zorgt er ook voor dat de zichtbaarheidshoek van een OLED scherm 90° benadert, zonder vervorming of beeldverlies. De reactietijd van een OLED bevindt zich in de rangorde van enkele honderdsten van een milliseconde, terwijl deze van een LCD pixel zich in de milliseconden bevindt.

Een OLED scherm op de CES beurs.

Momenteel onderzoekt men de Stacked OLED technologie, waarbij drie gekleurde OLED’s achter (bovenop) elkaar gestapeld worden. Bij een LCD worden de drie kleurensubpixels (rood, groen en blauw) naast elkaar geplaatst. SOLED zorgt ervoor dat de resolutie van het beeldscherm drie keer zo hoog ligt als dat van een even groot LCD scherm. Ook de kleurenweergave verbetert drastisch.

Een andere technologie is Transparent OLED dat in staat is invallend licht (gedeeltelijk) door te laten. Deze technologie biedt grote mogelijkheden aan beeldschermen die in daglicht (buitenshuis) gebruikt moeten worden. Het invallend zonlicht wordt gewoon doorgelaten in plaats van teruggekaatst waardoor een TOLED beeldscherm in direct zonlicht even leesbaar als een krant is.

Maar… Natuurlijk moét een verhaal dat zo veelbelovend als OLED klinkt een maar hebben. Bij OLED is de maar drievoudig. Allereerst is er de kwestie van de levensduur. Organische halfgeleiders hebben een relatief beperkte levensduur en zo gaan OLEDs momenteel slechts 5.000 uren mee. Om commercieel levensvatbaar te zijn moet een beeldscherm vandaag de dag toch minstens vier keer zo lang mee gaan. Recent is men er in geslaagd deze levensduur voor de meerderheid van de OLED’s te bereiken, maar de blauwe OLED blijft nog steeds het zorgenkind.

Een OLED scherm van Toshiba.

De volgende maar betreft het milieu. In deze Kyototijden (markant detail: één van de OLED onderzoeksinstituten bevindt zich in Kyoto) speelt de impact op het milieu een grote rol. De productie van OLEDs is nu niet meteen de meest propere tak van de chemische industrie. Ook het gebruik van het chemische element Indium, dat nauw verwant is aan Cadmium, kan in de toekomst wel eens een probleem vormen (noot: ook LCD’s gebruiken Indium). Momenteel onderzoekt men zinkoxide en koolstof nanobuisjes als alternatief.

De derde maar heeft betrekking tot onze portefeuille. Alhoewel OLED beeldschermen theoretisch goedkoper dan LCD’s moeten zijn (dankzij het relatief eenvoudige inkjetproces) is dit in de praktijk verre van zo. Vooral het chemische productieproces speelt de bedrijven momenteel nog parten. Dit is ook een van de redenen waarom we enkel nog maar kleine OLED schermpjes op de markt hebben gezien. Het productieproces staat nog niet op punt en kost momenteel nog te veel. Wat de kleine schermpjes voor draagbare toepassingen betreft, zijn er gelukkig al veel vorderingen gemaakt: deze beginnen de prijs van een vergelijkbaar TFT-schermpje te benaderen.

Wat de prijsimpact van grote OLED schermen zal zijn is nog niet duidelijk, simpelweg omdat deze nog niet productieklaar zijn. Sony brengt dit najaar alvast kleine 11″ OLED televisies op de markt, volgens het bedrijf tegen ‘een veelvoud van de prijs van een vergelijkbaar scherm’. Het is Sony dan ook te doen om de OLED productie zo snel mogelijk op te starten en uit te bouwen. Eens dit op kruissnelheid zit zou de prijs sterk moeten dalen.

De Sony OLED mini TV.

Naast Sony vormen Samsung en LG.Philips de koplopers in het OLED-strijdperk. Deze laatsten hebben onlangs enkele prototypes aan het publiek getoond, waaronder een buigbaar scherm en eentje met een dikte van slechts 150 nanometer (de dikte van een mensenhaar). Ook General Electric, het tweede grootste bedrijf ter wereld, heeft zich volledig op OLED gestort. Zij zijn vooral geïnteresseerd in militaire (waaronder head-up displays) en verlichtingstoepassingen. Zo onderzoeken ze een OLED-verf die je op de muren kan schilderen. Hierdoor geven de muren een egaal en uniform licht af, dat veel efficiënter dan traditionele verlichting is (en ook geen schaduwen maakt). Toshiba, dat SED heeft laten varen, concentreert zich nu ook op OLED. Andere bedrijven onderzoeken dan weer de verwerking van OLEDs in kledingvezels, om zo ‘adaptieve’ kleding te maken. De mogelijkheden zijn werkelijk legio.

VOOR EN NADELEN

CONCLUSIE

Tot op heden is OLED de meest belovende nieuwe beeldschermtechnologie die er is én heeft deze al concrete resultaten opgeleverd. OLED staat echter nog steeds in zijn kinderschoenen, en wie zich een OLED-beeldscherm wil aanschaffen zal nog wat geduld moeten uitoefenen. De eerste ‘grote’ schermen (19″ en groter) worden voor volgend jaar verwacht, tegen een meer dan waarschijnlijk astronomische prijs. Het zal sowieso nog enkele jaren duren vooraleer OLED gemeengoed geworden is, maar het ziet er in ieder geval goed uit. OLED is ook een technologie die veel meer dan puur beeldschermen omvat. We gaan deze technologie in de toekomst in heel wat vormen nog terugzien.