Die kürzere Lebensdauer von OLED-Geräten wird zu einem Vorurteil

Sony Semiconductor Solutions hat stark in Forschung und Entwicklung investiert, um die Herausforderungen der OLED-Mikrodisplay-Technologie zu meistern. Außergewöhnliche Ergebnisse geben ihnen Recht – wie eine lange Lebensdauer, stabile Helligkeit und die neue Burn-In vermeidende Orbit-Technologie.

Miniatur-OLED-Displays sind hochmoderne kleine Videodisplays mit schneller Reaktionszeit, kontrastreicher Bildtechnologie und präziser Farbwiedergabe. Die sehr dünnen Displays sorgen für eine größere visuelle Wirkung bei Near-to-Eye (NTE) Anwendungen wie AR/VR/MR für Industrie und Verbraucher, Rundfunk, elektronische Sucher, industrielle Wartung und medizinische Geräte. Farrukh Hussain von Sony Semiconductor Solutions spricht über die spezifischen Vorteile der OLED-Mikrodisplay-Technologie von Sony und über die Auswahl des optimalen Displaymodells für die besonderen Herausforderungen in den fünf wichtigsten Branchen.

Welche spezifischen Vorteile haben OLED-Mikrodisplays im Vergleich zu anderen Displaytechnologien?

Die spezifischen Vorteile hängen von der Umgebung ab, in der das OLED-Mikrodisplay eingesetzt wird. Ich werde mich auf die Near-to-Eye (NTE)-Displaysysteme konzentrieren, bei denen die winzige pixelierte Displayoberfläche durch eine spezielle Hilfsoptik vergrößert wird. Hier haben OLED-Mikrodisplays drei Hauptvorteile gegenüber anderen Technologien wie LCD- oder LCOS-Displays.

Erstens ist für OLED-Displays keine externe Hintergrundbeleuchtung erforderlich . OLED ist ein selbstemittierendes Elektrolumineszenz-Display, das auf dem Substrat organisches Material basiert. Das Fehlen einer externen Hintergrundbeleuchtung macht das Display viel dünner und leichter, was zu einem idealen Formfaktor für NTE-Geräte und zu einem geringen Stromverbrauch und einer geringen Wärmeentwicklung führt. Außerdem ist es erwähnenswert, dass jedes einzelne Pixel nur dann individuell beleuchtet wird, wenn es mit Strom versorgt wird, was die Bildqualität verbessert. Bei LCD-Displays ist die Hintergrundbeleuchtung immer für die gesamte Anzeigefläche eingeschaltet, wodurch der maximale Kontrast verringert wird. Gleichzeitig kann mit OLED-Mikrodisplays der Stromverbrauch erheblich gesenkt werden, da nur aktive Pixel Strom benötigen.

Zweitens: Ein weiterer Vorteil ist der hervorragende Kontrast. Jedes Pixel wird einzeln beleuchtet, und die Pixel, die schwarz sein müssen, sind ausgeschaltet, ohne Strom zu benötigen. Daher ist Schwarz wirklich schwarz, ohne den Lichtverlust, der bei LCD-Displays zu beobachten ist; hier erscheint Schwarz oft als Grau. Die Anwendung der OLED-Technologie führt zu einem Kontrastverhältnis von mehr als 100.000:1.

Ein dritter und wirklich innovativer Vorteil ist die schnelle Reaktionszeit. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für medizinische Geräte und die Reaktionszeit, die AR/VR-Headsets in Spielszenarien benötigen. Die Lichtemission erfolgt unmittelbar nach dem Anlegen von Strom an jedes Pixel. Daher wird die Reaktionszeit bei OLED-Mikrodisplays in Mikrosekunden (µs) angegeben, verglichen mit Millisekunden (ms) bei LCD-Displays. Das Flüssigkristallmolekül (LC) hat längere Entspannungszeiten und die Neuausrichtung nach der Anregung nimmt mehr Zeit in Anspruch. Außerdem bleibt die Reaktionszeit von OLEDs von niedrigen Temperaturen unbeeinflusst, während die Reaktionszeit von LCDs in kühleren Umgebungen langsamer ist. Daher haben OLED-Mikrodisplays einen viel größeren Betriebstemperaturbereich als LCD-Displays.

Wie alle aufstrebenden Technologien sind jedoch auch OLED-Mikrodisplays mit einigen Herausforderungen verbunden. Es ist eines unserer wichtigsten Ziele bei Sony Semiconductor Solutions, diese Hürden zu überwinden und neue Grenzen zu erforschen.

Wie würden Sie die Nachteile der OLED-Technologie, wie eine kürzere Lebensdauer, geringere Helligkeit und das Auftreten von Einbrennungen, lösen oder vermeiden?

Zuallererst ist es unser Ansporn und unser Unternehmensziel, uns stÃ?ndig zu verbessern – wir bei Sony Semiconductor Solutions investieren viele F&E-Ressourcen und Forschungsstunden, um uns auf die oben genannten Herausforderungen zu konzentrieren. Lassen Sie mich erklären, wie wir versuchen, diese Herausforderungen zu lösen: Die kürzere Lebensdauer von OLED-Geräten ist heute eine Art Vorurteil und hängt immer von den Betriebsbedingungen ab. Einige unserer Panels benötigen viele tausend Stunden, um die halbe Leuchtkraft zu erreichen, was bei der gegebenen täglichen Nutzungsdauer Jahre oder fast Jahrzehnte des Betriebs mit hoher Helligkeit bedeutet. Ein weiterer Beweis für unsere Produkte ist die Tatsache, dass die Lebensdauer der OLED-Mikrodisplays von Sony von unseren Konkurrenten nicht übertroffen wird.

Zweitens sind begrenzte Leuchtdichten eine inhärente Herausforderung für die OLED-Displaytechnologie. Begrenzte Leuchtdichten sind bis zu einem gewissen Grad bei Anwendungen wie VR-Headsets oder elektronischen Suchern akzeptabel. Augmented Reality (AR)-Anwendungen erfordern jedoch eine viel höhere Leuchtdichte der Display-Quelle. Die meisten unserer Wettbewerber können eine Leuchtdichte von maximal 1.000 oder 2.000 cd/m2 bieten. Einige unserer neuesten Display-Panels garantieren eine Leuchtdichte von bis zu 3.000 cd/m2, ohne dass sich dies auf die Lebensdauer auswirkt. Diese hohe Leuchtdichte ist ein einzigartiges Angebot. Unser Ziel ist es, diese Leuchtdichte zu verdoppeln und diesen Nachteil für unsere Kunden schließlich ganz zu beseitigen.

Derzeit ist es uns gelungen, den Effekt des Einbrennens in den Griff zu bekommen: Die Sorge um das Einbrennen ist jetzt überflüssig. Wir haben eine einzigartige Orbit-Funktion entwickelt, die die scharfen Ränder statischer Bilder verwischt und es schwieriger macht, das Phänomen des Einbrennens bei den OLED-Mikrodisplays von Sony zu erkennen.

Unternehmen, die OLED-Mikrodisplays in großen Stückzahlen anbieten, haben oft mit dem Problem zu kämpfen, sehr hohe Erträge zu produzieren.

Die Massenproduktion von Halbleiterkomponenten ist ein hochtechnischer und komplizierter Prozess. Sony Semiconductor Solutions ist jedoch bekannt für die Auswahl hochreiner SI-Wafer, das präzise Aufbringen der aufgedampften EL-Schichten und die Endmontage der Zellen. Nach vielen Jahren der Geschäftstätigkeit haben wir erfolgreich Millionen von OLED-Panel-Mikrodisplays aus unseren Fabriken ausgeliefert. Wir sind sehr stolz darauf, eine sehr stabile und robuste Lieferkette anzubieten, auf die sich unsere Kunden verlassen können.

Nennen Sie die TOP 5 Branchen, die OLED-Mikrodisplays liefern, und nennen Sie die Endprodukte, die Kunden damit herstellen.

Jedes augennahe System ist eine mögliche Anwendung für OLED-Mikrodisplays. Elektronische Sucher für Industrie- und Verbraucherkameras, elektronische Ferngläser und Monokulare für Wärmebilder und Vogelbeobachtung sind zwei Branchen, in denen die OLED-Technologie an der Spitze der Entwicklung steht. Darüber hinaus stehen medizinische Geräte, Fernbedienungen, Funduskameras und ophthalmologische Geräte im Fokus unserer Kunden. Gaming- und Unterhaltungs-Headsets sind die häufigsten Anwendungsfälle für Virtual Reality (VR). Weitere Beispiele sind Wearables für die Fernunterstützung und Mixed-Reality-Headsets im Bereich Augmented Reality (AR). Die Anwendung der OLED-Technologie ist nicht eingeschränkt, insbesondere im industriellen Umfeld. Hier gibt es viele Einzelbeispiele in diesem Umfeld, die sich ganz speziellen Anwendungen widmen.

Welchen Herausforderungen und Anforderungen sehen sich die Kunden in diesen Branchen gegenüber, und wie können OLED-Mikrodisplays eine Lösung bieten?

Die wichtigsten Kriterien für elektronische Sucher sind das Design und die Farbstabilität. Wir bieten unsere Panels mit verschiedenen Rahmentypen an, je nachdem, welche Integration der Kunde bevorzugt. Außerdem haben wir Modelle, die entweder ein schmales oder ein breites Sichtfeld bieten, und unsere Farbstabilität ist die beste auf dem Markt, selbst in Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen.

Besonders wichtig ist den Kunden der Betriebstemperaturbereich von elektronischen Ferngläsern und Monokularen, wobei es auf die Farbstabilität bei unterschiedlichen Temperaturen ankommt. Auch das Seitenverhältnis ist von besonderer Bedeutung. Unsere Panels sind sowohl im Verhältnis 4:3 als auch 16:9 erhältlich.

Das Kontrastverhältnis und eine sehr zuverlässige und stabile Lieferkette sind die Hauptkriterien für die Medizinprodukteindustrie. Sie haben lange Zertifizierungsprozesse und benötigen Produkte, die für eine sehr lange Zeit verfügbar sind. Diese Anforderungen sind notwendig, um eine doppelte Zertifizierung oder das Risiko zu vermeiden, dass Produkte aufgrund von Nichtverfügbarkeit oder überholten Komponenten veraltet sind.

VR-Headsets müssen schnell und hell sein, aber auch den Designanforderungen entsprechen. Im Allgemeinen wählen die Kunden ihr bevorzugtes Modell anhand der Reaktionsgeschwindigkeit und der Farbstabilität aus. Aber auch die Stellfläche und der Betrachtungswinkel müssen für den Benutzer geeignet sein. Außerdem müssen diese Geräte über eine stabile Lieferkette verfügen, um einen reibungslosen Produktionsprozess von der Evaluierung bis zum Massenmarkt zu gewährleisten, mit hohen Stückzahlen und längeren Lebenszyklen.

Die anspruchsvollsten Anwendungen sind AR-Wearables. Diese Dual-Reality-Brillen mit „Durch-das-Medium“-Betrachtung erfordern eine hohe Leuchtdichte, eine hohe Auflösung sowie eine hohe Kontrast- und Farbstabilität. Dieses Szenario der FernunterstÃ?tzung erfordert schnelle Bildraten ohne Latenzzeiten und ein komfortables Design mit geeigneten Blickwinkeln. Hier ist eine stabile Lieferkette wichtig, da AR-Wearables vor allem für individuelle Geräteentwicklungen in der industriellen Wartung und anderen anspruchsvollen Branchen eingesetzt werden.

Zusätzlich zu diesen branchenspezifischen Kriterien arbeiten alle unsere OLED-Mikrodisplays mit großen Blenden, hoher Leuchtdichte, einem breiten Farbspektrum, geringer Reflexion und einem hohen Dynamikbereich. Sie arbeiten mit extremer Geschwindigkeit und ohne Bewegungsverzögerung oder Unschärfe.

FRAMOS® bedankt sich bei Farrukh Hussain von Sony Semiconductor Solutions fÃ?r diesen Ãœberblick Ã?ber OLED-Mikrodisplays und ihre zahlreichen Anwendungen.

Das komplette OLED-Portfolio ist über FRAMOS erhältlich. Die Industrie- und Produktexperten von FRAMOS stehen Kunden bei der Integration von OLED-Displays in ihre Anwendungen und Projekte zur Seite. Die nachstehende Tabelle bietet Kunden Informationen für die Auswahl des optimalen Mikro-Displays für ihre industrielle Anwendung (Tabelle 1):

Tabelle 1: OLED-Modelle und Auswahlkriterien