Hallo ihr Lieben,
das wichtigste Teil am Handy ist definitiv der Bildschirm. Mit ihm interagiert ihr mit dem Smartphone, auf ihm lest ihr Nachrichten oder schaut Fotos und Filme an.
Aber wie funktioniert er überhaupt? Heute möchte ich euch einen Überblick geben über die zwei gebräuchlichsten Display-Typen, ihre Bau- und Funktionsweise und natürlich welche Vor- und Nachteile sie haben: LCD & OLED (Bild: mobilegeeks.com)
das wichtigste Teil am Handy ist definitiv der Bildschirm. Mit ihm interagiert ihr mit dem Smartphone, auf ihm lest ihr Nachrichten oder schaut Fotos und Filme an.
Aber wie funktioniert er überhaupt? Heute möchte ich euch einen Überblick geben über die zwei gebräuchlichsten Display-Typen, ihre Bau- und Funktionsweise und natürlich welche Vor- und Nachteile sie haben: LCD & OLED (Bild: mobilegeeks.com)
LCD
LCD steht für liquid crystal display, also Flüssigkristallbildschirm. Dieses Display findet in vielen Bereichen Anwendungen, von einfachen Weckern und Eieruhren bis hin zu Monitoren und natürlich Smartphones: Das HTC One sowie das Sony Xperia Z1 verwenden ein LC-Display.
Das LCD ist ein passives Display, das heißt es verändert nur das Licht, das von einer weißen Hintergrundleuchte ausgestrahlt wird. Deshalb leuchtet ein LC-Bildschirm bei der Anzeige von Schwarz im Dunkeln.
Flüssigkristalle sind Stoffe, die Eigenschaften von Flüssigkeiten sowie von Kristallen aufweisen. Wichtig ist dabei, dass sich diese Flüssigkristalle auf die Glasoberfläche auftragen lassen, aber auch über ein Kristallgitter verfügen, das bedeutet, die Atome dieses Flüssigkristalles ordnen sich nach einem bestimmten Muster zum Beispiel parallel an. Das durchscheinende Licht wird von diesem Kristallgitter gebrochen.
Durch das Anlegen einer Spannung kann die Ausrichtung dieses Gitters verändert werden, was dann die Brechung des Lichtes verändert und somit endlich die Farbe herausfiltert.
Ohne Spannung befindet sich das Gitter in seiner natürlichen Ausrichtung und lässt das weiße Licht ungefiltert durch, bei maximal veränderter Ausrichtung werden die Lichtstrahlen zu Schwarz gebrochen. Dazwischen sind alle Nuancen möglich, man erreicht diese durch minimale Spannungsänderungen.
Das LCD ist ein passives Display, das heißt es verändert nur das Licht, das von einer weißen Hintergrundleuchte ausgestrahlt wird. Deshalb leuchtet ein LC-Bildschirm bei der Anzeige von Schwarz im Dunkeln.
Flüssigkristalle sind Stoffe, die Eigenschaften von Flüssigkeiten sowie von Kristallen aufweisen. Wichtig ist dabei, dass sich diese Flüssigkristalle auf die Glasoberfläche auftragen lassen, aber auch über ein Kristallgitter verfügen, das bedeutet, die Atome dieses Flüssigkristalles ordnen sich nach einem bestimmten Muster zum Beispiel parallel an. Das durchscheinende Licht wird von diesem Kristallgitter gebrochen.
Durch das Anlegen einer Spannung kann die Ausrichtung dieses Gitters verändert werden, was dann die Brechung des Lichtes verändert und somit endlich die Farbe herausfiltert.
Ohne Spannung befindet sich das Gitter in seiner natürlichen Ausrichtung und lässt das weiße Licht ungefiltert durch, bei maximal veränderter Ausrichtung werden die Lichtstrahlen zu Schwarz gebrochen. Dazwischen sind alle Nuancen möglich, man erreicht diese durch minimale Spannungsänderungen.
(AM)OLED
OLED steht für organic light emitting diode, also eine organische Leuchtdiode. Diese Technik findet sich zum Beispiel im neuen Samsung Galaxy S4.
Im Gegensatz zum LCD ist OLED ein aktiver Display-Typ, es erzeugt die Farben also selbst. Deshalb sind schwarze Pixel hier einfach ausgeschaltet und verbrauchen natürlich auch keinen Strom.
!Achtung Physik!
Der Aufbau ist wie folgt: unten, also als am weitesten vom Betrachter entfernt befindet sich eine Anode, welche im Betrieb positive Ladungen (genannt ''Löcher'') entsendet, dann eine Lochleitungsschicht, welche diese ''Löcher'' in die darüberliegende Schicht transportiert, die sogenannte ''Emmitterschicht''. Über dieser liegt die Kathode, dann kommt die Glasscheibe.
Interessant wird es in der Emmitterschicht, denn diese besteht (meist nur anteilig) aus Farbstoff. Im Betrieb werden von der Kathode Elektronen (negative Ladungen) in diese Schicht ausgestrahlt, von der Anode kommen Löcher. Beide treffen sich in der Emmitterschicht, wo sie sich aneinander binden und auch wieder zerfallen. Dadurch wird Energie frei, die den Farbstoff anregt, welcher ein Photon (=Lichtteilchen) aussendet. Im Klartext: Licht wird abgestrahlt.
Im Gegensatz zum LCD ist OLED ein aktiver Display-Typ, es erzeugt die Farben also selbst. Deshalb sind schwarze Pixel hier einfach ausgeschaltet und verbrauchen natürlich auch keinen Strom.
!Achtung Physik!
Der Aufbau ist wie folgt: unten, also als am weitesten vom Betrachter entfernt befindet sich eine Anode, welche im Betrieb positive Ladungen (genannt ''Löcher'') entsendet, dann eine Lochleitungsschicht, welche diese ''Löcher'' in die darüberliegende Schicht transportiert, die sogenannte ''Emmitterschicht''. Über dieser liegt die Kathode, dann kommt die Glasscheibe.
Interessant wird es in der Emmitterschicht, denn diese besteht (meist nur anteilig) aus Farbstoff. Im Betrieb werden von der Kathode Elektronen (negative Ladungen) in diese Schicht ausgestrahlt, von der Anode kommen Löcher. Beide treffen sich in der Emmitterschicht, wo sie sich aneinander binden und auch wieder zerfallen. Dadurch wird Energie frei, die den Farbstoff anregt, welcher ein Photon (=Lichtteilchen) aussendet. Im Klartext: Licht wird abgestrahlt.
Aktiv-Matrix-Display
Aktiv-Matrix-Display
Wie werden die Farben im Smartphone dann erzeugt? Dafür nutzt man die sogenannte Aktiv-Matrix-Technologie:
In der Glasoberfläche sind kleine, durchsichtige Leiter eingelassen, die wie kariertes Papier ein Raster ergeben. Diese Leiterbahnen werden an den Displayrändern elektronisch angeregt. Wie beim Schiffe versenken ergeben je ein Leiter aus Reihe und Spalte einen Bildpunkt, die Ladung geht also in den Knotenpunkt. Dort wird sie von einem Transistor für die Erzeugung des Lichtes aufgenommen. Für farbige Displays benötigt man drei verschiedene Transistorentypen: jeweils einen für Rot, Blau und Grün pro Pixel. So lässst sich dann jede Farbe des Spektrums erzeugen.
LC-Displays mit dieser Technologie nennt man TFT-Displays, OLED Displays werden zu AMOLED-Displays.
Wie werden die Farben im Smartphone dann erzeugt? Dafür nutzt man die sogenannte Aktiv-Matrix-Technologie:
In der Glasoberfläche sind kleine, durchsichtige Leiter eingelassen, die wie kariertes Papier ein Raster ergeben. Diese Leiterbahnen werden an den Displayrändern elektronisch angeregt. Wie beim Schiffe versenken ergeben je ein Leiter aus Reihe und Spalte einen Bildpunkt, die Ladung geht also in den Knotenpunkt. Dort wird sie von einem Transistor für die Erzeugung des Lichtes aufgenommen. Für farbige Displays benötigt man drei verschiedene Transistorentypen: jeweils einen für Rot, Blau und Grün pro Pixel. So lässst sich dann jede Farbe des Spektrums erzeugen.
LC-Displays mit dieser Technologie nennt man TFT-Displays, OLED Displays werden zu AMOLED-Displays.
LCD vs. (AM)OLED
Schon ewig wird gestritten, welcher der genannten Display-Typen der bessere sei. Im Endeffekt bedienen beide natürlich unterschiedliche Geschmäcker:
Durch das Fehlen von jeglicher Hintergrundbeleuchtung ist der Kontrast von OLED Displays besser als der von LC-Displays, ebenso die Farbdarstellung: sattere und leuchtendere Farben. Außerdem benötigt das OLED dadurch weniger Akku bei der Darstellung von Bildern mit großem Schwarzanteil und zu guter Letzt ist die Blickwinkelstabilität besser.
LCDs sind generell heller – und die Farbdarstellung ist realistischer, da auch die Sonne natürlich weißes Licht abstrahlt. Allerdings sind diese Unterschiede inzwischen durch neuartige Technologien nur noch minimal.
Die Reaktionszeit von OLED-Bildschirmen ist mit etwa 0,001 Millisekunden deutlich schneller als die von LC-Bildschirmen mit einer. OLEDs können dank fehlender Hintergrundbeleuchtung sehr dünn gebaut werden, Dicken von lediglich 0,3 Millimetern sind möglich. Auch biegsame Displays kann man mit OLED herstellen. Ob diese als schlagende Argumente dienen können ist fraglich, da die organischen Inhaltsstoffe sehr anfällig für Sauerstoff und Wasser sind, weshalb man sie extra schützen muss, auch biegsame Displays sind zu durchlässig.
Die schlagenden Argumente kommen jetzt: OLEDs lassen sich drucken! Günstig und vor allem massenhaft! Dafür halten sie nicht ewig: Leider verlieren die organischen Elemente stetig an Leuchtkraft. Weiße Leuchtquellen verlieren bei 100 cd/m² in 12.000 Stunden (~1 jahr und 5 Monate) die Hälfte ihrer Leuchtdichte. Top-Smartphones haben um 300 cd/m² auf hellster Stufe. Je nach Nutzung ändert sich somit die Lebensdauer. Für den typischen Smartphone-Nutzer, der alles halbe Jahr ein neues Handy kauft, mag das nicht drastisch sein, für mich allerdings ist das ein Grund ein Grund LC-Bildschirme zu favorisieren.
Durch das Fehlen von jeglicher Hintergrundbeleuchtung ist der Kontrast von OLED Displays besser als der von LC-Displays, ebenso die Farbdarstellung: sattere und leuchtendere Farben. Außerdem benötigt das OLED dadurch weniger Akku bei der Darstellung von Bildern mit großem Schwarzanteil und zu guter Letzt ist die Blickwinkelstabilität besser.
LCDs sind generell heller – und die Farbdarstellung ist realistischer, da auch die Sonne natürlich weißes Licht abstrahlt. Allerdings sind diese Unterschiede inzwischen durch neuartige Technologien nur noch minimal.
Die Reaktionszeit von OLED-Bildschirmen ist mit etwa 0,001 Millisekunden deutlich schneller als die von LC-Bildschirmen mit einer. OLEDs können dank fehlender Hintergrundbeleuchtung sehr dünn gebaut werden, Dicken von lediglich 0,3 Millimetern sind möglich. Auch biegsame Displays kann man mit OLED herstellen. Ob diese als schlagende Argumente dienen können ist fraglich, da die organischen Inhaltsstoffe sehr anfällig für Sauerstoff und Wasser sind, weshalb man sie extra schützen muss, auch biegsame Displays sind zu durchlässig.
Die schlagenden Argumente kommen jetzt: OLEDs lassen sich drucken! Günstig und vor allem massenhaft! Dafür halten sie nicht ewig: Leider verlieren die organischen Elemente stetig an Leuchtkraft. Weiße Leuchtquellen verlieren bei 100 cd/m² in 12.000 Stunden (~1 jahr und 5 Monate) die Hälfte ihrer Leuchtdichte. Top-Smartphones haben um 300 cd/m² auf hellster Stufe. Je nach Nutzung ändert sich somit die Lebensdauer. Für den typischen Smartphone-Nutzer, der alles halbe Jahr ein neues Handy kauft, mag das nicht drastisch sein, für mich allerdings ist das ein Grund ein Grund LC-Bildschirme zu favorisieren.
Bitte lasst uns wissen, welchen Display-Typ ihr bevorzugt und ob ihr meine Erklärungen verständlich fandet. Wollt ihr mehr Beiträge technischer Art?
Liebe Grüße und einen wunderbaren 4. Advent!
Liebe Grüße und einen wunderbaren 4. Advent!
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