Die LCD-Konkurrenz: OLED, AMOLED und IPS
In den vergangenen Jahren galt das Farb-LCD mit TFT-Matrix zur Ansteuerung der Pixel als die Technologie der Wahl, doch die Smartphone-Revolution hat auch an der Display-Front zu Veränderungen geführt. Zwar werden TFT-LCDs (TFT: thin-film transistor - Dünnschicht-Transistor; LCD: liquid crystal display - Flüssigkristall-Anzeige) in den nächsten Jahren weiter eine wichtige Rolle spielen, aber ihre Alleinherrschaft ist gebrochen: AMOLED-Displays und IPS-Panels kommen in immer mehr Geräten zum Einsatz.
Welche Vorteile diese Technologien haben, zeigen wir Ihnen im Folgenden.
OLED: Keinerlei Blickwinkelabhängigkeit mehr
Organischer Leuchtdioden (OLED) in der Produktion
Foto: dpa
OLEDs (organic light-emitting diodes - organische Leuchtdioden) werden prinzipiell schon länger in Handys verwendet und haben einige Vorzüge: Hier leuchten die Pixel selbst, und das
gleichzeitig in alle Richtungen. Es gibt somit keinerlei Probleme
mit der Verteilung des Hintergrundlichts oder dem Blickwinkel.
Insbesondere, wenn man sich zu zweit oder dritt einen Inhalt
(Foto, Video etc.) auf einem Handy anschauen will, spielt das
OLED-Display seine Stärken aus, denn keiner muss dank schrägem
Blickwinkel mit stark vermindertem Kontrast auskommen.
OLEDs haben aber auch ihre Probleme: Die verwendeten organischen Halbleiter sind alles andere als einfach zu handhabende Substanzen, sie reagieren empfindlich auf Wasser, Sauerstoff, Wärme und übermäßigen Stromfluss. OLED-Displays der ersten Generationen zeigten folglich eine Art Einbrennen, ganz ähnlich, wie man es von alten Röhrenmonitoren und manchen Plasmadisplays kennt: Pixel, die lange Zeit aktiv waren, leuchteten schwächer.
Beim Siemens S88, einem der ersten Geräte mit OLED-Hauptdisplay, gab es sogar Probleme mit der Farbabstimmung: Die drei Farben Rot, Grün und Blau addierten sich nicht zu weiß (wie bei korrekter additiver Farbmischung), sondern zu einer Art Bernsteinfarbe. Entsprechend waren auch angezeigte Fotos stets farbstichig.
Fortschritte durch AMOLED
Die meisten der vorgenannten Probleme hat Samsung in den Jahren seit 2006 durch kontinuierliche Weiterentwicklung gelöst. Insbesondere ermöglicht die aktive Transistor-Matrix in AMOLEDs (active matrix LEDs) auch vergleichsweise große OLED-Displays. Nur ein prinzipielles Problem bleibt: Ohne Energieversorgung bleibt eine OLED immer dunkel. Immerhin gilt aber: Es wird nur so viel Energie verbraucht, wie auch Pixel leuchten. Ein eingeschränkter Betrieb, bei dem zum Beispiel nur ein paar Pixel die Uhrzeit weiß (oder farbig) auf schwarz zeigen, belastet den Akku also nicht allzu sehr.
Samsung Galaxy S23 Ultra mit AMOLED-Display
Bild: Samsung
Gerade AMOLED-Displays verwenden oft eine PenTile-Display-Matrix - unter anderem, um die ungleiche Lebensdauer der einzelnen Farbpixel auszugleichen. Jedes einzelne Pixel hat neben einem zentralen blauen zwei rote und zwei grüne Subpixel (Quincunx), von denen sich ein grünes Subpixel mit seinen Nachbarn das blaue bzw. das rote Subpixel teilt. Diese spezielle Anordnung sorgt dafür, dass zwar die reale Auflösung gleich bleibt, aber es fehlen dem Display rund ein Drittel der Subpixel verglichen mit einer normalen Pixel-Anordnung. Besonders die Darstellung von Linien und Schriftzeichen leidet bei einem PenTile-Display. Diese haben bei niedriger Pixeldichte oft einen bunten Schimmer an den Farbgrenzen. Dieser Effekt ist erst bei sehr hohen Pixeldichten nicht mehr wahrnehmbar.
Wie PenTile ist auch Super AMOLED eine Markenbezeichnung von Samsung. Diese Technologie soll etwaige Probleme mit der Helligkeit bei AMOLED-Displays lösen, indem sie die Größe der Lücken zwischen den Bildschirmschichten verringert. Weiterentwicklungen von Super AMOLED sind HD Super AMOLED und Super AMOLED Plus, bei der die PenTile-Matrix nicht mehr verwendet wird.
IPS: In-Plane-Switching für bessere Blickwinkel-Stabilität
Die meisten Smartphones und Tablets kommen heute mit einem IPS-Display - die Abkürzung steht für In-Plane Switching. Durch die spezielle Anordnung der einzelnen Farbelektroden können die Hersteller den Einblickwinkel gegenüber der herkömmlichen LCD-Technik deutlich erhöhen, die Kristalle sind parallel übereinander gelagert. Die Herstellung solcher Displays ist allerdings vergleichsweise teuer und sie haben einen höheren Energieverbrauch als zum Beispiel TN-Panel-Displays.
Weiterentwicklungen der IPS-Technik, wie Super In-plane Switching (S-IPS), erlauben schnellere Umschaltzeiten und höhere Farbgenauigkeit.
TN-Panel und VA-Panel
Zwei weitere auf die Aktiv-Matrix-Technologie setzende Display-Arten verwenden TN- oder VA-Panel. TN steht für Twisted Nematic, wobei hier jeder Pixel des Displays aus stäbchenförmigen Flüssigkristallen, die permanent durch LEDs hintergrundbeleuchtet sind, besteht. Durch die vergleichsweise einfache und kostengünstige Produktion sind v. a. große Desktop-Monitore oft mit diesem Panel ausgestattet. Ein weiterer Vorteil ist die vergleichsweise schnelle Reaktionszeit und die hohe Bildwiederholfrequenz, wodurch sich diese Panel-Art insbesondere für Gaming eignet. Nachteile wiederum sind die hohe Blickwinkelabhängigkeit, der schlechte Kontrast und eine schlechte Farbdarstellung.
VA steht für Vertical Alignment und erklärt damit sogleich die Anordnung der Flüssigkristalle: Diese richten sich vertikal zum Glas-Substrat aus. VA-Panele punkten mit einer guten Blickwinkelunabhängigkeit, schneller Reaktionszeit und guter Farbwiedergabe. Nachteil sind die vergleichsweise hohen Kosten.
Alternative Technologien sind beispielsweise das abermals von Samsung entwickelte Super PLS (Plane-to-Line Switching), das von AU Optronics entwickelte Advanced Hyper-Viewing Angle (AHVA) oder auch das von Hydis Technologies entwickelte Advanced Fringe Field Switching (AFFS).
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