Alternativen

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.
Von Thorsten Neuhetzki / / Julian Ruecker

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 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 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).

Unsere Ratgeber zu Display-Tech­nolo­gien