Was verleiht OLED-Bildschirmen lebendige Farben?

Selbstleuchtende Pixelechnologie: Das Kernprinzip der farblichen Lebendigkeit von OLED

Wie einzelne rote, grüne und blaue Subpixel Licht ohne Hintergrundbeleuchtung emittieren

OLED-Bildschirme funktionieren dadurch, dass jeder winzige rote, grüne und blaue Subpixel sein eigenes Licht erzeugt, sobald Strom durch ihn fließt. Da kein separates Hintergrundlicht benötigt wird, kann jeder Pixel einzeln hinsichtlich Helligkeit und Farbe gesteuert werden. Herkömmliche LCD-Displays unterscheiden sich hierdurch, dass sie weißes Licht verwenden, das durch Flüssigkristalle und Farbfilter geleitet wird. Bei der OLED-Technologie leuchten diese Subpixel dank spezieller organischer Materialien, die auf bestimmte Lichtfrequenzen abgestimmt sind, eigenständig. Ein roter Subpixel beispielsweise emittiert Licht bei einer Wellenlänge von etwa 620 Nanometern, ohne mit dem grünen oder blauen Licht benachbarter Pixel zu vermischen. Das Ergebnis sind deutlich reinere Farben als bei herkömmlichen hintergrundbeleuchteten Displays.

Eliminierung von Hintergrundlicht-Überstrahlung und Farb-Übersprechen für reinere Farbtöne

Da jeder OLED-Subpixel seine eigene Lichtausgabe steuert – und vollständig ausgeschaltet werden kann – vermeidet diese Technologie Backlight-Bleed und Farb-Übersprechen vollständig. Echte Schwarztöne (0 Nit) werden ohne Restlicht erreicht, was einem effektiv unendlichen Kontrastverhältnis entspricht. Diese Pixel-ebene Isolation gewährleistet:

• Genaue Farbsättigung , da Subpixel ausschließlich ihre vorgesehene Wellenlänge emittieren;
• Keine Kontamination , da inaktive Nachbarpixel kein Streulicht beisteuern.
  Folglich erreichen OLED-Displays ein DCI-P3-Farbvolumen von 100–120 % – und übertreffen damit LCDs, deren Farbraum durch Streuung des Hintergrundlichts und Filter-Ineffizienzen begrenzt ist.

Weiterer nativer Farbraum durch OLED-Emissionsmaterialien

Phosphoreszierende und TADF-Emitter erweitern Reinheit und Abdeckung des Spektrums

Heutige OLED-Bildschirme verwenden phosphoreszierende Materialien zusammen mit sogenannten TADF-Emittern, um ihre interne Quanteneffizienz optimal auszunutzen. Diese neueren Technologien können tatsächlich sowohl Singulett- als auch Triplett-Exzitonen erfassen – etwas, das mit den alten fluoreszierenden Materialien früherer Tage unmöglich war. Die Hersteller beherrschen diese molekulare Konstruktion inzwischen sehr gut. Sie optimieren die Emissionsspektren direkt auf Subpixel-Ebene, sodass sich die Rot-, Grün- und Blau-Farbkanäle nur minimal überlappen. Wenn hier von spektraler Präzision die Rede ist, kommt es vor allem darauf an, dass Unternehmen mittlerweile auf die Verwendung herkömmlicher Farbfilter verzichten. Ohne diese Filter, die die Bildqualität beeinträchtigen würden, behält das Display höhere Helligkeitswerte bei und bewahrt zugleich die Farben in ihrer ursprünglichen Treue. Das bedeutet, dass wir lebendigere und reinere Grundfarben direkt aus der Quelle wahrnehmen – ohne dass sie durch irgendeinen optischen Kompromissprozess abgeschwächt werden.

DCI-P3- und Rec. 2020-Leistungsbenchmarks im Vergleich zu LCD- und QD-optimierten Displays

Was die Farbwiedergabe betrifft, übertrumpfen OLED-Panels LCDs bei Weitem. Sie erreichen den idealen Wert einer 100-prozentigen Abdeckung des DCI-P3-Farbraums – jenes Standards, den Filmstudios bei der professionellen Farbkorrektur von Filmen verwenden. Die meisten hochwertigen LCD-Bildschirme schaffen lediglich etwa 80–90 % dieses Bereichs. Auch bei Betrachtung der Rec.-2020-Norm für Ultra-HD-Sendungen ergibt sich dasselbe Bild: OLED-Displays decken rund 70–75 % dieses breiteren Spektrums ab, während herkömmliche LCDs lediglich 50–60 % erreichen und selbst die anspruchsvollen, mit Quantenpunkten verbesserten Modelle nur etwa 65–70 % schaffen. Forscher haben im Labor mit hybrider Quantenpunkt-OLED-Technologie bereits Fortschritte erzielt und liegen nahe an 90 % Rec. 2020; allerdings behindern weiterhin Probleme mit der Fertigungsausbeute und der Langzeitstabilität den Markteintritt dieser Technologie in absehbarer Zeit. Entscheidend ist jedoch, wie OLED-Farben unabhängig vom Blickwinkel des Betrachters oder der Bildschirmhelligkeit wiedergegeben werden. Bei LCDs beeinflusst die Hintergrundbeleuchtung die Farben je nach Blickwinkel, was bei OLED-Technologie kein Problem darstellt.

Unendliches Kontrastverhältnis und echtes Schwarz verstärken die wahrgenommene Farbintensität

OLED-Technologie kommt einem unendlichen Kontrastverhältnis sehr nahe, da jeder einzelne Pixel tatsächlich sein eigenes Licht erzeugt und vollständig ausgeschaltet werden kann, wodurch echtes Schwarz (#000000) ohne jegliches Nachleuchten entsteht. Damit wird das Problem der Hintergrundbeleuchtungs-Ausblutung gelöst, das bei LCD-Bildschirmen häufig auftritt: Überschüssiges Licht lässt dunkle Bereiche verwaschen erscheinen, und die Farben in ihrer Umgebung wirken abgestumpft. Ohne dieses störende Zusatzlicht treten Farben einfach lebendiger hervor. Rottöne werden satte, Blautöne intensiver und Grüntöne natürlicher. Einige Tests zeigen, dass die Farbsättigung um etwa 40 % gesteigert werden kann – und zwar ohne Software-Tricks oder andere künstliche Hilfsmittel. Deshalb bevorzugen Fachleute, für die eine präzise Farbdarstellung von zentraler Bedeutung ist, nach wie vor OLED gegenüber selbst den hochentwickelten Quantenpunkt-Displays in den meisten Laborumgebungen.