OLED-Fernseher - Alles, was Sie wissen müssen

Text von Carsten Rampacher und Detlev SchnickHIFI-REGLER, komplett überarbeitet am 15.01.2015

Nach dem Abschied des führenden Plasma-Herstellers Panasonic, der mit seinen hochwertigen GT- und VT-Modellen immer die Speerspitze bezüglich visueller Qualität gestellt hat, hat sich nun auch Samsung aus dem Plasma-Geschäft zurückgezogen – Die Ära der Plasma-Geräte, so scheint es, ist zu Ende. Aufgrund der Unzulänglichkeiten der LCD-Technologie ist es daher enorm wichtig, eine moderne Bildschirm-/Display-Technik als „Plasma-Nachfolger“ zu etablieren. Schon geraume Zeit spricht man von OLED-Displays, OLED steht für Organic Light Emitting Diode – und bereits seit einigen Jahren kann man verschiedene Prototypen auf allen UE-Messen dieser Welt bestaunen. Abgesehen von LG bietet aber kaum ein Hersteller finanziell tragbare Geräte an, und so wie es aktuell aussieht, könnte der Durchbruch noch auf sich warten lassen. 

Der Markt für OLED-Fernseher

Aber wer denkt, es handele sich um eine ganz neue Technologie, liegt falsch. Durchaus in der Praxis bewährt, haben sich z.B. hochwertige Smartphones bereits seit Jahren OLED-Displays auf, diese werden in Größen zwischen gut vier und rund sechs Zoll in die mobilen Devices eingebaut. Nun schickt sich die OLED-Technologie an, auch den weltweiten TV-Markt zu erobern.

Die Geschichte der OLED-TVs reicht schon einige Jahre zurück. Der südkoreanische Hersteller LG war z.B. bereits 2010 mit einem TV-Gerät, das über einen nach heutigen Maßstäben winzigen 15"-Bildschirm verfügte, im Handel. Obwohl die Bildqualität herausragend war, standen die geringe Größe und der hohe Preis von anfangs  rund 2.000 Euro einer nennenswerten Verbreitung im Wege. Ein auf der IFA 2010 gezeigtes Gerät mit einer Diagonale von 31“ sollte 2011 den Durchbruch bringen, kam jedoch nie in den Handel.

Samsung KE55S9C

Der Samsung KE55S9C, einer der ersten Curved-Fernseher auf OLED-Basis, wurde im August 2013
in Frankfurt der Öffentlichkeit vorgestellt.

LG 55ES9809
LG stellte seinen "Curved" 55ES9809 fast gleichzeitig vor.

Wie ging die angedachte „OLED-Revolution“ weiter? Wir dachten, bereits Mitte 2013 wäre alles bereit für den Durchbruch in Deutschland. Am selben Tag im August (!) präsentierten LG und Samsung nur einen Steinwurf voneinander entfernt im Großraum Frankfurt FullHD OLEDs mit einer Displaydiagonale von 55 Zoll. Der Samsung KE55S9C für knapp 8.000 EUR wies als zusätzliche Besonderheit das „Curved“ Design auf, was mehr Bildtiefe und einen größeren Bildeindruck als Vorzüge mitbringt. Das Gerät kam aber nie wirklich in den Handel, somit war der OLED-Vorstoß offensichtlich vertagt. Konkurrent LG erging es nicht anders. Auch hier sollte es ein FullHD Curved OLED sein, der, wie im Falle Samsung, wenige Tage vor Eröffnung der IFA in Berlin besondere Aufmerksamkeit auf sich ziehen sollte. Mit rund 9.000 EUR UVP war der LG 55ES9809 kein Schnäppchen – und auch er fand nie wirklich seinen Weg zum Endverbraucher.

Auf der IFA wurden zahlreiche OLED-TVs als Prototypen, auch in UHD-Auflösung (siehe unser entsprechendes UHD-Special), präsentiert. Viele von ihnen trugen auch den „Curved“ Look. Aber in den Handel kam auch nach der IFA kein Produkt. Panasonic hat verkündet, dass OLED nun die Technik der Zukunft sei und dass OLED-TVs der Ersatz für die aus Kosten- und Energieeffizienz-Gründen aussortierten Plasmas wären.

Bisher war aber außer Prototypen nicht viel zu sehen, auch auf der CES 2015 in Las Vegas  war wieder lediglich ein Prototyp, diesmal in UHD-Auflösung im Curved-Format, zu sehen. Das Gerät soll allerdings in 65 Zoll noch 2015 für den Handel bereit seinSamsung hielt sich bei der Präsentation von OLED-Geräten enorm zurück und zeigte ausschließlich neue LCD-Geräte mit LED-Hintergrundbeleuchtung – dank der neuen „Quantum Dots“ will Samsung aber ähnliche Bildqualität wie bei aktuellen OLED-Geräten bieten. Zusätzlich zur EDGE-LED Hintergrundbeleuchtung zeigte Samsung auch Geräte mit Full LED-Backlight für bessere Schwarz- und Kontrastwerte und eine homogenere Ausleuchtung. Curved spielt natürlich weiterhin eine große Rolle, auch „Flexible UHD OLED TVs“, die von Flat- zum Curved-TV werden, waren wieder zu sehen.

LG 4K Flexible OLED TV
LG „4K Flexible OLED TV“ in 77 Zoll auf der CES 2014


Das hat sich auch auf der CES 2014 in Las Vegas nicht geändert. Panasonic zeigte auch hier „Curved OLEDs“, die allerdings nur im Prototypenstadium waren. Es gab auch bei Samsung und LG OLED-TVs zu bewundern, in unterschiedlichen Display-Diagonalen von 55 bis knapp 80 Zoll- Wann die Geräte, die zudem über UHD-Auflösung verfügten, tatsächlich im Handel angeboten werden – diese Antwort blieb man dem interessierten Publikum nach wie vor schuldig. Dafür wird technologisch schon wieder weiter gedacht. So präsentierte LG voller Stolz einen 77 Zoll messenden „Flexible UHD OLED TV“, der sich wie ein herkömmlicher Flat-TV flach in die Wandhalterung duckt, wenn man ihn in Betrieb nimmt und z.B. einen Film anschaut, biegt er sich und wird zum „Curved UHD OLED.

Wie funktioniert ein OLED-Fernseher und welche Vorteile bietet OLED

Um zu verstehen, ob die OLED-Technologie vom Grundsatz her bessere Eigenschaften für die Bildwiedergabe bietet als ihr LCD Pendant, ist es notwendig einen Blick auf die Funktionsweise einer OLED zu werfen.

Da es sich hierbei um ein sehr komplexes Thema handelt - insbesondere bei der Ansteuerung der OLED-Zellen gibt es zahlreiche unterschiedliche Verfahren - soll hier lediglich das Grundprinzip dargestellt werden. 

Grundprinzipien der OLED-Technik

OLED Grundprinzip

Das Licht (Bild) tritt in Pfeilrichtung aus.

Eine OLED besteht aus zwei Elektroden (1 und 3), von denen mindestens eine transparent sein muss (3). Zwischen den Elektroden befinden sich verschiedene organische Halbleiterschichten (2). Wird nun durch die Elektroden ein niedriger Gleichstrom angelegt, führt dies dazu, dass die organischen Schichten (2) zu leuchten beginnen. Das Licht tritt in Richtung der transparenten Elektrode aus.  Die Helligkeit des austretenden Lichts ist abhängig vom Material der organischen Schichten.

Auch wenn OLEDs den LCD-Displays hier nicht nachstehen,  sind durch den Einsatz neuer Materialien in Zukunft durchaus noch Steigerungen denkbar. Natürlich können OLEDs nicht nur mit maximaler Helligkeit leuchten – dann wäre die Darstellung von komplexen Bildern nicht möglich – sie sind auch in der Lage die unterschiedlichen Graustufen wieder zu geben. Dies wird erreicht indem der Stromfluss durch eine vorgeschaltete Elektronik geregelt wird.

Wie leicht zu erkennen ist, sind OLEDs selbst leuchtend und benötigen, anders als ihre LCD Pendants,  keine zusätzliche Lichtquelle (Hintergrundbeleuchtung, beim LCD-TV zwingend notwendig). Berücksichtigt man, dass die organischen Schichten in der Realität nur wenige tausendstel Millimeter dick sind, so wird schnell klar, dass OLED-Fernseher nochmals geringere Bautiefen ermöglichen als dies bei aktuellen, ohnehin schon flachen LCD-Fernsehern der Fall ist. Darüber hinaus hat der Verzicht auf die z.T. sehr komplexe Hintergrundbeleuchtung ein niedrigeres Gewicht zur Folge. So ist der LG 55EA9809 gerade einmal 17 Kg schwer. Mit 4,3 mm Bautiefe ist er überdies extrem dünn.

Da bei OLED-Displays jeder Pixel selbst leuchtet, ist eine gleichmäßige Ausleuchtung des Bildschirms garantiert. Auch hier gibt es bei der LCD-Technik – insbesondere bei Edge-LED-Geräten – zum Teil deutliche Defizite, auch wenn diese in letzter Zeit deutlich geringer geworden sind als in den ersten Generationen. Mehr LEDs in den Bildschirmecken, eine präzisere Ansteuerung und verbesserte Methoden, das Licht hinter dem LC-Display zu verteilen, sind die Gründe, warum Kontrast, aber auch Bildschirmausleuchtung verbessert werden konnten.

Der wichtigste Vorteil, der sich zudem noch deutlich auf die Bildqualität auswirkt, ist der sehr viel höhere Kontrast, den OLED-Bildschirme bieten. Steht an einem Pixel kein Strom zur Verfügung, so bleibt dieses Pixel schwarz, während ein benachbartes Pixel so angesteuert werden kann, dass es gleichzeitig in hellstem Weiß leuchtet. LCD-Bildschirme haben dagegen grundsätzlich mit Streulicht zu kämpfen, dass auch dann, wenn die Flüssigkeitskristalle gar nicht angesteuert werden, nie vollständig absorbiert werden kann. Selbst TVs mit Full LED-Hintergrundbeleuchtung (die mittlerweile praktisch ausgestorben sind), die Local-Dimming mit einer Vielzahl an Clustern (als „Cluster“ bezeichnet man eine Gruppe von LEDs, die zu einer Local Dimming-Einheit zusammengefasst werden. Aus so weniger LEDs ein Cluster besteht, umso präziser ist die Ansteuerung) beherrschen, sind im Vergleich zu OLED-Displays im Nachteil, weil immer nur ein Feld, das mehrere hundert Pixel umfasst, dimmbar ist. Sollen in diesem Feld sowohl weiße als auch schwarze Inhalte dargestellt werden, macht das Dimmen der Hintergrundbeleuchtung in diesem Cluster keinen Sinn. Wenn Sie mehr zu den verschiedenen LED-Techniken zur Hintergrundbeleuchtung erfahren wollen, dann dürfte unser Special LED-TV Hintergrundwissen interessant für Sie sein.

Da LCDs mit EDGE-LED-Hintergrundbeleuchtung mittlerweile einen sehr geringen Energieverbrauch aufweisen, ist der Vorsprung, den OLED auf diesem Gebiet hatte, prinzipiell nicht mehr so groß. Durch Optimierungen in der OLED-Technologie jedoch wächst er wieder an, und es ist davon auszugehen, dass ein OLED vergleichbarer Größe nochmals weniger Strom verbraucht als en sehr effizienter EDGE LED-LCD-TV.


Vorteile von OLED

  • OLEDs sind selbst leuchtend und benötigen keine zusätzliche Lichtquelle.
  • OLED-Bildschirme sind leichter und lassen sich im Vergleich zu LCD-Displays
    mit einer geringeren Tiefe herstellen. Es wurden bereits Geräte gezeigt, die
    gerade einmal 4 mm "dick" waren.
  • Das Bild ist zudem gleichmäßiger ausgeleuchtet als bei LCD-Fernsehern.
  • OLED-Bildschirme bieten einen deutlich höheren Kontrast.
     

RGB-OLEDs  und WOLEDs (Colour by White OLEDs)

Bislang haben wir uns auf die Darstellung der Erzeugung von schwarz weiß Bildern bei OLED-Displays beschränkt. Da aber die Qualität der Farbwiedergabe bei Fernsehgeräten von entscheidender Bedeutung ist und im Moment zwei unterschiedliche Technologien im Rennen sind, soll nun das Für und Wider der konkurrierenden Formate untersucht werden.

Hierbei handelt es sich um RGB-OLEDs  und Colour by White OLEDs  (WOLED).  Während der Hersteller Samsung für sein angekündigtes Fernsehgerät die "True RGB"-OLEDs  favorisiert, setzt LG auf die Farbmischung via WRGB OLED (WOLED).

OLED im Vergleich zu WOLED

Links das Prinzip von OLED (Samsung), rechts WOLED (LG)

Das Funktionsprinzip ist das Gleiche wie im weiter oben dargestellten Grundmodell. Zwei Elektroden (1 und 3) legen einen schwachen Gleichstrom an die zwischen ihnen liegenden organischen Halbleiter (2 und 4), und bringen diese dadurch zum leuchten. Das Licht tritt dann durch die transparente Elektrode (3) aus. Doch während das dargestellte Pixel beim RGB-OLED schon aus einem roten, grünen und blauen Subpixel (2) besteht, bildet sich das WOLED-Pixel aus drei weißen Subpixeln (4). Die Farbmischung erfolgt erst dann, wenn das austretende weiße Licht den RGB-Farbfilter  (5), der sich über der transparenten Elektrode befindet, passiert.

Auf den ersten Blick ist die WOLED-Variante im Nachteil, da der Farbfilter einen Teil des Lichtes absorbiert. Das Bild wäre schlicht etwas dunkler. Betrachtet man das Ganze aber etwas genauer, dann ist der Sachverhalt schon nicht mehr eindeutig. Holen wir also etwas weiter aus. Die Farbe einer OLED wird bestimmt durch ihre Materialzusammensetzung. Im Grunde lassen sich OLEDs in jeder beliebigen Farbe herstellen. Sie unterscheiden sich jedoch, abhängig von ihrer Farbe (Materialzusammensetzung) in ihrer Helligkeit. Grüne OLEDs leuchten beispielsweise am hellsten, während ihre blauen Kolleginnen am wenigsten stark leuchten. Dies wird ausgeglichen, indem die blauen Subpixel, anders als in der Skizze oben, etwas größer und die grünen OLEDs dafür etwas kleiner ausgeführt werden. Die grüne OLED wird demnach durch ihre geringere Größe in der Helligkeit limitiert. Beim WOLED sind dagegen alle Subpixel gleich groß und da sie alle weiß sind auch gleich hell.

Natürlich wird durch den Farbfilter die Helligkeit etwas reduziert, aber vielleicht ist die Ausgangshelligkeit von drei gleich großen,  weißen Subpixeln ja auch größer als die von drei unterschiedlich großen RGB-Subpixeln. Eine zuverlässige Aussage kann hier nicht getroffen werden. Außerdem sind beide Hersteller als sehr innovativ bekannt und haben womöglich noch das eine oder andere Ass im Ärmel.

Wenden wir uns wieder den OLEDs im Allgemeinen zu und kommen zu einem weiteren Vorteil dieser faszinierenden Technologie. OLED-Displays ermöglichen einen großen seitlichen Betrachtungswinkel, ohne dass es zu störenden Helligkeits- oder Farbschwankungen kommt. Auch wenn LCD-Bildschirme in den vergangenen Jahren in diesem Punkt erheblich verbessert wurden, erreichen sie doch nicht annähernd die Qualität ihrer OLED-Verwandschaft. Und auch die Natürlichkeit der Farbwiedergabe ist (wenn das Farb-Processing von hoher Qualität ist) bei OLED-Bildschirmen über jeden Zweifel erhaben. So ist seit geraumer Zeit ein OLED-Regiemonitor vom japanischen Hersteller Sony unbestritten Benchmark in der Farbwiedergabe. Allerdings zu einem prohibitiven Preis. 

Haben OLED-Fernseher auch Nachteile im Vergleich zu LCD-Bildschirmen?

Wie die meisten Dinge, hat auch die OLED-Technologie zwei Seiten. So ist die Haltbarkeit mit derzeit rund 20.000 Betriebsstunden deutlich geringer als bei LCD-Bildschirmen (rund 100.000 Betriebsstunden). Wobei als Haltbarkeitszeitraum die Betriebsdauer in Stunden gilt, an deren Ende der Bildschirm noch mit der halben Helligkeit leuchtet. Es ist also keineswegs so, dass nach Erreichen der Haltbarkeitsgrenze "die Lichter ausgehen". Trotzdem – das Problem mit der Haltbarkeit, verbunden mit dem immensen Preis, dürfte derzeit noch viele potentielle Käufer vom Kauf abhalten..

Noch kritischer ist die Tatsache zu betrachten, dass OLEDs, je nach Farbe, unterschiedlich schnell an Helligkeit verlieren. So verlieren blaue OLEDs deutlich schneller an Leuchtkraft als ihre roten und grünen Geschwister. Dies führt dann dazu, dass nach einem bestimmten Zeitraum die Farbmischung nicht mehr stimmt. Die Farben werden unnatürlich. Diesem Problem wird zu Leibe gerückt, indem die einzelnen Grundfarben im Lauf der Zeit mit unterschiedlichen Intensitäten angesteuert werden. Es gibt jedoch keine zuverlässigen Angaben, bis zu welchem Maß dieser Ausgleich möglich ist.

In diesem Punkt ist die WOLED-Technologie also im Vorteil. Da es hier ausschließlich weiße Subpixel gibt, altern diese konsequenterweise auch alle gleich schnell. Die Farbmischung bleibt über die komplette Lebenszeit des Displays korrekt. Aber genau wie bei den RGB-OLEDs lässt auch hier die Helligkeit mit der Zeit nach. 

Sind OLED-Fernseher ihren LCD-Artgenossen in der Bildqualität also immer überlegen?

Die andere – mindestens genau so wichtige Komponente – ist das Processing, also der Rechner, der letztlich das Bild errechnet. Das heißt, die Qualität des Bildes, was wir letztlich sehen, hängt nicht nur von der Güte des Displays ab, sondern auch von dem, was das Display sozusagen „vorgesetzt“ bekommt. Daher dürfte sicher sein, dass in kommenden UHD-OLEDs hochleistungsfähige Mehrkern-Prozessorplattformen sitzen, die gigantische Rechenleistung aufweisen können – um dem OLED-Display perfekte Rahmenbedingungen zu liefern.

Hinzu kommt der aktuelle Hype um „Quantum Dots“, die sich in diesem Jahr besonderer Beliebtheit erfreuen. Sony hat mit Triluminos schon seit einiger Zeit Produkte mit dieser Technologie im Portfolio, jetzt zieht Samsung und LG nach. Mehr Helligkeit, besserer Kontrast und ein erweiterter Farbraum wird versprochen. Ob die Geräte wirklich den enormen Benefit liefern, den sie bieten möchten, wird sich erst in den nächsten Monaten zeigen. 

LCD oder OLED?

Diese Frage bleibt weiterhin berechtigt, denn das Angebot an OLED-TVs am Markt ist sehr begrenzt und der Durchbruch der Technologie dauert länger als ursprünglich vermutet. Abgesehen von LG bieten Hersteller OLED-Geräte nur in sehr begrenztem Rahmen an, denn weiterhin bleibt die Problematik der Lebensdauer der OLEDs ein Thema. Hinzu kommt, dass aufgrund deutlich weniger Fertigungsstrecken die Hersteller nur eine kleine Auswahl an Display-Größen anbieten können. Auch der immer noch vergleichsweise hohe Kaufpreis spricht vorläufig noch gegen die Anschaffung eines OLED-Gerätes. Hinzu kommt, dass mittlerweile auch mit herkömmlicher EDGE LED-Hintergrundbeleuchtung schon solide Kontrast- und Schwarzwerte erreicht werden.

Mit der Vorstellung von „Quantum Dots“ bzw. „Quantum Colour“ TV-Geräten – die Sony bereits mit Triluminos seit ein paar Generationen im Programm hat – stellt sich ein weiterer Faktor gegen OLED. Diese „Quantum Dot“-Geräte basieren zwar weiterhin auf LCD-Displays mit LED-Hintergrundbeleuchtung, bieten aber besseren Kontrast, maximale Helligkeit und einen deutlich erweiterten Farbraum. Für maximale Bildqualität ist der Erfolg von OLED essentiell, schon jetzt ist aber mit vorhandenen und sehr bald – in deutlich größerer Stückzahl und Auswahl – erhältlichen Geräten eine hohe visuelle Performance möglich.

Samsung UHD OLED
Sinn macht OLED nur in Verbindung mit UHD-Displayauflösung

Fazit

Durch die immer stärker aufkommende UHD-Auflösung von TVs wird das Rennen um OLED-LCD weiteren Schub bekommen, der für den normalen Konsumenten nicht unbedingt Richtung OLED weist. Denn schon jetzt gibt es UHD-TVs auf EDGE-LED-LCD-Basis, die im 50 bis 58 Zoll-Format keine 3.000 Euro mehr kosten. Solche Preisklassen dürften bei OLED-TVs erst einmal utopisch sein. Schon herkömmliche 55 Zoll FullHD OLED-TVs lagen 2013 noch bei 8.000 bis 9.000 Euro.

Zwar wird im Jahr 2015 eine etwas größere Auswahl und auch billigere Geräte erhältlich sein, der Durchbruch aber lässt noch auf sich warten. Die großen Anbieter setzen jetzt erst einmal auf die „Quantum Dot“-Technologie, die weiterhin auf LCD und LED-Beleuchtung basiert, aber bessere Kontrast- und Schwarzwerte sowie verbesserte Helligkeit und erweiterten Farbraum garantiert. Diese Geräte können günstiger angeboten werden und sollen eine ähnliche visuelle Performance wie OLED-Geräte bieten – wir werden zeitnah berichten, ob diese Aussagen wirklich zutreffen.

Bild-fanatische „Early Adopter“ werden auch in diesem Jahr bereits OLED-Geräte erstehen können. Allerdings sind sie bei der Wahl des Herstellers und auch bei der Wahl der Bilddiagonale deutlich eingeschränkter -  und müssen natürlich etwas tiefer in die Tasche greifen.

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