Elektronik
OLED-Durchbrüche: Eingebaute Audiofunktion und Langlebigkeit blauer Pixel
Organische Leuchtdiode, oder OLED, wurde vor etwa vier Jahrzehnten bei Kodak entwickelt. Die Idee hinter der OLED‑Technologie war, effizientere, flexiblere und dünnere Bildschirme als herkömmliche Flüssigkristallanzeigen (LCDs) zu produzieren.
Diese Geräte verwenden eine organische Leuchtschicht, die zwischen zwei Leitern eingeschlossen ist. Die dünne Schicht besteht aus einem kohlenstoffbasierten Halbleiter anstelle von Silizium oder Indium, die die Standardmaterialien in LEDs sind.
Jeder Pixel in einem OLED‑Bildschirm besteht aus einer roten, grünen und blauen Diode, die ihr Licht abgeben, wenn eine Spannung angelegt wird, das heißt, sie sind selbstleuchtend.
Jeder dieser Pixel kann einzeln gesteuert werden, wodurch OLEDs auf eine Hintergrundbeleuchtung verzichten können, was wiederum den Kontrast, die Bildqualität und die Energieeffizienz verbessert.
Weitere Vorteile eines OLED‑Displays gegenüber einem LCD sind höhere Helligkeit, ein breiteres Farbspektrum, ein größerer Betrachtungswinkel, ultra‑dünne und faltbare Bildschirme, geringerer Stromverbrauch und bessere Haltbarkeit. Allerdings stehen sie auch vor Herausforderungen wie hohen Kosten und begrenzter Lebensdauer.
Dennoch verzeichnet der OLED‑Markt derzeit ein robustes Wachstum, mit über einer Milliarde OLED‑Paneelen, die jedes Jahr produziert werden.
Der OLED‑Markt wird voraussichtlich bis 2026 auf 72,8 Milliarden wachsen. Dieses Wachstum wird hauptsächlich durch die zunehmende Verbreitung der Technologie in verschiedenen Produktarten angetrieben, darunter Smartphones, Fernsehbildschirme, smarte Wearables, Handheld‑Spielkonsolen, Automotive, Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Großformat‑Displays.
OLEDs sind tatsächlich eine relativ neue Display‑Technologie und werden in beeindruckendem Tempo weiterentwickelt. Zu den vielversprechenden Innovationen in diesem Bereich gehören rollbare und dehnbare Displays, transparente Bildschirme und Wearables wie Hautpflaster.
Dies ist jedoch erst der Anfang; die neuesten Fortschritte verbessern jetzt die Haltbarkeit blauer OLEDs und ermöglichen Klang‑OLEDs mit Mehrfach‑Lautsprecher‑Funktionalität.
Obwohl es keine auffällige Investition ist, sind wir überall auf Bildschirme angewiesen und nutzen sie. Daher werden wir nun tiefer in diese beiden Fortschritte eintauchen und untersuchen, wie sie die Display‑Industrie verändern wollen.
OLED‑Displays mit integrierten Lautsprechern: Die nächste Grenze
In den letzten Jahrzehnten haben sich Display‑Technologien erheblich weiterentwickelt, wobei der Schwerpunkt auf Auflösung, Farbgenauigkeit und hohem Dynamikumfang lag. Doch jetzt besteht die Notwendigkeit, diesen Fokus von der Bildqualität auf andere Faktoren zu verlagern, um den Nutzern ein immersiveres und realistischeres Erlebnis zu bieten.
Warum multisensorische OLED‑Displays wichtig sind
Mit der Reifung visueller Technologien gibt es jetzt ein wachsendes Interesse an der Integration multisensorischer Eingaben. Schließlich sind Sehen und Hören die dominierenden menschlichen Sinne.
Displays sind nicht mehr nur passive Paneele mit Bildern; sie entwickeln sich zu immersiven Schnittstellen, die mehrere menschliche Sinne ansprechen. Die Kombination von Bild, Klang und Berührung wird immer wichtiger, um die Nutzerbindung und Realitätsnähe zu erhöhen.
Ton ist hier von entscheidender Bedeutung, wobei Forschungen zeigen, dass die audiovisuelle Synchronisation fast 90 % der wahrgenommenen Immersion ausmacht. Daher ist es selbstverständlich, dass Unternehmen und Studien am Klangaspekt von Displays arbeiten.
Die meisten aktuellen Displays benötigen jedoch immer noch externe Soundbars oder Mehrkanal‑Lautsprecher, und das schafft offensichtliche Design‑Herausforderungen.
In Display‑Geräten wie Smartphones und Fernsehern steht die Lautsprecherintegration im Widerspruch zum schlanken Formfaktor. Gleichzeitig verringert eine räumliche Inkonsistenz zwischen der wahrgenommenen Klangquelle und dem Lautsprecherstandort die Immersion. Im Automotive‑Bereich erschweren die kompakten Innenräume der Fahrzeuge diese Integration erheblich.
Um multisensorische Display‑Erlebnisse voranzutreiben, müssen diese Herausforderungen zunächst angegangen werden.
Wie piezoelektrische Lautsprecher Klang‑emittierende OLEDs antreiben
Um Displays multisensorisch zu machen, haben Forscher die Integration der Schallerzeugung direkt in OLED‑Displays untersucht. Allerdings bringen diese Technologien, wie elektrostatische Lautsprecher und thermoakustische Lautsprecher, trotz ihres Potenzials für integrierte Lautsprecher Herausforderungen in Bezug auf Effizienz, Leistung und Praktikabilität mit sich.
Kommerziell haben LG Display’s Crystal Sound OLED (CSO) und Sonys Acoustic Surface Audio Lautsprecher in das Display integriert, jedoch verwenden sie sperrige Hardware und stehen vor Herausforderungen bei der genauen Klanglokalisierung.
Das Problem bei herkömmlichen Excitern, Geräten, die Klang durch Vibration erzeugen, ist, dass sie groß und sperrig sind und für moderne ultra‑dünne und flexible Displays überhaupt nicht ideal sind. Klang‑Crosstalk zwischen mehreren Lautsprechern führt zudem zu einem Mangel an präziser Kontrolle über lokalisierte Audioausgabe.
Während diese kommerzialisierten Produkte die Machbarkeit von Panel‑Lautsprechern demonstrieren, verdeutlichen sie auch die strukturellen Einschränkungen elektromagnetischer Lautsprecher. Das schafft einen Bedarf an Lösungen, die besser zu den neuen Trends in der Display‑Technologie passen.
Hier kommen piezoelektrische Lautsprecher ins Spiel. Diese Lautsprecher wandeln elektrische Energie direkt in mechanische Bewegung durch den inversen piezoelektrischen Effekt um. Das ermöglicht eine effiziente Schallerzeugung mit einem flexiblen, leichten und stromsparenden Design.
Piezoelektrische Lautsprecher besitzen eine einfache Schichtkonstruktion, die lediglich Elektroden und piezoelektrische Materialien umfasst, und bieten dadurch Vorteile wie Kostengünstigkeit, Kompaktheit und hohe Energieeffizienz.
Verschiedene piezoelektrische Technologien befinden sich derzeit in der Entwicklung, wobei sich die meisten auf ein einzelnes Element oder den Exciter allein konzentrieren, anstatt Mehr‑Element‑Konfigurationen zu adressieren. Dies geschieht trotz der Tatsache, dass Lautsprecher häufig mehrere Exciter in Arrays benötigen, um ihre Leistung zu steigern und realistische Stereo‑Effekte zu erzielen.
Die neueste Studie von POSTECH‑Forschern konzentrierte sich auf zwei Schlüsselelemente piezoelektrischer Lautsprecher, die die Erreichung von crosstalk‑freien Membran‑Vibrationen und die Verbesserung der Gleichmäßigkeit von Frequenzantworten umfassen.
Pixelbasierte lokale Klang‑OLEDs: Ein Durchbruch bei Display‑Lautsprechern
Forscher der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) haben die allererste pixelbasierte lokale Klang‑OLED‑Technologie entwickelt.
Dieser Durchbruch ermöglicht es, dass jeder Pixel im OLED‑Display gleichzeitig unterschiedliche Klänge erzeugt. Dadurch kann das Display als Mehrkanal‑Lautsprecher‑Array fungieren.
Unter der Leitung von Su Seok Choi, Professor der Abteilung für Elektrotechnik an der POSTECH, hat das Forschungsteam ihre neuartige Technologie erfolgreich auf einem 13‑Zoll‑OLED‑Panel demonstriert, das dem in herkömmlichen Laptops und Tablets verwendeten entspricht.
Veröffentlicht in der Zeitschrift Advanced Science1 wurde die Studie durch das Ministerium für Handel, Industrie und Energie im Rahmen des Programms für Innovationen in der Elektronik‑Komponententechnologie unterstützt.
Laut der Studie hat das Team ultra‑dünne piezoelektrische Exciter, die pixelartig angeordnet sind, in den OLED‑Display‑Rahmen eingebettet. Diese Piezo‑Exciter wandeln elektrische Signale in Schallvibrationen um, ohne externen Platz zu beanspruchen. Noch wichtiger ist, dass sie vollständig mit dem dünnen Formfaktor von OLED‑Panels kompatibel sind.
Jeder dieser Pixel kann als unabhängige Schallquelle fungieren und ermöglicht so die pixelbasierte lokale Klangtechnologie.
Lokalisierter Klang in OLEDs für hochpräzises Audio
Um Klang‑Crosstalk vollständig zu eliminieren, also sicherzustellen, dass mehrere aus verschiedenen Bereichen des Displays kommende Klänge sich nicht gegenseitig beeinflussen, entwickelten die Forscher eine Methode, die wirklich lokalisierte Klangerlebnisse ermöglicht.
Sie führten hier eine vibrationsisolierende Rahmenstruktur ein und optimierten sie hinsichtlich Form, Abmessungen und Materialeigenschaften. Die Rahmen begrenzten Oberflächenvibrationen auf festgelegte Bereiche, verhinderten die Übertragung auf benachbarte Regionen und verbesserten die Gleichmäßigkeit der Frequenzantwort.
Das Team stellte außerdem fest, dass die Erhöhung von Höhe und Breite des Rahmens sowie die Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen akustischen Impedanzen die Gesamtklirrfaktor (THD) reduzierten und die Konsistenz der Frequenzantwort verbesserten.
Diese Technologie wurde erfolgreich auf dem 13‑Zoll‑OLED‑Panel implementiert und liefert hochwertige Audioausgabe direkt vom Bildschirm, ohne externe Lautsprecher, und bewahrt dabei das dünne und leichte Design des OLEDs. Die Umsetzung beweist die praktische Skalierbarkeit der Technologie sowie ihre kommerzielle Realisierbarkeit.
Laut Professor Su Seok Choi:
“Displays entwickeln sich von reinen visuellen Ausgabegeräten zu umfassenden Schnittstellen, die sowohl Sicht als auch Klang ansprechen. Diese Technologie hat das Potenzial, zu einem Kernmerkmal der nächsten Generation von Geräten zu werden, indem sie schlanke, leichte Designs in Smartphones, Laptops und Automotive‑Displays ermöglicht – und gleichzeitig immersiven, hochtreuen Klang liefert.”
Was die Anwendungsfälle betrifft, zeigt die Methode das Potenzial für im Armaturenbrett integrierte OLED‑Lautsprecher und mehrzonige In‑Car‑Soundsysteme, die unterschiedliche Funktionen wie Navigationsansagen und Musikwiedergabe vom selben Bildschirm ermöglichen. In Smartphones oder VR kann räumlicher Klang sich an die Hand‑ oder Kopfbewegungen des Nutzers anpassen und so Realismus und Immersion deutlich steigern.
Insgesamt liefert die Studie „bietet wertvolle Einblicke für zukünftige Entwicklungen dünner, flexibler, display‑integrierter Audiosysteme und eröffnet neue Möglichkeiten für immersive, multisensorische Nutzererlebnisse.“
Durchbrüche bei der Effizienz und Lebensdauer blauer OLEDs
Forscher der University of Michigan haben hingegen den Weg für energieeffizientere OLED‑Bildschirme geebnet, indem sie zeigen, dass blaue phosphoreszierende OLEDs genauso lange halten wie grüne PHOLEDs.
Warum blaue PHOLEDs Schwierigkeiten haben – und wie sie behoben werden
Blaue PHOLEDs sind hocheffizient, haben jedoch aufgrund ihrer kurzen Betriebslebensdauer noch keine breite kommerzielle Nutzung in Displays und Beleuchtung gefunden.
Dies liegt an der hohen Dichte energetischer Triplett‑Exzitonen, die sich in der Emissionsschicht ansammeln und schließlich annihilieren, was zu molekularer Degradation führt.
Aber die neueste Studie, unterstützt vom Department of Energy (DOE) und Universal Display Corporation (OLED ), hat die Lösung gefunden, die „die blauen in den Bereich der Lebensdauer von Grün verschiebt.“
Laut dem entsprechenden Studienautor Stephen Forrest, Peter A. Franken Distinguished University Professor für Elektrotechnik:
“Ich kann nicht sagen, dass das Problem vollständig gelöst ist – natürlich ist es nicht gelöst, bis es in Ihrem Display erscheint – aber ich denke, wir haben den Weg zu einer echten Lösung gezeigt, die die Gemeinschaft seit zwei Jahrzehnten entgeht.”
Steigerung der Energieeffizienz von OLEDs durch schnellere Umwandlung
Bei OLEDs ist nicht alles gleich, insbesondere hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Lebensdauer.
Derzeit nutzen rote und grüne OLEDs den effizienten phosphoreszenten Ansatz, während blaue OLEDs Fluoreszenz verwenden. Das bedeutet, dass theoretisch rote und grüne OLEDs maximal ein Photon pro durch das Gerät fließendem Elektron erzeugen. Im Gegensatz dazu erreichen blaue OLEDs bei deutlich geringerer Effizienz das Maximum.
Das Problem ist, dass von den RGB‑Lichtern das blaue die höchste Photonenergie besitzt. Daher müssen die Moleküle in blauen PHOLEDs höhere Energien bewältigen als in roten und grünen PHOLEDs. Während ein Großteil der Energie als blaues Licht verbleibt, kann sie, wenn sie gefangen wird, die farbproduzierenden Moleküle zersetzen.
Das Team fand zuvor einen Weg, diese gefangene Energie schneller freizusetzen. Dies beinhaltete die Verwendung einer Beschichtung auf der negativen Elektrode, um die Umwandlung der Energie in blaues Licht zu unterstützen und damit effektiv eine Schnellspur zu schaffen.
„Auf einer Straße, die nicht genug Fahrspuren hat, können ungeduldige Fahrer ineinander krachen und den gesamten Verkehr blockieren – ähnlich wie zwei Exzitonen, die zusammenstoßen, viel heiße Energie erzeugen, die das Molekül zerstört. Der Plasmon‑Exziton‑Polariton ist unser optisches Design für eine Exziton‑Schnellspur.“
– Erster Autor Haonan Zhao, ein kürzlich promovierter Physiker.
Wie der Purcell‑Effekt die OLED‑Leistung verbessert
Die Einzelheiten dieser Situation basieren auf der Quantenmechanik, d. h. dem Verhalten von Licht auf atomarer und molekularer Ebene.
Wenn ein Elektron, ein Teilchen mit negativer elektrischer Ladung, durch die negative Elektrode fließt, entsteht in einem der Moleküle ein angeregter Zustand, der blaues Licht erzeugt.
Dieser Zustand ist ein negativ geladenes Elektron, das in ein höheres Energieniveau springt, und das positiv geladene „Loch“, das vom Elektron zurückgelassen wird; zusammen bilden sie ein Exziton.
Normalerweise würde das Elektron in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren und ein blaues Photon aussenden. Bei Verwendung des phosphoreszenten Weges neigen Exzitonen jedoch dazu, zu verweilen.
Exzitonen in der Nähe der Elektrode erzeugen aufgrund der glänzenden Oberfläche, die quantenmechanische Teilchen namens Oberflächenplasmonen (SPs) unterstützt, schneller Photonen; diese ähneln kleinen Wellen von Elektronen auf einer Metalloberfläche.
Wenn das Exziton im Leuchtdiodenmaterial relativ nahe an der Elektrode ist, erhält es Hilfe bei der Umwandlung in blaues Licht, da es seine Energie in den Oberflächenplasmon abgeben kann, was als Purcell‑Effekt bezeichnet wird. Dieser Effekt ist schlicht die Verstärkung der spontanen Emissionsrate eines Quantensystems durch seine Umgebung.
Aber nicht alle Oberflächenplasmonen erzeugen Photonen, sodass die Schwingung des Exzitons, die Wellen in den Elektronen der Elektrode erzeugt, nicht automatisch hilfreich ist. Um das Photon zu erhalten, muss das Exziton mit dem SP koppeln und einen Plasmon‑Exziton‑Polariton bilden.
Erstellung blauer OLEDs mit gleicher Effizienz wie grüne: Neue Forschung
Um den Effekt zu verstärken, nahm das Team eine dünne Schicht eines kohlenstoffbasierten Halbleiters und fügte sie der glänzenden Elektrode hinzu, die den Energietransfer fördert. Ihr Ansatz erweitert den Effekt zudem tiefer in das Material, sodass Exzitonen, die weiter von der Elektrode entfernt sind, ebenfalls profitieren.
Das Team nutzt diesen Effekt zusammen mit anderen Ansätzen, um ein blaues PHOLED zu erzeugen, das nicht nur genauso hell wie das grüne PHOLED leuchtet, sondern auch ebenso lange hält.
Veröffentlicht in Nature Photonics berichtete die Studie2 über ein tiefblaues Tandem‑PHOLED mit langer Betriebsdauer, das den polariton‑verstärkten Purcell‑(PEP‑)Effekt an der Anode sowie an der Kathode nutzt. Die Technologie wurde an Universal Display Corp. lizenziert.
Das Design beinhaltet ein Tandem‑OLED, das zwei lichtemittierende Schichten besitzt, um die Belastung jeder Schicht zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass zwei Exzitonen zusammenstoßen. Durch das Hinzufügen einer Schicht, die Exzitonen hilft, in der Nähe beider Elektroden mit SPs zu resonieren, erhalten beide Emissionsschichten Zugang zur Schnellspur.
Das gesamte System ist eine optische Kavität, auch optischer Resonator genannt, in der blaues Licht zwischen den Elektroden resoniert und die Farbe der Photonen tiefer in den blauen Bereich verschiebt. Die Studie stellte fest:
„Nach unserem Kenntnisstand ist dies die erste Demonstration eines tiefblauen PHOLED, das eine Stabilität vergleichbar mit grünen PHOLEDs zeigt und die Nutzung tiefblauer phosphoreszierender Emittern in energieeffizienten Displays und Beleuchtungen beschleunigt.“
Investieren in OLED‑Displays
Jetzt ist es an der Zeit, den führenden OLED‑Display‑Akteur und sein Investitionspotenzial zu betrachten. Universal Display Corporation ist ein prominenter Name in diesem Bereich und beschäftigt sich mit Forschung, Entwicklung und Kommerzialisierung von OLED‑Technologien und -Materialien für den Einsatz in Display‑ und Festkörperbeleuchtungsanwendungen.
Das Unternehmen liefert OLED‑Materialien und besitzt wichtige Patente, unter anderem für phosphoreszierende OLED‑(PHOLED‑)Technologie. Zu den wichtigsten Kunden zählen Samsung, LG Display, Panasonic, Pioneer, AU Optronics, CMEL (China Mobile Electronics) und weitere.
Universal Display Corp. (OLED )
Bezüglich der Marktperformance von Universal Display Corp. wird die Marktkapitalisierung von 7 Milliarden US‑Dollar und die OLED‑Aktien werden derzeit zu 146,95 $ gehandelt, ein Anstieg von 0,51 % seit Jahresbeginn. Während die Aktienkurse noch 44 % unter ihrem Höchststand von 2021 liegen, haben sie sich deutlich erholt.
Damit beträgt das EPS (TTM) 4,81, das KGV (TTM) 30,55 und die Eigenkapitalrendite (ROE, TTM) 14,58 %. Die von dem Unternehmen angebotene Dividendenrendite liegt bei 1,22 %. Kürzlich kündigte das Unternehmen eine Quartals‑Bardividende von 0,45 $ pro Aktie an, die die „erwartete fortgesetzte Cash‑Flow‑Generierung und das Engagement zur Rückführung von Kapital an die Aktionäre“ widerspiegelt.
(OLED )
Am 1. Mai kündigte der Vorstand des Unternehmens außerdem die Genehmigung eines neuen Aktienrückkaufprogramms an, das den Kauf von bis zu 100 Millionen US‑Dollar seiner Stammaktien autorisiert.
Zu dieser Zeit berichtete Universal Display Corporation zudem über die Finanzergebnisse des ersten Quartals, das am 31. März 2025 endete. Laut den Ergebnissen erzielte das Unternehmen einen Gesamtumsatz von 166,3 Millionen US‑Dollar, ein lediglich 0,6 %iger Anstieg gegenüber dem gleichen Quartal des Vorjahres.
Der Umsatz aus Materialverkäufen im ersten Quartal 2025 belief sich auf 86,2 Millionen US‑Dollar, gegenüber 93,3 Millionen US‑Dollar im 1. Quartal 2024, bedingt durch ein geringeres Volumen an Einheiten für seine Emissionsmaterialien, was teilweise durch Änderungen im Kundenmix ausgeglichen wurde. Die Kosten für Materialverkäufe stiegen hingegen leicht auf 33,9 Millionen US‑Dollar.
Der Umsatz aus Lizenzgebühren und Lizenzgebühren in diesem Zeitraum verzeichnete einen Anstieg von 7,75 % auf 73,6 Millionen US‑Dollar.
„Wir begannen das Jahr 2025 mit einer soliden finanziellen Basis und bleiben zuversichtlich hinsichtlich der langfristigen Wachstumsperspektive des OLED‑Marktes.“
– Vizepräsident und Finanzvorstand Brian Millard
Die Gesamtkapitalrendite von Universal Display Corporation für das 1. Quartal 2025 betrug 77 %, ein Rückgang von 1 % gegenüber dem ersten Quartal 2024, während das operative Ergebnis 69,7 Millionen US‑Dollar und das Nettoergebnis 64,4 Millionen US‑Dollar bzw. 1,35 $ pro verwässerter Aktie betrug.
Für seine Umsatzprognose 2025 bestätigte das Unternehmen, dass sie zwischen 640 Millionen und 700 Millionen US‑Dollar liegen wird, trotz des „sich wandelnden makroökonomischen Umfelds“, das größere Unsicherheit schafft. Angesichts der zunehmenden Komplexität der globalen Lage erklärte CFO Millard, dass sie weiterhin der langfristigen Strategie verpflichtet seien, ihre Führungsposition im OLED‑Bereich durch kontinuierliche Erfindungen und die Bereitstellung modernster Technologien und Materialien in diesem Umfeld voranzutreiben.
„Mit einer starken Innovationsmaschine, einer soliden Bilanz, einer widerstandsfähigen Lieferkette und operativer Agilität sind wir gut positioniert, um uns an Veränderungen anzupassen, schnell zu reagieren und unsere Kunden und Partner weiterhin zu unterstützen.“
– Millard
Neueste Nachrichten und Entwicklungen zu Universal Display (OLED) Aktien
Abschließende Gedanken: Die Zukunft der OLED‑Innovation
OLED‑Displays werden schnell zu einem integralen Bestandteil unseres Lebens und finden Anwendung in Smartphones, Laptops, Autos, Wearables, ARs, VRs und vielen weiteren Bereichen. Sie sind jedoch nicht mehr nur visuelle Werkzeuge; Forscher arbeiten daran, sie in multisensorische Schnittstellen zu verwandeln.
Die jüngsten Innovationen bei OLED, pixelbasiertem Klang und effizienten tiefblauen PHOLEDs versprechen eine neue Ära der OLED‑Technologie, die uns dünnere, immersivere und energieeffizientere Geräte für alle Display‑Anwendungen bieten wird!
Studien zitiert:
1. Hong, S., Park, J., Kim, Y., Ryu, J., Kim, T., & Lee, J.‐Y. (2025). Lokal integrierter Display‑Lautsprecher mit crosstalk‑freier piezoelektrischer Vibration. Advanced Science, 12(13), 2307101. https://doi.org/10.1002/advs.202307101
2. Zhao, H., Arneson, C.E. & Forrest, S.R. Stabiles, tiefblaues Tandem‑phosphoreszierendes organisches Leuchtdioden‑Display, ermöglicht durch den doppelseitigen, polariton‑verstärkten Purcell‑Effekt. Nat. Photon. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01679-0
