Beim iPhone-X-Display setzt Apple das erste Mal in der Firmengeschichte auf ein sogenanntes OLED-Panel. Es soll höhere Kontraste, dunklere Schwarztöne und buntere Farben bieten. Doch  Und warum geht Apple diesen Schritt überhaupt?

iPhone 8: Alles beim Alten mit LCD-Technik

Als Tim Cook letzten Herbst das iPhone 8 und iPhone 8 Plus präsentierte, war kaum jemand wirklich begeistert. Wenig hatte sich am Design geändert, zu klein die Unterschiede zu den Vorgängermodellen. Keine Frage, man hätte sich mehr einfallen lassen können für das Äußere der neuen iPhone-Generation, aber die Eigenschaften des verbauten LC-Displays lassen Produktentwicklern keine unendlichen Möglichkeiten. Denn: Das verbaute Display gibt den Gestaltern einige Faktoren vor, die sie einhalten müssen – den breiten Rand oben und unten – auch Bezel genannt – etwa.

Der im iPhone 8 verbaute Bildschirm mit einer Diagonale von 4,7 Zoll löst mit 750 x 1.334 Pixeln auf, bei einer Pixeldichte von 326 ppi. Apple setzt beim Display des iPhone 8 auf LCD- respektive IPS-Technik. Schon seit mehreren Generationen hat sich die grundlegende Technik der iPhone-Bildschirme nicht verändert.

So funktionieren Flüssigkristall-Displays

Schön und gut, dass Apple LCD- und IPS-Technik einsetzt. Aber was ist das überhaupt? Beide beschreiben, wie das Licht den Weg auf eure Augen findet. Und das ist gar nicht so einfach. Denn: „Liquid Crystal Displays“ setzen auf eine ganz spezielle Technik zum Brechen von Licht. Die unterste Schicht eines solchen LC-Displays besteht aus LEDs. Diese beleuchten den kompletten Bildschirm von hinten. Selbst, wenn ein Video ein komplett schwarzes Bild zeigt. Ihr seht deswegen vielleicht ein leichtes Hintergrundleuchten, welches durch die zusätzlichen Schichten des Bildschirms dringt.

Das ausgestrahlte Licht wird als erstes polarisiert: Das heißt, dass die Lichtwellen nur in einer bestimmten Strahlungsrichtung ausgestrahlt werden. Lichtquellen wie die Sonne oder LEDs strahlen ein ungeordnetes Licht aus, welches ein sogenannter Polfilter richtet. Das gerichtete Licht trifft dann auf die Schicht, die dafür verantwortlich ist, dass ihr farbige Bilder wahrnehmen könnt: Die Flüssigkristalle. Normale LCD-Panels besitzen eine Schicht mit dem Namen „Twisted Nematic“.

Durch eine Färbung der einzelnen Flüssigkristalle in den Farben Rot, Grün und Blau bekommt ihr einzelne Pixelfarben zu sehen und bunte Bilder entstehen. Eigentlich handelt es sich hierbei um eine subtraktive Farbmischung. Durch die Grundfarben kommt es euch aber so vor, als würde es sich um eine additive Mischung handeln. Die einzelnen Pixelfarben machen es möglich, alle möglichen Farben zu simulieren – um genau zu sein: Etwa 16 Millionen verschiedene. Die Farbe Lila wird beispielsweise durch eine Mischung der einzelnen Farbpixel Blau und Rot erzeugt.

Größerer Blickwinkel bei dünnen IPS-Displays

Die beim iPhone 8 und iPhone 8 Plus verbauten LC-Displays kennzeichnet ein weiteres Merkmal: Es handelt sich um IPS-Panels. IPS steht für In-Plane-Switching und beschreibt, wie das Licht polarisiert wird. Während bei normalen LC-Bildschirmen die oben genannte schraubenförmige Verzerrung zum Einsatz kommt, dreht sich bei der IPS-Technik einfach der komplette Kristall. Dadurch ist die Schicht vergleichsweise dünn.

Zusätzlich hat das den Vorteil, dass der Blickwinkel sehr viel größer ist. Ihr könnt das iPhone-Display aus fast jedem Winkel betrachten, ohne dass sich Farben verfälschen oder die Helligkeit abnimmt. Deswegen kommen IPS-Panels vor allem in hochklassigen Smartphones zum Einsatz.

IPS-Displays sind im Regelfall heller als andere Displays. Zusätzlich ist die Herstellung der IPS-Bildschirme vergleichsweise günstig. Die Technologie ist schon seit vielen Jahren erforscht, dementsprechend günstig ist die Massenproduktion. Zusätzlich qualifiziert der bereits erwähnte größere Betrachtungswinkel eine große Rolle bei der Auswahl der verbauten Displaytechnik. Aus all diesen Gründen setzt Apple schon seit vielen iPhone-Generationen auf IPS-Displays.

Das neue iPhone-X-Display: Aktivmatrix-OLED-Panel

Beim iPhone X verlässt Apple aber die bekannten Gefilde und wechselt auf eine neuere Technik. Dort kommt ein OLED-Panel zum Einsatz. Organische Licht-Emittierende Dioden – so die ausgeschriebene Abkürzung – funktionieren völlig anders als LC-Displays. Hier gibt es keine Polarisationsschicht. Zudem wird nicht das ganze Display hintergrundbeleuchtet. Im Prinzip besteht jeder Pixel im iPhone-X-Display aus drei einzelnen LEDs. Auch hier kommen wieder die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau zum Einsatz, aus denen jede erdenkliche Farbe gebildet wird. Da die einzelnen Pixel Farben von sich geben, braucht es weder einen Polarisationsfilter noch Kristalle, die das Licht zurecht biegen.

Etwas technischer erklärt: Zwischen einer Matrix-ähnlich angeordneten Anoden- und einer Kathoden-Schicht befinden sich organische Polymer-Strukturen. Wird zwischen einer der Anoden- und Kathodenstreifen eine Spannung angelegt, erhellt sich das Polymer und ihr könnt Farben sehen. Abhängig von der unter Spannung stehenden Matrix bilden sich unterschiedliche Strukturen, die euer Auge schließlich als Bild wahrnimmt.

Deswegen nutzt Apple OLED statt LCD

Die schlanken Maße sind aber nicht der einzige Grund, warum Apple auf die OLED-Technik setzt. Einer der Hauptgründe ist, dass die obere Aussparung für Kameras und Lasertechnik mit einem normalen LC-Screen nicht möglich gewesen wäre. LCDs benötigen rechteckige Muster, nur OLED-Bildschirme sind in der Lage, Aussparungen zu besitzen. Apple wird die OLED-Technik mit Sicherheit aber auch nutzen, weil die Farbwiedergabe besser ist als bisher. Zwar besteht der kalifornische Konzern darauf, dass die bisher eingesetzten Displays mit der „Retina“-Bezeichnung besonders scharf und knackig seien. OLED-Screens sind aber noch einmal ein ganzes Stückchen besser.

Zudem sind OLED-Bildschirme ein ganzes Stück dünner. Das bemerkt ihr vor allem beim Fernsehern: OLED-TVs sind in der Regel weniger als einen Zentimeter dick, während vergleichbare LCD-Fernseher normalerweise um die fünf Zentimeter messen. Das lässt sich auch auf Smartphone-Displays transferieren: Das dünnste OLED-Display besitzt eine Dicke von weniger als 0,3 Millimetern – und dabei handelt es sich nicht um eine Studie, sondern tatsächlich eingesetzte Technik. Durch die Möglichkeit, nur einzelne Pixel zu beleuchten statt den ganzen Screen, sparen OLED-Displays sogar Energie.

OLED-Produktion gestaltet sich schwierig

Trotz der Massenproduktion für Smartphones wie dem Samsung Galaxy S8 und dem iPhone X – ist es recht schwierig, OLED-Panels herzustellen. Das Risiko eines Defektes ist wegen der Einzel-Ansteuerung jeder einzelnen LED höher als bei einem herkömmlichen LC-Screen. Zu Anfangszeiten der Produktion fielen rund 50 Prozent aller hergestellten Displays in der Qualitätskontrolle durch, weil einzelne Pixel nicht funktionierten.

Übrigens: Die Displays des iPhone X produziert Apple nicht selbst. Der größte Konkurrent liefert die Bildschirme: Samsung. Tatsächlich baute der koreanische Konzern extra für die iPhones ihre Produktionsstätten aus. Keine andere Firma auf der Welt ist in der Lage, ein iPhone-X-Display herzustellen. Umso ironischer ist es, dass Apple sich genau auf diesen großen Kontrahenten verlassen muss. Apple ist bereits sehr aktiv und möchte selbst OLED-Bildschirme produzieren. Eigene Produktionsstätten sind schon seit Jahren in Planung. Bis es so weit ist, wird mit Sicherheit noch etwas Zeit vergehen. Samsung nutzt diesen Vorteil und verbessert währenddessen laufend die OLED-Technik.

Viele Vorteile bei einem Nachteil

OLED ist energiesparender, dünner, kontrastreicher, farbenfroher und bietet völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten für Telefone. In Zeiten von Displays, die über den ganzen Bildschirm gehen, sind sie eigentlich unerlässlich. In so vielen Aspekten lohnt es sich, OLEDs statt IPS-Panels zu verbauen. Und trotzdem gibt es eine Stelle – im wahrsten Sinne des Wortes – an dem OLEDs noch nicht optimiert sind.

Das große Problem nennt sich Burn-In: Bestimmte Bereiche des Displays, die immer die gleichen Bildinformationen anzeigen, bekommen bei manchen iPhones eine Färbung. Der Strich am unteren Ende des Bildschirms brennt bei einigen Bildschirmen dauerhaft ein. Das äußert sich beim iPhone-X-Display durch einen Blaustich. Auch Apps vom Startscreen könnten sich für immer einbrennen. Laut Apple ist dieses Problem nur ausnahmsweise ein Fall für den Support. Und ganz ehrlich: Sollte euer Bildschirm das Burn-In-Phänomen zeigen, fällt es in den meisten Fällen nur bei genauer Betrachtung auf. Außerdem haben nur sehr wenige Bildschirme das Burn-In-Problem und clevere Forscher werden in wenigen Jahren das Problem lösen.

Daher ist es letztlich nicht wesentlich, ob ihr euch für ein iPhone 8 oder 8 Plus mit LCD oder ein iPhone X mit OLED entscheidet. Beide Technologien bieten Spitzenleistungen und sind von Apple gut umgesetzt. Große Teile der Konkurrenz schauen im Vergleich zur Apple-Technik doof aus der Wäsche.

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Dieser Artikel erschien zuerst auf Netzpiloten Apple.

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