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Herausforderungen bei der Fertigung von Micro-LEDs

Während OLEDs aus verschiedenen organischen Molekülen bestehen, welche die Farbe der OLED bestimmen, setzen die Hersteller von Micro-LEDs auf Indiumgalliumnitrid als Werkstoff. Je nach Anteil des verwendeten Indium- beziehungsweise Galiumnitrids emittieren diese Dioden verschiedenfarbiges Licht, wodurch sie als Subpixel bestehend aus einer roten, grünen und blauen LED eingesetzt werden können.

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Um den Namen Micro-LED zu rechtfertigen, muss der Pixel-Abstand (Pitch) weniger als einen Millimeter betragen. Samsung nennt beispielsweise für seinen Riesen-TV The Wall einen Abstand von 0,84 mm. Die sich daraus ergebende Pixeldichte ist höher als bei konventionellen Bildschirmen bei einer gleichzeitig besseren Energieeffizienz sowie Farbdarstellung.

Mit gleicher Leuchtkraft sollen Micro-LEDs nur die Hälfte der Leistung aufnehmen, die OLEDs benötigen. Ein echtes Schwarz wird auch hier durch das Abschalten der entsprechenden Pixel erreicht. Die Leuchtkraft soll um mindestens das 30fache höher liegen, als es mit OLEDs möglich ist - im Bereich der kleinen Projektoren sprechen Hersteller sogar von möglichen Helligkeitswerten von bis zu 100.000 cd/m².

Die Technologie eignet sich nicht nur für große Geräte, auch kleinere Anwendungen beispielsweise in Smartwatches profitieren von den energiesparenden Displays. Die Größe der Panels hat hierbei einen entscheidenden Einfluss auf die Kosten, da die Fertigung von Micro-LEDs in einer anspruchsvollen Umgebung stattfinden muss: Während OLED-Panels beispielsweise im Printed-Screen-Verfahren außerhalb von Vakuumkammern und unter Atmosphärendruck hergestellt werden können, lassen sich Micro-LEDs nur in extrem reinen Umgebungen fertigen.

In einer Reaktionskammer wird das Halbleitermaterial Schicht für Schicht auf einen Träger aufgebracht. Ein einzelner Partikel kann hierbei bereits zu einem nicht zu behebenden Fehler führen, der am Ende als toter Pixel erscheint und den gesamten Träger unbrauchbar macht. Samsung setzt vermutlich nicht zuletzt aus diesem Grund auf ein modulares Konzept für seine Micro-LED-Bildschirme. Das Risiko von Fehlern in der Fertigung nimmt mit steigender Größe schließlich zu und kann so in gewissen Grenzen gehalten werden.

Echte QLEDs - als Zwischenlösung und in Zukunft als Nachfolger

Samsung etabliert zudem bereits den Begriff QLED: Diese Technik wird mit Vorteilen in Bezug auf Farbdarstellung und Helligkeit gegenüber OLED-Bildschirmen beworben. Hier kommen sogenannte Quantenpunkt-Leuchtdioden zum Einsatz, die je nach Größe (circa vier Nanometer) des zugrundeliegenden Quantenpunktes unterschiedlich farbiges Licht emittieren.

Die QLEDs werden aber noch nicht serienmäßig als Subpixel für Bildschirme eingesetzt, sondern verbessern bislang nur die Hintergrundbeleuchtung in Samsungs hochpreisigen TV-Modellen. Die Leuchtkraft, Farbdarstellung und der Schwarzwert werden dadurch in die Nähe von Micro-LEDs gerückt, am Ende bleibt es aber ein LC-Fernseher mit LED-Hintergrundbeleuchtung.

Der Schritt zu tatsächlichen Displays mit Subpixeln aus Quantenpunkt-Leuchtdioden dürfte erst nach der großflächigen Einführung von Micro-LED-Bildschirmen kommen. Bisher stellt deren Einsatz eine kostengünstige Variante dar, um die fehlende Leuchtkraft der OLEDs und die niedrigere Qualität der Farbdarstellung herkömmlicher LC-Bildschirme auszugleichen.

 Display-Technik: So funktionieren Micro-LEDs
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smonkey 14. Mär 2019 / Themenstart

Und danke fürs Korrigieren. Bin überrascht, dass dies bei einem drei Tage alten Artikel...

FreiGeistler 13. Mär 2019 / Themenstart

Zweifle ich an. Logisch, wenn man den Tieren so viel heimleuchtet, dass deren Augen...

kschmus 12. Mär 2019 / Themenstart

"The Wall" kann man bei Samsung aktuell als Business-Kunde für schlappe 400.000¤ (ohne...

Quitte 12. Mär 2019 / Themenstart

Hallo, ich suche einen HDMI Dongle der sowohl Android (Miracast) als auch Apple (Airplay...

Dwalinn 12. Mär 2019 / Themenstart

LG 65" C8 Dank Media Markt Aktion war er preislich ganz okay, neulich hatte ich ihn auch...

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