Ein umfassender Leitfaden zur Micro-LED-Technologie

Was ist Micro-LED-Technologie?

Die Micro-LED-Technologie verwendet winzige LED-Chips, die in der Regel zwischen 1 und 100 Mikrometer groß sind, als einzelne lichtemittierende Anzeigeeinheiten und Pixel. Im Vergleich zu herkömmlichen SMD-LED-Bildschirmen zeichnet sich Micro-LED durch kleinere Chipgrößen und Pixelabstände aus, wodurch eine höhere Bildschirmauflösung erzielt werden kann. Diese Technologie eignet sich für verschiedene professionelle Anwendungen.

Vorteile der Micro-LED-Technologie

Hohe Helligkeit

Beim Kauf eines LED-Displays ist die Helligkeit einer der wichtigsten Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt. Aufgrund seiner selbstleuchtenden Eigenschaft wird Micro-LED nicht durch ein LCD-Panel vor dem Display verdeckt, wodurch eine höhere Helligkeit erzielt werden kann.

Im Allgemeinen erreichen Micro-LED-Fernseher für den Innenbereich etwa 3.000 Nits (Candela pro Quadratmeter), während solche für den Außenbereich problemlos 5.000 oder sogar über 10.000 Nits erreichen können. Aufgrund ihrer winzigen LED-Lampen und hocheffizienten Materialien ist die Micro-LED-Technologie derzeit die hellste Display-Technologie, die in der Massenproduktion verfügbar ist.

Hoher Farbraum und Graustufen

Der Farbraum bezieht sich auf den Bereich der Farben, die ein Anzeigegerät darstellen kann; er wird im Allgemeinen durch sRGB oder Adobe RGB dargestellt. Micro-LEDs verwenden in der Regel hochreine RGB-Chips, deren rote, grüne und blaue Spitzenwellenlängen genau definiert sind, wodurch das Display einen größeren Farbraum darstellen kann. Darüber hinaus ist der Lichtverlust von Micro-LEDs im Gegensatz zu LCD-Bildschirmen, die Polarisatoren und Hintergrundbeleuchtung benötigen, gering, wodurch sattere Farben dargestellt werden können.

Graustufen sind die Anzahl der Helligkeitsstufen, die ein Gerät zwischen Schwarz und Weiß unterscheiden kann, und werden in der Regel in Bit angegeben. Dank der hohen Reinheit von RGB kann Micro-LED Graustufen von 10 bis 12 Bit erreichen, was zu flüssigeren Bildübergängen führt, während herkömmliche LCD-Displays in der Regel nur 8 bis 10 Bit erreichen.

Kleiner Pixelabstand und hohe Auflösung

Pixelabstand bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei benachbarten Pixeln auf einem LED-Bildschirm. Je kleiner dieser Wert ist, desto kompakter sind die Pixel, was zu einer klareren Darstellung führt. Im Vergleich zu herkömmlichen LED-Bildschirmen für den Außenbereich mit einem Pixelabstand von 3–10 mm zeichnet sich Micro LED durch einen extrem kleinen Pixelabstand aus, der in der Regel zwischen 0,1 und 0,5 mm liegt.

Die Auflösung bezieht sich auf die Anzahl der Pixel auf einem Bildschirm, die sowohl von der Bildschirmgröße als auch vom Pixelabstand bestimmt wird. Aufgrund des extrem kleinen Pixelabstands kann Micro-LED eine hochauflösende Darstellung erzielen, typischerweise bei 2K oder 4K. Wenn die Micro-LED-Technologie auf großen kommerziellen Displaywänden eingesetzt wird, kann die Bildschirmauflösung sogar 8K erreichen.

Lange Lebensdauer und geringe Ausfallrate

Die Lebensdauer bezeichnet die Betriebszeit eines Displays, bis seine Helligkeit auf ein bestimmtes Niveau abfällt. Die typische OLED-Technologie bietet eine Lebensdauer von 10.000 bis 30.000 Stunden bei relativ schnellem Helligkeitsabfall, während Micro-LED-Displays eine Lebensdauer von über 100.000 Stunden erreichen können.

Darüber hinaus weisen Micro-LEDs auch eine sehr geringe Ausfallrate auf. Einerseits kommt es bei Micro-LEDs im Vergleich zu LCDs auch nach langer Anzeigezeit nicht zu Einbrenneffekten. Andererseits werden bei Micro-LEDs anorganische LED-Materialien wie GaN und InGaN verwendet, die gegen hohe Temperaturen und Lichtzerfall resistent sind, was zu einem langsamen Helligkeitsabfall führt.

Geringer Energieverbrauch

Micro-LED benötigt keine LCD-Hintergrundbeleuchtung, wodurch der Helligkeitsverlust durch Hindernisse minimiert wird. Darüber hinaus verwendet Micro-LED hocheffiziente Chips aus GaN oder InGaN, die bei gleicher Helligkeit weniger Strom verbrauchen als OLED-Bildschirme.

Nachteile der Micro-LED-Technologie

Hohe Produktionskosten

Die Größe von Micro-LED-Chips ist mit etwa 5–50 μm extrem klein, und jedes Pixel muss durch einen individuellen Strom gesteuert werden, was ihre Herstellung zu einer großen Herausforderung macht. Außerdem müssen Micro-LED-Chips nach der Fertigung präzise auf das Display-Substrat übertragen werden, wobei jede LED genau positioniert werden muss.

Darüber hinaus sind nicht nur die Herstellung und der Transfer eine Herausforderung, sondern auch die Verpackung und die Tests erfordern erhebliche Ausrüstungs- und Arbeitskosten, was Micro-LED sehr teuer macht. So kostet beispielsweise der 115-Zoll-Fernseher MICRO RGB von Samsung $29.999.

Die Rendite ist schwer zu erreichen.

Die Ausbeute ist das Verhältnis der Produkte, die die Qualitätsprüfung bestehen, zur Gesamtzahl der produzierten Produkte. Je höher die Ausbeute, desto konsistenter ist der Produktionsprozess. Aufgrund der extrem geringen Größe von Micro-LED-Chips muss eine große Anzahl transferiert werden, wodurch sie während des Prozesses anfällig für Beschädigungen sind.

Darüber hinaus kann ein einzelnes defektes Pixel die Anzeige des gesamten Bildschirms beeinträchtigen. Daher ist die Ausbeute von Micro-LEDs oft relativ gering, was die Massenproduktion erschwert.

Komplexer Fertigungsprozess

Der Herstellungsprozess einer LED-Anzeige umfasst die Chipfertigung, Helligkeitsprüfung, Massenübertragung, Verpackung, Integration und Prüfung. Bei der Micro-LED-Technologie ist fast jeder Schritt wesentlich komplexer als bei herkömmlichen Anzeigetechnologien. So enthält beispielsweise ein Modul Millionen von Pixeln, und jedes Pixel muss einer Helligkeits- und Farbtestung unterzogen werden.

Hauptanwendungsszenarien der Micro-LED-Technologie

High-End-Fernseher

Einige führende TV-Hersteller wie Samsung und Hisense haben bereits Fernseher auf Basis der Micro-LED-Technologie auf den Markt gebracht, während andere wie TCL und Sony ebenfalls daran arbeiten. Aufgrund der hochkomplexen Technologie sind Micro-LED-Fernseher jedoch nach wie vor extrem teuer, und der Verbrauchermarkt besteht hauptsächlich aus High-End-Nutzern, was zu sehr geringen Akzeptanzraten führt.

Display im Fahrzeug

Die Micro-LED-Technologie wird bereits in einigen High-End-Fahrzeugen eingesetzt. So haben beispielsweise NIO, Volkswagen und Porsche Cayenne begonnen, ihre neuesten Modelle mit Micro-LED-Pixel-Scheinwerfern auszustatten. In Zukunft, wenn die Technologie ausgereift ist, werden auch Micro-LED-basierte HUDs, intelligente Cockpit-Displays und transparente Displays Realität werden.

Fachgebiet und Innovation

Micro-LED wird aufgrund seiner nahezu perfekten Leistung, einschließlich hoher Helligkeit, hervorragender Farbwiedergabe und extrem langer Lebensdauer, auch in einigen professionellen Bereichen bevorzugt. Derzeit wird es in einigen Szenarien wie Kontrollzentren und Ausstellungshallen eingesetzt.

In Zukunft wird es auch in den Bereichen Medizin, AR/VR und Luftfahrt zum Einsatz kommen. So haben beispielsweise Apple, Meta und Sony alle Micro-LED-AR-bezogene Produkte in der Pipeline.

Kommerzielle Anzeige

Der Einsatz der Micro-LED-Technologie in kommerziellen Displays, wie beispielsweise an Fassaden von Einkaufszentren, Außenwerbebildschirmen und in Unternehmensausstellungsräumen, kann hervorragende Ergebnisse liefern. Selbst bei direkter Sonneneinstrahlung können Sie sich an einer extrem hohen Bildschärfe und lebendigen Farben sowie einer noch eindringlicheren 3D-Darstellung erfreuen.

Die Entwicklung von Micro-LED im kommerziellen Bereich schreitet weiter voran, wobei die Anwendungsmöglichkeiten auf immer mehr Bereiche ausgeweitet werden. So findet beispielsweise die Micro-LED-Produktreihe von Leyard breite Anwendung in Überwachungszentralen, Einkaufszentren und anderen Anzeigeszenarien.

Herausforderungen und Zukunftstrends von Micro-LED

Standardisierter Fertigungsprozess

Dank seiner herausragenden Leistung wird der Micro-LED-Markt mit Sicherheit weiter wachsen. Gleichzeitig muss der Produktionsprozess von Micro-LED-Displays skaliert werden, um die Produktionsmenge zu steigern und die Produktqualität zu verbessern.

Dies erfordert von den Herstellern kontinuierliche Investitionen in Personal und Ressourcen für technologische Durchbrüche, darunter die Entwicklung integrierter Systeme und die Verbesserung der Chip-Technologie und Verpackungsmethoden.

Produktionskosten senken

Zu den Möglichkeiten zur Kostensenkung gehören die Senkung der Rohstoffkosten und die Optimierung des Produktionsprozesses. Beispielsweise können Hersteller während der Forschungs- und Entwicklungsphase mit effizienteren LED-Wafer-Materialien experimentieren. Um die Kosten für bestimmte Rohstoffe zu senken, haben einige Lieferanten auch eigene Produktionslinien aufgebaut. Mit dem technologischen Fortschritt sind die Preise für Micro-LED-Produkte von Jahr zu Jahr allmählich gesunken.

Weit verbreitet und in mehr Bereichen eingesetzt

Mit der Weiterentwicklung des Herstellungsprozesses und sinkenden Produktionskosten wird Micro LED nach und nach von immer mehr Unternehmen, Einzelhändlern und Verbrauchern angenommen werden, da es derzeit die fortschrittlichste Display-Technologie ist, die in Massenproduktion hergestellt werden kann. In Zukunft wird Micro LED ein enormes Marktpotenzial in den Bereichen Unterhaltung, Industrie, Medizin und anderen Bereichen haben.

Micro-LED, Mini-LED und OLED: Was sind die Unterschiede?

Funktionsprinzip

Micro-LED, Mini-LED und OLED gehören derzeit zu den fortschrittlichsten Display-Technologien in der Massenproduktion. Wie bereits erwähnt, zeichnet sich Micro-LED durch folgende Merkmale aus: selbstleuchtende Mikropixel auf dem Bildschirm, während OLED ebenfalls selbstleuchtend ist. Im Gegensatz dazu kombiniert Mini-LED ein LCD-Panel mit LED-Hintergrundbeleuchtung, um Bilder anzuzeigen.

Farbdarstellung und Helligkeit

Alle drei Technologien bieten eine hohe Graustufenauflösung, einen großen Farbraum und eine hohe Auflösung bei minimalen Unterschieden in der Farbwiedergabe. Was die Helligkeit angeht, so liegt OLED aufgrund seiner organischen Leuchtstoffe in der Regel unter 1.000 Nits. LCD-Panels blockieren einen Teil des Lichts, sodass auch die Helligkeit von Mini-LED begrenzt ist und in der Regel unter 5.000 Nits bleibt. Micro-LED unterliegt solchen Einschränkungen nicht und ist die Display-Technologie, mit der die höchste Helligkeit erreicht werden kann.

Lebensdauer und Wartungskosten

Die organischen Materialien begrenzen auch die Lebensdauer des Displays, sodass OLED in der Regel etwa fünf Jahre lang verwendet werden kann und zudem die Gefahr des Einbrennens des Bildschirms besteht. Mini-LED-Bildschirme haben eine längere Lebensdauer, die in der Regel zwischen 50.000 und 80.000 Stunden liegt. Micro-LED hat die längste Lebensdauer unter fast allen Display-Technologien und kann zehn oder sogar zwanzig Jahre lang mit nahezu der geringsten Wartungshäufigkeit und den geringsten Wartungskosten verwendet werden.

Anwendungsszenarien

OLED wird aufgrund seines extrem hohen Kontrasts, seiner hervorragenden Bildqualität und seiner Eignung für faltbare Displays häufig in Smartphones, Smartwatches und einigen Fernsehern verwendet. Mini-LED wird vor allem in Szenarien eingesetzt, die eine hohe Helligkeit erfordern, wie z. B. Borddisplays und Laptop-Bildschirme.

Micro-LED wird hauptsächlich in High-End-Szenarien wie Premium-Konferenzräumen und große kommerzielle Displays aufgrund der derzeitigen technologischen und finanziellen Einschränkungen, aber es birgt ein enormes Wachstumspotenzial.

Häufig gestellte Fragen

Ist Micro LED empfindlich gegenüber Temperatur und Luftfeuchtigkeit?

Im Allgemeinen ist Micro-LED im Vergleich zu herkömmlichen LED-Displays weitaus weniger empfindlich gegenüber Temperatur und Luftfeuchtigkeit und kann in einem Bereich von –20 °C bis 60 °C normal betrieben werden. Darüber hinaus weisen die aus anorganischen Materialien hergestellten LED-Chips eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und fallen selten aufgrund von Feuchtigkeitseinwirkung aus.

Es ist jedoch zu beachten, dass Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit dennoch zu Korrosion an Elektroden und anderen Komponenten führen können. Wenn Sie das Display unter solchen Bedingungen betreiben, sollten Sie dennoch darauf achten, dass keine Feuchtigkeit in die Module eindringt.

Unterstützt Micro LED lokales Dimmen?

Ja. Darüber hinaus ist jedes Pixel in einem Micro-LED-Display eine selbstleuchtende Einheit und unterstützt eine unabhängige Dimmung. Im Vergleich zur Mini-LED-Technologie, die nur Hunderte oder wenige Tausend Dimmzonen bietet, kann Micro-LED Zehntausende von Zonen erreichen und liefert damit eine außergewöhnliche Dimmleistung.

Kann die Micro-LED-Technologie in flexiblen oder faltbaren Displays eingesetzt werden?

Theoretisch sind Micro-LED-Chips winzig und strukturell robust, was flexible und faltbare Displays ermöglicht. Aufgrund der Unmöglichkeit, ausreichend flache flexible Substrate herzustellen, sowie der hohen Komplexität des Massentransfers und der Verpackung ist es jedoch unwahrscheinlich, dass flexible oder faltbare Micro-LED-Displays in den nächsten Jahren in Serie gehen werden.

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Wenn Sie Fragen zu LED-Displays haben, können Sie sich gerne an uns wenden!