Micro LED als neue TV-Displays: Einfach erklärt. Was bietet die Technik für den Einsatz im Fernseher?

Micro LED Technik

Während sich über viele Jahre die LCD-Technik (verbessert durch QLED Backlight) mit OLED im TV-Markt duelliert haben, kommen seit etwa 2018 mit Micro LED und 2021 mit Mini LED zwei weitere Technologien dazu. In diesem Beitrag widmen wir uns der neuen Technologie Micro LED und schildern Dir ihre Eigenschaften sowie Vor- und Nachteile. Zudem gehen wir auf die Unterschiede zu den anderen Technologien ein. Wird Micro LED die LCDs bald ablösen? Ist die „neue“ Technik ein OLED-Killer?

Was bedeutet Micro LED bei TV-Geräten?

Die Micro LED Technologie gibt es bereits seit einiger Zeit. 2016 hatte Apple angekündigt, dass man zukünftig Bildschirme mit Micro LEDs in seinen eigenen Geräten verbauen will. 2018 hatte Samsung das Thema im Rahmen der CES auf der Agenda und präsentierte die Technik Micro LED bzw. mLED auf der großen Bühne.

Generell sind Micro LED Bildschirme mit OLEDs vergleichbar. Auch hier kommen winzige selbstleuchtende Pixel zum Einsatz. Eine Hintergrundbeleuchtung wie bei LCDs (Liquid Crystal Display) bedarf es also nicht. Bei der Micro LED Technologie bilden jeweils drei winzige dimmbare Subpixel mit den Farben Rot, Grün und Blau einen Pixel, also einen Bildpunkt auf einem Panel. Hierbei sind die Micro LEDs, der Name verrät es bereits, bedeutend kleiner als herkömmliche LEDs. Sie messen weniger als 100 Mikrometer.

Samsung MicroLED TV aus 2021
Samsung MicroLED TV aus 2021: die dargestellte feine Struktur soll die Stärken von Micro LED aufzeigen (© Samsung)

Technik: Was sind die Unterschiede zwischen Micro LED und OLED?

Auch wenn sich Micro LED und OLED in vielen Punkten ähneln, gibt es doch einen entscheidenden Unterschied. Während die selbstleuchtenden Pixel bei OLED aus organischen Stoffen wie Kohlenstoff bestehen, kommen bei Micro LED anorganische Materialien zum Einsatz.

Dies hat verschiedene Vorteile, unter anderem bei der Langlebigkeit der Geräte. Denn die Kohlenstoff-Verbindungen von OLEDs reagieren empfindlich auf Sauerstoff und Wasser. Beides ist aber in der normalen Raumluft in Form von Luftfeuchtigkeit und dem für uns lebensnotwendigen Sauerstoff nun einmal in Hülle und Fülle vorhanden. Dies ist eine große Gefahr für OLEDs, die eine aufwendige und damit auch teure Versiegelung bei den Panels erforderlich macht. Sie entfällt bei der neuen Technologie dank der anorganischen Materialien. Micro LEDs weisen laut Herstellerangaben zudem eine Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden auf, was mehr als einem Jahrzehnt durchgängiger Betrieb entspricht. Das wird sich in der Praxis natürlich noch beweisen müssen, da die Technik gerade einmal seit drei Jahren in wenigen Modellen eingesetzt wird.

Allgemein bietet die Micro LED Technologie die gleichen Vorteile wie OLED, macht aber zudem einiges besser. So liefern beide Panelarten einen perfekten Schwarzwert und ein unendlich hohes Kontrastverhältnis durch das gezielte Ausschalten einzelner Bildpunkte. Außerdem kann mit der Micro LED Technologie eine höhere Helligkeit des Bildes als bei OLED erreicht werden. Damit beseitigt die Technik einen der größten Kritikpunkte von OLED. Denn OLED TVs überzeugen in der Regel mit hohem Kontrast und einem perfekten Schwarzwert, aber einer eher gering ausfallenden Helligkeit des Bildes. Das bedeutet, dass für den idealen Filmgenuss ein abgedunkelter Raum zu empfehlen ist bzw. das Bild bei tagheller Umgebung Schwächen aufweist. Wie sich die Micro LED TVs bei dunklen Bildszenen mit fast Schwarzen Bildinhalten verhält, werden erste richtige Tests eines für den Massenmarkt produzierten Gerätes zeigen müssen. OLED hat in diesem sogenannten Near-Black-Bereich ein Problem, da fast schwarze Bildelemente nicht mehr angezeigt werden, sondern in der dunklen Szenen verschwinden. Das Phänomen nennt sich near black crush.

Auch bei der Farbwiedergabe hat Micro LED Vorteile gegenüber OLED, bietet also eine noch brillantere Farbwiedergabe und -vielfalt. Beim Stromverbrauch sollen sie hingegen relativ zurückhaltend sein. Auch das Burn-In-Risiko, was über OLEDs wie ein Damoklesschwert schwebt, weisen TV-Geräte mit Micro LED nicht auf.

Welche Micro LED Displaydiagonalen sind 2021 verfügbar sein?

Samsung hat für die Saison 2021 zwei Modelle mit 99 und 110 Zoll Displaydiagonale und 4K angekündigt und bringt diese bereits im ersten Quartal auf den Markt. Im Herbst 2021 soll eine Variante mit 75 und 88 Zoll folgen. Auch eine 150 Zoll Variante mit 8K soll es geben. Preise und genaue Termine nennt Samsung noch nicht, es gibt lediglich eine Pressemitteilung dazu.

Dazu gibt es die bereits vorgestellte The Wall von Samsung mit für den Heimgebrauch unrealistischen 146 bis 583 Zoll und einem Preis ab rund 500.000 Euro.

Samsung MicroLED im Wohnzimmer
Samsung MicroLED im Wohnzimmer: das Bild zeigt das Wohnzimmer eines potentiellen (gut betuchten) Käufers (© Samsung)

LG hat zudem den MAGNIT vorgestellt, der stolze 163 Zoll misst. Kaufinteressenten können eine Kaufanfrage bei LG stellen. Nähere Informationen zu Preis und Verkaufsstart sind ansonsten nicht bekannt.

Insgesamt ist die Auswahl an Micro LED TVs für 2021 also noch sehr überschaubar und nicht für den Ottonormalkunden ausgerichtet. Das lässt sich gut an den Pressefotos sehen, die große Wohnzimmer mit riesigen Micro LED TVs zeigen.

Welche Besonderheiten bieten die Micro LED TVs von Samsung?

Aufgrund seiner Eigenschaften der neuen Technologie wie eben der nicht mehr erforderlichen Versiegelung der LEDs bietet dies nicht nur für Kunden, sondern auch für Hersteller verschiedene Vorteile. Sie sind deutlich freier in der Gestaltung der Geräte.

Samsung zeigt die Vorzüge mit einem modularen Aufbau bei dem Modular-Display The Wall. Hierbei können einzelne Bildschirm-Segmente per Steckverbindungen miteinander verbunden werden. So entsteht ein großer Bildschirm, dessen Größe und Auflösung relativ frei bestimmbar ist. Das ist nicht nur einfacher beim Transport, sondern schafft eben auch individuelle Möglichkeiten. Und sollte es mal zu einem Defekt bei einem einzelnen Bauteil entstehen, wird dieses einfach modular ausgetauscht, statt das gesamte Panel zu tauschen und entsorgen bzw. zu reparieren.

So sollen sich beispielsweise wenige Module zu einer kleinen Bildschirmdiagonale mit Full HD Auflösung zusammensetzen lassen. Möchte man auch 4K gehen, benötigt man die vierfache Anzahl der Module. Dadurch erhöht sich natürlich auch die Displaydiagonale entsprechend.

Für den Privatkundenbereich dürften der flexible Zusammenbau bei freier Formgestaltung sowie die einfache Reparaturmöglichkeit erst einmal nicht so entscheidend werden. Aber gerade für großflächige Bildschirme in öffentlichen Gebäuden, für Werbetafeln und mehr ist dies eine durchaus interessante Technologie und eröffnet neue Möglichkeiten. Auch für den Kinobereich (sowie den gehobenen Heimkinobereich) könnte das Thema Micro LED irgendwann interessant werden und Projektor bzw. Beamer samt Leinwand ersetzen.

Eine ebenfalls interessante Eigenheit bieten die ersten Micro LED TVs, die Samsung 2021 für Consumer auf den Markt bringt. Die Premium-Geräte bieten aufgrund ihrer immensen Größe bis 110 Zoll und damit viel Anzeigefläche eine Quad-View-Funktion namens 4Vue. Mit ihr können Nutzer den Smart TV in Split-Screen-Manier in vier Bildschirmabschnitte unterteilen und so vier verschiedene Inhalte auf jeweils einem Viertel zeitgleich anzeigen lassen. Dies könnte z. B. für Videogames interessant werden, um verschiedene Perspektiven zeitgleich darzustellen, sowie manchen Streit um das abendliche TV-Programm im Keim ersticken. Denn so können in der Theorie bis zu vier Programme zeitgleich dargestellt werden. Ob das potentielle Käufer von einem Kauf dieser aktuell sehr teuren Spielzeuge bewegt, lassen wir offen.

Samsung The Wall Luxury von der IFA 2019 (© Samsung)
Samsung The Wall Luxury von der IFA 2019: auf dem riesigen Screen macht Forza sicherlich Spaß (© Samsung)

Welche Probleme und Grenzen gibt es bei der Micro LED Technik derzeit noch?

Wie es bei quasi allen neuen Technologien der Fall ist, gibt es auch bei Micro LED noch einige Hindernisse und Probleme. Wie es bei Innovationen üblich ist, ist auch diese Technik noch sehr teuer. Das bedeutet, dass TV-Geräte mit Micro LED sehr kostspielig und damit für den durchschnittlichen Konsumenten kaum bezahlbar sind.

Ein weiterer Grund, warum Micro LEDs erst einmal nicht im Consumer-Bereich groß Fuß fassen werden, ist die Gerätegröße. Die aktuell verfügbaren Micro LEDs sind allesamt sehr groß. Sie dürften für die meisten Wohnzimmer zuhause einfach zu groß sein – vom meist noch nicht bekannten Preis ganz zu schweigen. Somit bleibt die Technologie erst einmal anderen Einsatzgebieten vorenthalten, kommt höchstens bei großem Budget für einen neuen Premium-Fernseher und viel Platz infrage. Die Kosten für den 110 Zoll großen Micro LED TV von Samsung liegen in Südkorea, wo das Gerät bereits erhältlich ist, bei umgerechnet fast 90.000 Euro.

Vincent Teoh erläutert neue Verfahrensweisen zur Herstellung von Micro LEDs, die zu einem günstigeren Preis führen kann: Samsung setzt dabei darauf, die einzelnen Micro LEDs auf einen Chip zu platzieren, so dass für jedes Pixel ein LED-Chip vorhanden ist; das macht die Zusammensetzung deutlich einfacher. Außerdem reduziert sich dadurch die Ausschussrate.

Zudem gab und gibt es auch bei der Fertigung noch einige technische Herausforderungen. Das Thema der Uniformität ist bei Micro LED eine Herausforderung. Bereits die kleinste Fehlausrichtung eines der pixelgroßen LEDs kann zu ungleichmäßiger Beleuchtung sowie falschen Farben führen. Vor allem im frühen Stadium der Technologie war die konsistente und einheitliche Bildwiedergabe eine große Herausforderung. Die Micro LEDs werden als einzelne emittierende Elemente unabhängig voneinander angesteuert. Dies kann zu einem hohen Maß an Variabilität bei der Luminanz sowie der Farbe führen. Dies kann einzelne Komponenten unbrauchbar machen, was die Fertigung erschwert. Abhilfe können Korrekturen schaffen, die die Gleichmäßigkeit über jedes emittierende Element sowie für alle Helligkeitszustände verbessern.

Eine weitere Herausforderung stellt die nahtlose Kopplung der einzelnen Module dar. Wenn zwei Module miteinander verbunden werden, hat der Hersteller die Herausforderung, dass die Micro LEDs bündig mit dem Rand abschließen müssen. Jeder kleine Spalt wird durch den Betrachter mehr oder weniger störend wahrgenommen, da eine minimale, aber dennoch wahrnehmbare Lücke sichtbar ist.

Fazit und Ausblick: Wie entwickelt sich Micro LED weiter?

Micro LED bietet viele Vorteile und kann sogar die OLED-Technologie in vielen Punkten wie der Bildqualität übertrumpfen. Ein rasantes Wachstum und große Stückzahlen dürfte der Absatz von Micro LED TVs aber dennoch zunächst nicht erfahren. Das Problem der hohen Preise steht hier eindeutig im Weg. Allerdings war dies auch bei dem heutigen Standard OLED der Fall. Auch diese Geräte waren anfänglich sehr teuer. Der Durchschnittspreis ist aber über die Jahre deutlich gesunken, unter anderem durch Verbesserungen bei der Produktion.

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Heute sind die OLEDs zwar in der Regel immer noch etwas teurer als LCDs, aber deutlich erschwinglicher als zu den Anfangszeiten. Eine ähnliche Entwicklung könnte es auch bei Micro LED geben, sodass die Geräte in einigen Jahren das Potential haben könnten, den heutigen OLED-Standard abzulösen. Allerdings wird dies wohl noch eine Weile dauern.

Laut einer Prognose der DSCC (Display Supply Chain Consultants) sollen Micro LEDs im Jahr 2026 rund 228 Millionen US-Dollar umsetzen. Im Vergleich zu einem Gesamtumsatz von OLED-TVs in Höhe von 2,5 Milliarden US-Dollar ist dies nur ein Bruchteil. Es dürften also noch viele Jahre vergehen, bis Micro LED TVs viele Wohnzimmer mit einer noch größeren Farbpalette und höherer Helligkeit bei ebenfalls perfekten Kontrast- und Schwarzwerten bespielen – falls sie überhaupt eine gewichtige Rolle einnehmen und nicht von anderen Standards wie Mini LED oder neuen Technologien im Zaum gehalten werden.