MicroLED: Weshalb die Super-Displays so schwer herzustellen sind

27.04.2022 Tomislav Bezmalinovic

MicroLED wird als Display der Zukunft gehandelt, auch und insbesondere für Augmented Reality. Doch es gibt noch einige Hürden zu nehmen.

MicroLEDs gelten als die eierlegende Wollmilchsau unter den Display-Technologien: In puncto Pixeldichte, Helligkeit, Kontrast Effizienz, Reaktionszeit, Platzbedarf und Lebensdauer stechen sie die Konkurrenz aus. Klassische LC-Displays und selbst die fortschrittlicheren OLED-Microdisplays (auch Micro-OLED genannt) können nicht mithalten.

Kein Wunder also, dass sie so begehrt sind bei den Techkonzernen:

• Apple übernahm 2014 den MicroLED-Spezialisten LuxVue und laut einem Bloomberg-Bericht forschen rund 300 Fachkräften an der neuen Display-Technologie.
• Meta sicherte sich 2020 Exklusivrechte an MicroLED-Displays des Herstellers Plessey. Sie dürften für den Einsatz in AR-Brillen gedacht sein.
• Snap kaufte Anfang 2022 das Unternehmen Compound Photonics, das sich auf MicroLED-Displays spezialisiert. Auch Snap arbeitet an einer Augmented-Reality-Brille.
• Google erwarb im März das Start-up Raxium, das MicroLEDs herstellt. Der Konzern hat ebenfalls AR-Brillen in Entwicklung.

Hinzu kommen Investitionen in MicroLED-Unternehmen: Vuereal konnte sich im April 14,4 Millionen US-Dollar sichern und nun folgt das israelische Start-up InZiv mit einer Serie-A-Finanzierung über 10 Millionen US-Dollar.

MicroLED: Noch nicht reif für den Massenmarkt

Helligkeit und Energieeffizienz: Diese Qualitäten sind für AR-Brillen ausschlaggebend. Die digitalen Einblendungen und Hologramme müssen auch im Freien und unter der Sonne gut sichtbar sein und da in AR-Brillen nicht viel Platz für große Batterien ist, müssen die Displays besonders stromsparend sein. MicroLED erfüllt diese Anforderungen besser als andere Displays.

Eine tabellarische Übersicht der technischen Eigenschaften verschiedener Displaytypen. | Bild: MicroLED-Info.com

Das Problem ist, dass sie komplex und teuer in der Herstellung sind. Die Produktion eines MicroLED-Displays kostet ein Mehrfaches eines OLED-Microdisplays und auch die sind noch relativ teuer. Experten erwarten, dass es noch Jahre dauern wird, bis MicroLEDs in Massen für Endverbraucher produziert werden, während Micro-OLEDs ab 2023 allmählich in VR-Brillen Eingang finden sollen.

Das 2018 gegründete Start-up InZiv spezialisiert sich auf die Kontrolle und Reparatur hochauflösender Displays, darunter MicroLEDs. Es stellt nano-optische Ausrüstung her, die es Herstellern erleichtern soll, Fehler in den Displays zu finden. Dadurch können sie den Herstellungsprozess und die Ausbeute verbessern, was wiederum die Entwicklung hin zur Marktreife beschleunigt.

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Nano-Mikroskope verbessern Ausbeute und Design

MicroLEDs können extreme hohe Auflösungen auf einer fingernagelgroßen Fläche erreichen. Die Größe einzelner Pixel beträgt mitunter einen Mikrometer oder weniger. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist circa 50 Mikrometer dick. Die Winzigkeit der Pixel erschwert nicht nur die Herstellung, sie macht es auch schwierig, die MicroLED-Displays auf Fehler zu überprüfen.

Laut InZiv-CEO David Lewis beträgt die Ausbeute durchschnittlich weniger als 50 Prozent. Das heißt, dass mehr als die Hälfte aller hergestellten Displays Defekte aufweisen – was in Folge die Produktionskosten in die Höhe treibt.

"Wenn du eine Größe von unter 10 Mikrometer erreichst und nach optischen Defekten suchst, wird es sehr, sehr schwierig, normale Lichtmikroskope einzusetzen", sagt Lewis gegenüber Reality Check. "Sie sind nicht dafür ausgelegt, all die farbigen Lichtelemente zu erkennen. Die sind wichtig für die Messungen, die wiederum wichtig sind für das eigentliche Design dieser Displays."

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