Produkt: Professional System 05/2020
Professional System 05/2020
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Medientechnik

Displaytechnologien 2.0: Die Software macht den Unterschied …

2016 schrieb unser Autor und Displayfachmann Achim Hannemann über bestehende und zukünftige Displaytechnologien. Nun folgt erneut eine Bestandaufnahme der neuen Entwicklungen und Trends und welche Technik sich durchgesetzt hat. Dabei spielt die Software und insbesondere Künstliche Intelligenz (KI) in Verbindung mit der Hardware eine entscheidende Rolle.

Anwendungsbeispiel für Displaytechnologien im Auto(Bild: Continental)

Inhalt:

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Was hat sich seit 2016 in Sachen Displaytechnologien getan? Wie innovativ waren die Hersteller, und was sind die Zukunftstrends? Schauen wir zunächst auf die Entwicklung der letzten vier Jahre zurück:

Rückblick

Die Jahre 2016 bis 2018 waren geprägt von zahlreichen neuen Technologie-Präsentationen auf Messen, vor allem auf der CES, InfoComm und ISE. Vorgestellt wurden OLED, QDOT, Fine Pixel Pitch LED-Technologien sowie Displays mit HDR und in 8K-Auflösung. Die Rahmen der Bildschirme wurden immer schmäler und die Monitore immer dünner. Anwendungen mit konvexen und konkaven Formen inspirierten Agenturen, Designer und Innenarchitekten.

Für volle Messestände sorgten die geschwungenen OLED-Installationen von LG Electronics (LGE) oder die transparenten OLED-Displays sowie QLED-Displays von Samsung in 4K-und 8K-Auflösungen.

Absolute Messe-Highlights waren das Samsung Micro-LED-HDR-Display „The Wall“ und die „Crystal-Wall“ in CLEDIS-Technologie* von Sony, bestückt mit Micro-LED-Kacheln, die bis dato noch nicht gesehene Schwarzwerte boten.

Weiterhin waren und sind Unified Communication & Collaboration (UCC), Interaktivität und BOYD auch heute noch in Business- oder Education-Display-Anwendungen das allumfassende Thema. So präsentierte Panasonic auf der ISE 2020 das weltweit erste Display mit integriertem kabellosen Präsentationssystem (WolfVision Cynap Pure).

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8K-Auflösung

8K-Produkte aus den Bereichen Produktion, der dazu gehörenden Peripherie und Displays wurden schon 2012 als Prototypen von Sharp, Sony, NHK/Astrodesign, Panavision etc. dem Fachpublikum vorgestellt. Mittlerweile sind die 8K-Displays sogar in den Consumer-Markt eingezogen.

Nach wie vor arbeiten 8K-Displays von allen Herstellern mit KI und Upscaling- Technik. Mangels hochauflösender Originale wird so aus FHD- oder UHD-Inhalten ein 8K-Content mit erhöhtem Kontrastverhältnis errechnet.

Zwar startete NHK schon im Dezember 2018 auf dem „Super Hi Vision“-TV-Kanal BS8K erstmals Ausstrahlungen mit 8K-Inhalten und 22.2 Multi Channel Audio per Satellit und Glasfaser, und auch 2021 soll die Olympiade in Tokio in 8K produziert und live ausgestrahlt werden, jedoch lassen weitere Broadcastsender solche Aktivitäten noch vermissen.


Einen Überblick über das Thema 8K finden Sie in unserem Artikel „Ist 8K-Auflösung sinnvoll?“


So dürften auch in Zukunft nur einige technikbegeisterte und wohlhabende Sportliebhaber in wenigen Ländern in den hochauflösenden Genuss kommen. Deutschland ist da aufgrund der schleppenden Digitalisierung ohnehin erst einmal außen vor.

Dafür bieten bekannte Streaming-Dienste und Gaming-Hersteller schon 8K-Content an, was die Hoffnung der Industrie für steigenden 8K-Display-Umsatz beflügeln dürfte.

Dagegen haben sich UHD-Displays und -Fernseher sieben Jahre nach Markteinführung im Consumer-Bereich und ProAV-Bereich etabliert.

Resümee im Jahr 2020: Nach Besuchen und Recherchen auf den einschlägigen Messen ist auf den ersten Blick, technisch gesehen, seit vier Jahren bei den Display- und LED-Modul-Herstellern nicht viel passiert. Es lohnt sich aber, einen zweiten Blick auf die Displaytechnologien zu werfen, um die kleinen Innovationen mit großen Ergebnissen zu erkennen.

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Neue Technologien und Trend bei Displays

8K-Auflösung macht erst Sinn bei Größen ab 85″ oder bei kurzem Betrachtungsabstand mit z. B. Detailbetrachtung und Herauszoomen von hochauflösenden Inhalten. Viel wichtiger als 33 Millionen Pixel für ein perfektes Seherlebnis sind jedoch Kontrastverhältnis und Farbraum der wiedergegebenen Inhalte. Und genau hier setzen die Hersteller aller Technologien an!

Baums aus dünnen, biegsamen Displays
Royole-„Displaybaum“ mit hauchdünnen, biegsamen Displays auf der CES2020. (Bild: Achim Hannemann)

Das Bestreben ist es, schwarze Bild-Inhalte tiefschwarz und helle Inhalte punktuell durch Erhöhung der Hintergrundbeleuchtung bzw. differenziertere Ansteuerung bei OLED oder LED heller erscheinen zu lassen sowie, einfach gesagt, das Farbspektrum des Sonnenlichts oder das einer Xenon-Lampe ohne UV- und IR-Anteil zu imitieren.

Und dabei kommt neben Hardware-Innovationen jede Menge Software ins Spiel, wie aus den nachfolgend beschriebenen aktuellen Displaytechnologien ersichtlich wird.

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LCD: Dual Cell-, bzw. Dual Layer Technik

Wer dachte, LCD-Displays verschwinden nach und nach vom Markt, sah sich auf der CES2020 eines Besseren belehrt. So vermarktet das chinesische Multi-Technik-Unternehmen HiSense die sogenannte Dual-Cell-Technologie unter dem Namen ULED XD. Präsentiert wurde u. a. ein 75″ 8K-Fernseher mit 1 bis 2 Millionen Dimming-Zonen (was schon einige Anforderung an den Prozessor stellt) und 1.500 Nit Peakhelligkeit.

Damit erreicht das Gerät ein 150.000:1-Kontrastverhältnis sowie eine hundertprozentige Abdeckung des DCI-P3- Farbraums. Der taiwanesische LCD-Panel- Hersteller Innolux hält sogar in Zukunft ein Kontrastverhältnis von 1 Mio:1 möglich.

Dual-Cell-Technologie von HiSense
HiSense vermarktet die sogenannte Dual-Cell-Technologie unter dem Namen ULED XD. (Bild: HiSense)

Bei der Dual-Cell-Technologie bestehen die Displays frontseitig aus zwei LCD-Zellen, die wiederum jeweils aus zwei 0,5-mm-Glassubstraten bestehen. Die zweite monochrome LCD-Zelle ist verantwortlich, das Licht der Hinterleuchtung in Abhängigkeit zu idealerweise HDR-Inhalten zu sperren oder durchzulassen.

Für erweiterten Farbraum sorgt die QLED-Backlight-Technologie. Ein Prozessor teilt das Bild in Farb- und Graustufeninformationen auf und ist verantwortlich für Dimming, White Balance, Gamma Correction und Area Dimming Control. Das Resultat ist ein besserer Lichtfilter bei schwarzen Inhalten und Erhöhung der Helligkeit bei hellen Bildabschnitten.

Die Vorteile sind ähnliches Kontrastverhältnis und vergleichbare Farbraumtiefe wie bei OLED, jedoch mit den Vorzügen der LCD-Technik, wie z. B. die Möglichkeit, mit High-Brightness-Backlights bis zu 4.000 Nit Spitzenhelligkeit zu erreichen, einer höheren Lebensdauer, der Fertigung von 24/7-Displays und einer vergleichsweise kostengünstigen Produktion.

Im Broadcast-Bereich, beim Film-Mastering, kommt diese Technik bei den Monitoren Sony BVMHX310 oder Eizo CG3145 schon seit Längerem zum Einsatz. Auch professionelle Displayvarianten sollen bald verfügbar sein.

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LCD mit Mini-LED

Unter dem Namen Vidrian Mini LED setzt der chinesische Hersteller TCL auf Kombination mit QDOT und Direkt-Backlight-Beleuchtung und KI-Prozessortechnik. Mehr als 25.000 Mini-LEDs auf einem Glassubstrat sollen mithilfe von Local-Dimming-Zonen (aktuell bis ca. 5.000), abhängig vom Bildinhalten, mit 1.500 Nit zur Erhöhung des Kontrastverhältnisses (HDR10+) beitragen. Für erweiterten Farbraum sorgen wiederum die QLED-Backlights (100 % DCI-P3).

Vergleich von Mini-LED Backlight, Quantum Dots und LCD-Panel
Displaytechnologien im Vergleich: Mini-LED, Quantum Dots und LCD. (Bild: TCL)

Mit 4K- und 8K-Displays in Größen bis zu 98″ sagt man so der OLED-Technik den Kampf an. Den weltweit ersten Laptop mit Mini-LED-Hinterleuchtung hat MSI auf der CES 2020 vorgestellt. Der Bildschirm leistet HDR-1000 und kann Inhalte in 4K/UHD und mit bis zu 1.000 Nit wiedergeben.

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QLED-Dual-LED

Die Strategie von Samsung ist weiterhin neben Micro LED- auf die auf Quantum Dots basierende QLED-Technologie ausgerichtet. Quantum Dots sind Halbleiterpartikel in ca. 2 bis 10 Nanometer Größe, die zwischen LC-Panel und Hintergrundbeleuchtung aufgebracht sind. Bestrahlt mit pur blauen LEDs erzeugen sie je nach Größe Rot und Grün. Das Resultat ist ein überdurchschnittlich hohes Farbspektrum, HDR-Kontrast mit Peak-Helligkeiten bis zu 2.000 Nit.

Auch diese Technik wird weiter verbessert. Das unter dem Namen „The Frame2020“ vorgestellte Display mit Dual-LED-Backlight ist neben den blauen LEDs noch zusätzlich mit gelben LEDs ausgestattet. Diese erlauben es Samsung, die Quantum-Dot-Farbschicht mit zwei verschiedenen Farbtemperaturen (5.000K und 20.000K) zu bestrahlen, was die Farbgenauigkeit und den Kontrast erhöhen soll.

Samsung-TV mit dünnem Rahmen in einem Installationsbeispiel
QLED-TV von Samsung mit hauchdünnem Rahmen. (Bild: Samsung)

Natürlich beinhalten die Displays mit HLG (Hybrid Log Gamma) bzw. HDR10+ wieder jede Menge Intelligenz, wie den Quantum-Prozessor 8K mit AI-Upscaling. Er skaliert mithilfe von künstlicher Intelligenz (AI) sämtliche Inhalte aus allen Quellen auf 8K-Niveau hoch. Dabei greift er auf eine Datenbank mit einer Vielzahl von verschiedenen Upscaling-Algorithmen zu, die durch maschinelles Lernen entstanden sind.

Anhand dieser Daten berechnet die AI die bestmögliche Formel zum verlustfreien Umwandeln des jeweiligen Eingangssignals. Weiterhin gleicht der Prozessor die Bildhelligkeit mittels adaptivem Picture Mode automatisch an die Umgebungshelligkeit an. Hier können Spitzenhelligkeitswerte bis zu 4.000 Nit erreicht werden.

Zum ersten Mal konnte man auch einen Monitor (65″QLED), genannt Magic, ohne Rahmen auf der CES20 bewundern. Hier hat Samsung zumindest den Kampf gegen LGE um den dünnsten Displayrahmen gewonnen. Für den professionellen Bereich möchte ich allerdings nicht der installierende Techniker sein.

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OLED

LGE ist im Display-Bereich bei vielen ein Synonym für OLED-Technologie. Auf der CES20 waren natürlich wieder die 200 gebogenen OLED-Wände mit den spektakulären Naturfilmen eine der Messeattraktionen. Durch die selbstleuchtenden Pixel wird ein Kontrastverhältnis von 600.000:1 erzeugt.

In zwei neuen „OLED ZX Real 8k“ TV-Modellen mit Deep-Learning und KI-Upscaling und vielen Bildverbesserungen hat LGE den neuen „α9 Gen 3 AI Processor 8K“ eingesetzt, der u. a. „Generisches HDR10 Pro“ und HLG mit dem proprietären Algorithmus von LG rendert, wobei Bild für Bild das dynamische Tonemapping angewendet wird. Zudem werden die Inhalte analysiert.

Gebogene OLED-Displays
Stärker gebogen als bisher: die OLED-„Welle“ von LGE auf der CES 2020. (Bild: Achim Hannemann)

Die „AI Picture Pro“-Funktion des α9 Gen 3 Prozessors erkennt Gesichter und Text und optimiert beides, um natürliche Hauttöne und Gesichtszüge sowie besser lesbare Zeichen zu erzeugen. Weiterhin kommen die vierstufige Rauschreduzierung (Quad Step Noise Reduction) sowie der frequenzbasierte Sharpness Enhancer zum Einsatz.

Zusätzlich erkennt die „Auto Genre Selection“, welche Art von Inhalt gerade dargestellt wird, und wählt hierfür die jeweils passenden Bildeinstellungen. Dies verspricht beste Bildqualität für Film, Sport, Standard und Animation.

Jedoch sind mit der OLED-Technik zurzeit noch Grenzen in Bezug auf Displaygröße, Helligkeitssteigerung und Langlebigkeit gesetzt. Dafür ist LGE dem bereits 2018 gezeigten „Folien-TV“ mit dem Roll TV, der auch wie eine Leinwand aus der Decke gefahren werden kann, etwas nähergekommen.

Ghost OLED auf dem ISE-Stand der Lang AG
Im professionellen Bereich erlebt das Ghost OLED wieder eine Reinkarnation – hier auf dem ISE-Stand der Lang AG. (Bild: Achim Hannemann)

Im professionellen Bereich erlebt das Ghost OLED wieder eine Reinkarnation. Schon fast vom Markt verschwunden, entdecken doch viele Agenturen und Planer erneut die Kreativität, die in dem Produkt und in den damit verbunden Anwendungen steckt. Doch auch LGE ist an allen Technik-Fronten aktiv und investiert wieder verstärkt in die Entwicklung und Produktion von IPS-LCD-Panels.

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NanoCell

Als Pendant zu QLED/Dual-LED hat LGE die NanoCell-Technologie. Hierbei sind 1 nm große Nanopartikel auf ein LCD-Panel aufgebracht, die ungewollte Wellenlängen (Gelb/ Orange) absorbieren, um die Reinheit des RGB-Spektrums (besonders Rot) zu verbessern.

Diese Weiterentwicklung von Nano-IPS ermöglicht es, einen Farbraum darzustellen, der den sRGB-Farbraum zu 135 % und den immer beliebteren DCI-P3-Farbraum zu 98 % abdeckt. Adobe RGB wird zu 88 % abgedeckt. Auch die NanoCell Displays ist mit dem „α 9 Gen 3 KI“-Prozessor mit zusätzlichem „Full Array Local Dimming“ ausgestattet.

8K TV von LG
TV-Gerät in Nano-Technologie von LG Electronics auf der CES 2020. (Bild: Achim Hannemann)

Was mit dem Technik-Mix aus LCD, Nano- Cell und MiniLED an Bildqualität möglich ist, zeigte eindrucksvoll der 80″ NanoCell Prototyp mit lokal dimmenden MiniLED-Backlight- Zonen und 4.000 Nit Helligkeit. Auf der CES 2020 wurden gleich acht neue 8K-TVs von LGE vorgestellt, zwei OLED-Modelle und Modelle aus den Serien, Nano99, Nano97 und Nano95, die hingegen oben beschriebene NanoCell-Technologie beinhalten.

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LED

Auch bei den Micro-LEDs geht die Pixelschlacht von Jahr zu Jahr weiter. Micro-LEDs setzen 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.

LED-Modul mit 0,5 mm Pixel Pitch
LED-Modul mit 0,5 mm Pixel Pitch von Unilumin auf der ISE 2020. (Bild: Achim Hannemann)

Auf der ISE zeigte Leyard eine 8K-Micro-LED-Wand mit 0,6 mm Pixel Pitch (PP), Unilumin ein Panel mit 0,5 mm PP und Aoto sogar einen Prototyp mit 0,4 mm PP. Da das Verkleinern der LED-Abstände und damit Erhöhung der LED-Anzahl und der Auflösung jedoch mit erheblichen Produktions- und Stückkosten verbunden ist, versuchen sich die verschiedenen Hersteller ergänzend mit anderen Alleinstellungsmerkmalen abzuheben.

Ziel ist es hierbei, auch Schwarzwert und Farbtiefe bzw. Reinheit zu erhöhen sowie durch mechanische Veredelung Lösungen für spezielle Anwendungsgebiete anzubieten. Sehr eindrucksvoll wurden die unterschiedlichen Produktionsverfahren am Stand der Lang AG gezeigt.

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Derzeit sind folgende LED Produktionsverfahren aktuell:

Top LED (SMD oder DIP)

Hierbei wird über die LED eine Linse angebracht, mit der das austretende Licht gebündelt und gezielt nach vorne gerichtet wird. Dieses Verfahren wird u. a. in der Beleuchtungstechnik und bei Autoscheinwerfern eingesetzt. Das geht natürlich auf Kosten des seitlichen Betrachtungswinkels, macht aber Sinn bei einigen DOOH-Anwendungen.

Bei klassischen DIP-LED-Wänden bilden jeweils eine rote, grüne und blaue DIP-LEDs ein Pixel, das in Durchsteckmontage auf der Platine verbaut ist. Diese robusten Displays sind meistens sehr grob auflösend und ergeben eine hohe Lichtausbeute.

Aufgrund der sinkenden Nachfrage nach diesen LEDs und der reduzierten Produktion ist der Preis sogar angestiegen. Dennoch werden auch heute noch TOP-LED als SMD in verschiedenen Displays zur Sport-Bandenwerbung verbaut.

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SMD (Surface Mounted Device)

SMDs sind die bekannteste Form von LEDs. Diese kleinen LEDs in verschiedenen Baugrößen haben nicht nur in der Displaytechnologie Einzug gehalten, sondern finden sich nahezu überall bis hin zu Beleuchtungsanwendungen.

In einer SMD-LED sind meist eine rote, eine grüne und eine blaue LED in einer Bauform bzw. einem Gehäuse gesammelt. Sie werden nicht wie früher üblich in Durchsteckmontage auf der Platine verbaut, sondern mittels Kontaktfläche auf der Platine angelötet. Diese Art von Montagetechnik wird heutzutage für viele Bauteile verwendet.

Durch sogenannte Packing-Betriebe werden die reinen LEDs vorsortiert und zu einem „Batch“ mit einer überwiegend dominanten Wellenlänge vorsortiert. Diese werden dann von diesen Betrieben zu RGB-SMDs verbaut. Diese SMDs werden üblicherweise an den Hersteller des LED-Screens geschickt, der damit die LED-Displays bestückt.

SMD-LEDs verwenden Gold- oder Kupferdrähtchen, um die Schichten zum Leuchten anzuregen. Dieser Drähte, die aufwendig und hochpräzise platziert werden müssen, sind aber auch die Schwachstelle der LED. Es gibt keinen Schutz gegen mechanische Einflüsse, da die Lötpunkte auf der Platine meist sehr klein sind.

Zwar gibt oftmals der sogenannte Shader zwischen den SMDs eine zusätzliche Stabilisierung, dennoch können durch Kratzen oder andere mechanische Einflüsse Beschädigungen am Display ausgelöst werden.

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COB (Chip On Board)

Der Chip wird nicht in einem gemeinsamen Gehäuse gepackt, sondern direkt auf die Platine gelötet. Weiterhin wird er mit Kunstharz ausgegossen, um ihn gegen Beschädigungen zu schützen. Durch die gemeinsame Einhausung sehr vieler LED-Chips zu einem COB-Cluster kann der lichtemittierende Bereich einer COB-LED auf gleicher Fläche ein Vielfaches der Lichtquellen enthalten, als von Standard-SMDs eingenommen werden kann. Das führt zu einer erheblich höheren Lichtausbeute pro Quadratzentimeter.

Auch ist es damit möglich, die Packungsdichte der LEDs zu erhöhen und damit höhere Auflösungen zu erreichen. So können ca. 70 Chips pro Quadratzentimeter eingesetzt werden, wodurch die LED-Technologie flexibler wird. Der Produktions- und Testaufwand dieser Technologie ist sehr hoch, was sich auch preislich auswirkt. Nachdem die LEDs vergossen sind, besteht nämlich kaum noch eine Möglichkeit, sie im Falle eines Defekts auszutauschen.

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GOB (Glue On Board)

GOB ist eine Form der konventionellen SMD-LED-Technik-Bestückung, allerdings mit spezieller Oberflächenversiegelung. Das Verfahren ist vor allem für Outdoor-Anwendungen geeignet; die Module sind sehr robust, die SMDs sind versiegelt gegen Staub, Kratzer, Oxidation sowie Wasser und entsprechen üblicherweise den IP65-Anforderungen. Meistens wird ein Kunstharz für die Oberflächenversiegelung verwendet. Bei COB sitzt der „nackte Chip“ auf der Platine, bei GOB die altbekannte SMD.

Rocketsign präsentierte mit dieser Technik auf der ISE das nach eigenen Angaben erste „1,5 mm PP Outdoor“-Modul. Für die notwendige Outdoor-Helligkeit wurde dabei das CCT-Verfahren eingesetzt.

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AOB (Admixture On Board)

AOB ist eine Weiterentwicklung des GOB-Verfahrens und verwendet anstelle von Kunstharz eine Nano-Beschichtung aus polymerem Material. Dieses isoliert besser, und zudem sind die Module sehr robust gegen Erschütterungen, Kratzer (Härte z. B. HRC8) und Witterungseinflüsse geschützt. Die Module können sogar IPX7-Klassifizierung (geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen) aufweisen und eignen sich damit für Anwendungen im harten Außeneinsatz wie in Salzwasser- oder Sand-Umgebung.

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Common-Cathode Technologie (CCT)

Die branchenübliche Ansteuerung von LEDs erfolgt durch das Nutzen einer gemeinsamen Anode. Der amerikanische Hersteller Silicon-Core verfügt hingegen über ein Patent für das Verwenden einer gemeinsamen Kathode und der damit verbundenen Ansteuerung. Die kürzeren Schaltungszeiten sowie das Wegfallen von Widerständen bei präziserer, spannungsgenauer Ansteuerung ermöglichen dabei Hitzereduzierung.

Dadurch kann eine höhere Lichtausbeute sowie ein kühleres Display und zudem ein höhere Pixeldichte und damit bessere Auflösung erzielt werden. Silicon Core hat 2019 ein Lizenzmodell für die Nutzung dieser Technologie präsentiert. So ist es nun mehreren Displayherstellern möglich, diese Technologie für die effizientere Displaysteuerung zu nutzen.

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Flip-Chip

Die Flip-Chip-Technologie ist schon seit Längerem aus der Beleuchtungs- und der Smartphone-Technik bekannt. Die Grundidee ist, dass man Bauteile um 90 oder 180 Grad auf der Platine dreht. Damit einhergehend können sich Platzersparnisse oder Kombinationsvorteile von verbauten Teilen ergeben, die den eigentlichen Prozess vereinfachen und verbessern.

Struktur SMD-LED-Chip
Herkömmliche SMD-LED-Chip-Struktur. (Bild: Expromo)

Bei Flip-Chip LEDs hat man diese Grundidee nun auf LEDs adaptiert. Durch die Drehung der gesamten LED-Struktur um 180 Grad und Verwendung eines neuen, transparenten Substrats schlägt man in dieser Anwendung zwei Fliegen mit einer Klappe. Zum einen lässt sich die Hitze besser abtransportieren, zum anderen entfallen die bisher dato erforderlichen Gold- oder Kupferdrähtchen.

Die Kontaktfläche zum Anregen der LEDs liegt direkt auf der Platine. So ergibt sich eine wesentlich stabilere LED. Weniger Ausfälle und damit weniger „tote Pixel“ sind garantiert.

Wird diese Technik mit der Common Cathode Technologie kombiniert, lassen sich sowohl der Stromverbrauch senken als auch gleichzeitig die Helligkeit steigern. Es ist mit der Kombination dieser beiden Techniken absehbar, dass sehr hochauflösende Outdoor-Bildschirme produziert werden können.

Struktur Flip-Chip-LED
Struktur einer Flip-Chip-LED. (Bild: Expromo)

So zeigte zum Beispiel der dänische LED-Spezialist Expromo auf der ISE, wie die Kombination der „Flip Chip“- und der „Common on Kathode“-Technik auch auf ihre Vollfarb-SMD-Display-Module angewendet wird. Die High Power LEDs können so dichter gepackt werden und bringen zudem noch bei gleicher Stromstärke eine wesentlich höhere Lichtausbeute, ohne die Lebensdauer zu verkürzen. Sie versprechen einen besseren Wirkungsgrad und damit geringeren Stromverbrauch.

Weitere Alleinstellungsmerkmale und Vorteile sind eine bessere Wärmeableitung, eine höhere ESD-Stabilität und die mechanische Robustheit. Auf der ISE war ein 1,5 mm PP-LED-Modul mit 4.000 Nit Helligkeit zu sehen.

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IMD (Integrated Mounted Devices)

IMD sind eine Art Cluster-Struktur bzw. ein Zusammenschluss von vielen SMDs in einer größeren mechanischen Bauform. Denn insbesondere bei Verkleinerung der Pixel Pitches lassen sich SMDs in ihrer jetzigen Bauform kaum noch verarbeiten. Je kleiner sie werden, desto schwieriger wird es, sie unter anderem orthogonal zu exakten Matrizen anzuordnen.

Deshalb clustert man z. B. 2×2 SMDs zu einer „4in1“ Mini-LED. Dadurch lassen sich vier LEDs in einer Bauform auf der Platine platzieren. Dies ermöglicht besseres Handling und mechanische Stabilität. Es sind aber auch andere Kombinationen, z. B. 2×1 oder 6×3, als IMD/Mini-LED bekannt.

Messestand von Absen
Absen stellte auf der ISE 2020 die neue Aries-Serie (AX) in IMD-Technik vor. (Bild: Achim Hannemann)

Durch die Kombination mit CCT ist auch hier eine höhere Langlebigkeit mit Energieersparnis bis zu 20 % möglich. Als Anwendung dieser Technik stellte zum Beispiel Absen auf der ISE die neue Aries Serie (AX) mit 1,2 mm PP bis 1,9mm PP und HDR-10-Unterstützung für den Rental-Markt oder als Acclaim-Serie für die Festinstallation vor.

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Resümee LED-Technologie

Die meisten Hersteller haben Module mit Austauschbarkeit der Platinen und Servicemöglichkeit von vorne sowie unterschiedliche Modulabmessungen im Portfolio. Den Anwendungsmöglichkeiten, auch abseits des 16:10-Formates, sind somit fast keine Grenzen gesetzt. Die Pixeldichte wird in Zukunft FHD und UHD bei einem 55″-Modul erreichen.

Unter den Top Ten der bekannten LED-Hersteller gibt es keine guten oder schlechten LED-Displays. Umso wichtiger ist es, sich vor einer Kaufentscheidung fachlichen Rat für das individuelle Projekt und seine Anforderungen einzuholen. Vor allem preislich ergeben sich bei den Technologien aktuell große Unterschiede.

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Zukunft

Displays werden mehr und mehr eine tragende Rolle in unserem Leben übernehmen, sei es in den eigenen vier Wänden, auf der Straße, in der Mobilität oder in der Geschäftswelt. Verbesserte Produktionsverfahren treiben die Miniaturisierung von LEDs mit höherer Packungsdichte voran, ob als Hintergrund-Beleuchtung oder Direkt-Strahler.

Vielleicht spielt auch zukünftig das Wundermaterial Graphen eine Rolle. Graphen ist eine spezielle Form von Kohlenstoff, die aus extrem dünnen Schichten besteht und außergewöhnliche Materialeigenschaften besitzt. Einfach gesagt: Bleistift auf Tesafilm, wobei sich Funktionen direkt in das Material einbauen lassen. Hiermit wird die Herstellung von biegsamen, super dünnen Bildschirmen und superschnellen Chips etc. möglich.

Demo-Wand mit verschiedenen aktuellen LED-Technologien auf dem ISE-Stand der Lang AG
Demo-Wand mit verschiedenen aktuellen LED-Technologien auf dem ISE-Stand der Lang AG (Bild: Achim Hannemann)

Aber auch andere neue Technologien stehen in den Startlöchern: So ist es erst kürzlich einem Forscherteam gelungen, mittels 3D-Druck sogenannte Perowskit-LEDs in Form zu bringen, so wie es für Displays notwendig ist.

Perowskit ist ein Calcium-Titan-Oxid, das auch sich auch bei der Herstellung von Solarzellen einsetzen lässt. Das Mineral kann jedoch auch leuchten, je nach chemischer Zusammensetzung in verschiedenen Farben. Damit wäre der Produktionsprozess nicht so aufwendig und somit günstiger.

In DOOH-Anwendungen wären gerade bei den großen Displayflächen mehr Innovationen mit Einbindungen anderer Technologien zur Minimierung des Stromverbrauchs wünschenswert, etwa Energieerzeugung aus der Umwelt oder aus der Sonne, beispielhaft mit thermischen Resonatoren oder mit Solar- oder durchsichtigen Solarzellen. Hiermit ließen sich einige KWH einsparen.

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Software is the Key

Die Frage der Display-Zukunft wird aber nicht mehr sein, wie Form, Material, Auflösung, Helligkeit und Kontrastumfang, Farbraum und Blickwinkel eines Displays beschaffen sind, sondern wie intelligent die Displays sind!

In neuen Anwendungen werden sie uns begleiten. Eine Anmutung davon erhielt man auf der CES 20: So wird es im Automobil „3D Mixed Reality“-Head-up-Displays geben (Foto Continental) oder als intelligente Anzeige „Display on Demand-transparent“.

Transparentes Display in Audi-Konzeptstudie
Audi auf der CES Las Vegas 2020 mit Display on Demand „transparent“. (Bild: AUDI AG)

Vor der Windschutzscheibe befindet sich ein transparentes (15 × 122 cm) Samsung-OLED-Display mit zwei Ebenen und einen Black Layer für besonders tiefes Schwarz. Abschnitte des Displays, die nicht für die Anzeige von Informationen benötigt werden, bleiben durchsichtig. Sie vermitteln den Eindruck einer Glasscheibe und gewähren somit freien Blick auf die Straße.

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Digital Signage und UCC

Bereits jetzt verfügen viele Boards über sprachgesteuerter automatische Benutzeraktion, 3D-Objekterkennung und Präsenzmelder zur Erkennung der Personenzahl im Raum. Koppelt man dieses an ein Raumbuchungssystem, kann so auch die Gebäudetechnik zielgerichtet gesteuert werden.

Darüber hinaus könnte KI im Meeting/ Konferenzraum eine bedeutendere Rolle spielen: So erhält der Vortragende automatisch beim Betreten den Upload der gewünschten Präsentation sowie weiterführende Infos zum anvisierten Thema eines Meetings aufs Collaboration-Board. Für die Präsentation können automatisch verschiedene Sprachen und Musik hinterlegt werden.

Die KI-Software erkennt bereits im Vorfeld aus dem Email-Verkehr und aus Skype- oder Telefonkommunikationen das Thema und bereitet alle Infos dafür auf. Das Meeting wird über die installierte UCC-Anlage aufgezeichnet, ausgewertet, protokolliert und automatisch mit aus dem Netz dazu recherchierten Infos ergänzt. Hoffen wir, dass noch lange Zeit Menschen Entscheidungen treffen!

Im Digital-Signage-Bereich ist die Erkennung der individuellen Person mit automatischer Darstellung von Inhalten der persönlichen Interessen oder Bedürfnisse inklusive Headmap und Kundenverhaltensanalysen natürlich für alle Marketing-Agenturen sehr interessant.

Bleibt abzuwarten, wie das alles mit den europäischen Datenschutzrichtlinien zu vereinbaren ist. Technisch gesehen ist vieles schon möglich; in Asien entstehen bereits komplette Smart-Cities, und meine Digital Signage Futures sind bereits Realität.

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Produkt: Professional System 05/2020
Professional System 05/2020
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Kommentar zu diesem Artikel

  1. Hmmm, ich fänds ja mal schön, wenn man die ganzen infos der verschiedenen displayarten in eine leicht verständliche tabelle eintragen würde. Vorallem eine sache wäre da interesant: lebenszeit der einzelnen panels.
    Ebenso könnte man eine reheie der tabelle dafür verenden welche firmen welche panelarten anbieten.
    Das würde das ganze etwas übersichtlicher machen und man könnte direkt die info(s) abrufen die man sucht.
    Nur so als idee. 🙂

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