L'âge d'or de la mini LED, de la micro LED et du point quantique est-il venu?

- Jan 21, 2021-

Les produits de la famille LED utilisés dans les écrans, la RA / VR, les automobiles et les téléviseurs sont en constante innovation. Tous ces produits innovants peuvent-ils être disponibles dans le commerce?


De nombreuses technologies LED ont fait des percées majeures, et chaque segment de marché a ses propres avantages, inconvénients et maturité. Les mini LED, micro LED et points quantiques ont tous un impact important sur la technologie LED existante, mais, jusqu'à présent, une observation attentive de chaque segment de marché montre que la plupart d'entre eux n'ont pas encore atteint le stade d'une utilisation commerciale rentable à grande échelle.


Mini LED


En tant que source de lumière pour le rétroéclairage, la mini LED signifie un plus grand nombre de LED, mais plus petites que les LED actuellement utilisées, permettant des écrans plus minces et améliorant le contraste local, similaire aux OLED. Dans les applications automobiles, il répond aux exigences de l'industrie&en matière de contraste et de luminosité élevés, d'ajustement de surface et de durabilité. Les mini LED sont faciles à fabriquer dans les usines existantes, et la précision de la production de masse et du collage des puces peut être facilement obtenue.


Mais la mini LED fait toujours face à certains défis. Pour les applications pour téléphones intelligents, les mini LED sont confrontées à un adversaire de taille de l'OLED, qui est déclassée pour être utilisée uniquement dans les segments de marché haut de gamme en raison de leurs performances en termes de coûts. Les mini LED de type direct peuvent réaliser une gradation locale; ils peuvent être utilisés pour des écrans incurvés, et le coût de la télévision qui en résulte devrait être d'environ 20% à 30% inférieur à celui de la version OLED. Cependant, à mesure que le nombre de LED utilisées augmente, des problèmes de dissipation thermique se posent également. De plus, des zones de gradation plus locales nécessitent un plus grand nombre de LED, augmentant ainsi le nombre de circuits intégrés. Par conséquent, cela augmente le coût pour améliorer les performances, ce qui est un défi majeur pour les mini LED.




Comparaison des écrans Mini LED BLU / auto-lumineux et micro LED


Micro LED


En revanche, la micro LED est plus révolutionnaire que la mini LED en termes de performances, de technologie et de structure de base. La micro LED est comparable à la technologie OLED existante en termes de temps de réponse et d'angle de vue, mais est meilleure que l'OLED en termes de luminosité, de durabilité et de consommation d'énergie.


GG quot; Du point de vue des concepteurs d'affichage ou des équipementiers, cette technologie n'a pas encore pris forme," a déclaré Eric Virey, analyste principal des technologies et du marché chez Yole Développement." Même si les problèmes restants sont résolus, une chaîne d'approvisionnement doit être établie. Par conséquent, bien que nous puissions voir des produits micro LED impressionnants dans les prochaines années, le nombre doit être limité. Réalisation à grande échelle La commercialisation commerciale prendra au moins deux à trois ans. D'ici là, des technologies concurrentes telles que l'OLED ou les points quantiques électroluminescents se développeront également. La performance est un aspect, mais la compatibilité des coûts est plus importante."


Avec l'avancement de la technologie, la micro LED est un moyen fiable de réduire les coûts et peut rivaliser sur le marché haut de gamme pour diverses applications, telles que la télévision, la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR) et les appareils portables. Dans le domaine des téléphones intelligents, le coût des OLED conduit la micro LED à atteindre sa limite technologique en termes de taille de puce.


Plessey Semiconductors est un fournisseur qui a réalisé des progrès significatifs. Comparé à l'OLED traditionnel, l'écran micro LED pour écouteurs produit par la société atteint 10 fois la résolution, 100 fois le rapport de contraste et 1000 fois la luminosité, tandis que la consommation d'énergie n'est que de la moitié de l'OLED. En 2019, Plessey a également présenté ses premières lunettes AR / VR équipées de micro LED au CES. Vuzix a prévu d'abandonner l'utilisation de l'OLED dans ses lunettes intelligentes de nouvelle génération et d'adopter à la place la technologie micro LED de Plessey GG.


Points quantiques


Il existe trois technologies de points quantiques à différents stades de développement:


Les points quantiques de conversion de couleur sont une sorte de&«plug and play GG». technologie que Samsung utilise dans son" QLED" Produits TV, et Vizio a également des applications dans son&«P-Quantum GG»; série de produits. Cette technologie ajoute une couche de film à points quantiques au rétroéclairage de l'écran LCD. Les points quantiques peuvent convertir la source de lumière bleue de la LED en lumière bleue, verte et rouge plus pure, améliorant ainsi la gamme de couleurs, l'efficacité énergétique de l'affichage et / ou la luminosité.

Les points quantiques électroluminescents ou EL-QD sont plus de percées. Il n'y a pas de processus de conversion des couleurs des LED aux points quantiques.


QD-OLED combine la conversion des couleurs OLED et QD, en utilisant des pixels OLED bleus pour exciter des points quantiques à motifs situés au-dessus de l'OLED pour convertir les pixels rouges et verts. Par rapport à la technologie OLED utilisant des filtres de couleur, elle permet d'obtenir une meilleure luminosité et une meilleure efficacité à moindre coût.


Samsung Display (Samsung Display) a récemment confirmé qu'il développait des panneaux QD-OLED à grande échelle pour les téléviseurs, qui sont une combinaison de points quantiques et de technologie OLED. Il utilise un rétroéclairage OLED bleu derrière la couche de film à points quantiques, ce qui peut fournir une luminosité plus élevée, une gamme de couleurs plus large et réduire les coûts de production. Cependant, Samsung a récemment annoncé la création d'un comité d'examen des investissements en avril 2019, qui sera chargé de prendre des décisions sur les projets de Samsung de produire des panneaux de télévision QD-OLED. Si le plan est approuvé, la production de masse devrait commencer à la fin de 2020 ou au début de 2021. La question est, Samsung prévoit de commencer la production d'essai en 2019, est-ce donc un plan d'exploitation normal ou un plan quelque peu retardé?


En outre, dans le domaine des micro LED, Plessey a coopéré avec Nanoco Technologies pour appliquer la technologie de nanoparticules semi-conductrices à point quantique sans cadmium (CFQD) de Nanoco&afin de réduire la taille des pixels des écrans micro LED monolithiques. Plessey a intégré des points quantiques Nanoco CFQD dans des zones sélectionnées de la plaquette LED bleue pour ajouter de la lumière rouge et verte. Cela réduit la plus petite taille de pixel aujourd'hui d'un incroyable 87%. Ce processus peut fournir des écrans micro LED plus petits et de plus haute résolution pour les appareils AR / VR, les montres et les appareils mobiles, tout en améliorant le rendu des couleurs et l'efficacité énergétique.


Est-il possible de faire les choses séparément?


Selon les différences entre les différentes technologies LED et la mesure dans laquelle ces technologies doivent être transformées à partir des matériaux, des processus et des chaînes d'approvisionnement existants, seule la coopération est le moyen le plus efficace pour accélérer le développement et réduire les coûts." Les partenariats sont essentiels à l'innovation et au développement de produits, en particulier pour surmonter les principaux goulots d'étranglement technologiques," a déclaré Roger Chu, associé de recherche." S'il n'y a pas de partenariat, ces technologies de pointe pourraient ne pas se développer avec succès."


Roger a également déclaré: «Actuellement, on pense généralement qu'une fois que les puces micro LED et la technologie de transfert de masse sont prêtes, les fabricants peuvent produire avec succès des écrans micro LED. En fait, la technologie des micro LED n'est pas encore mature et, dans différents processus de fabrication, fait encore face à de nombreux goulots d'étranglement. Par conséquent, les fabricants dans des domaines connexes doivent travailler ensemble et investir davantage dans le développement technologique."


Virey de Yole&a également exprimé le même avis dans les domaines OLED et EL-QD. Les matériaux&'OLED ou EL-QD sont dispersés dans l'encre et imprimés sur le fond de panier des transistors. Nous constatons que de nombreuses entreprises indépendantes de matériaux à points quantiques développent leurs propres matériaux, et que de nombreux grands fabricants d'écrans, tels que Samsung, TCL ou BOE, travaillent non seulement dur sur son propre développement, mais coopèrent également avec des sociétés de matériaux indépendantes. La collaboration est essentielle. Chaque matériau doit être fabriqué avec précision afin de bien fonctionner avec tous les autres composants."


Virey a en outre souligné que le processus de fabrication et l'architecture de base des micro LED sont complètement différents. Les deux industries de la LED et de l'affichage sont combinées, et il y a peu de points communs. Les processus et outils n'existent pas encore. La mise en place d'une chaîne d'approvisionnement complète nécessite un travail collaboratif entre les fabricants de LED, les fabricants d'outils, les fabricants d'écrans et diverses start-ups de micro LED. Ces start-ups sont souvent des pionnières dans le développement de certaines technologies clés.


Un exemple récent de coopération est l'annonce récente par le groupe EV et Plessey d'introduire la technologie micro LED monolithique haute performance GaN-sur-silicium (GaN-sur-Si) sur le marché de masse pour les applications AR.


L'innovation apporte des surprises


Selon Virey, il a vu au moins deux surprises dans l'industrie jusqu'à présent." Au cours des deux à trois dernières années, la micro LED est passée d'une idée folle de&qui ne fonctionnera jamais' en un candidat de technologie d'affichage fiable. Pensez-y: pour produire un téléviseur micro LED 8K, près d'un assemblage est nécessaire. Une micro LED de la taille d'un milliard de bactéries a une précision de 1 μm. Il ne peut y avoir d'erreur, et il doit être terminé en quelques minutes pour être à la hauteur de son coût."


Virey a ajouté: «GG quot; Lorsque l'industrie a discuté pour la première fois de cette idée, la meilleure technologie d'assemblage sur le marché peut prendre des mois ou des années pour assembler un téléviseur. Désormais, diverses sociétés ont développé de nombreuses transmissions massivement parallèles. Et la méthode d'assemblage, qui rend la micro LED de plus en plus proche de la réalité. Bien sûr, il y a encore de nombreux défis à relever à l'avenir, mais ce n'est plus une idée folle."


Il a également parlé de la technologie QD-OLED de Samsung GG." Franchement, je ne pense pas que quiconque l'ait pris au sérieux il y a 18 mois, mais d'ici là, Samsung aurait peut-être déjà créé sa première fabrique. La faisabilité d'une telle vitesse vient du fait que Samsung a déjà investi beaucoup de temps. Et l'argent est utilisé pour activer les deux technologies majeures requises pour QD-OLED: OLED et les points quantiques. Lorsque Samsung s'est rendu compte qu'ils pouvaient être combinés dans la troisième technologie, il avait déjà fait de grands progrès dans ces deux technologies. ."


Les défis sont encore nombreux, mais le marché des LED se développe rapidement. De nombreuses entreprises, dont Apple, Plessey, Samsung, AU Optronics, etc., progressent constamment. De nombreux prototypes et nouvelles fonctionnalités seront publiés à court terme, mais du point de vue des concepteurs d'affichage ou des OEM, une certaine patience est encore nécessaire


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