Les LCD et OLED seront-ils remplacés par des Micro LED ?
Du point de vue de la maturité technologique, la micro LED est encore à une certaine distance de la véritable production de masse à grande échelle, et son coût de production de masse est encore élevé. En fait, OLED a également connu cette période dans les premières années. Bien que le coût du grand écran OLED soit encore beaucoup plus élevé que celui de l'écran LCD, il a atteint la plage pouvant être acceptée par les utilisateurs domestiques ordinaires. Sur la base de l'expérience passée, à mesure que la technologie micro LED mûrit, les OLED et LCD (les mini LED appartiennent à la catégorie LCD) seront-ils remplacés ? La réponse n'est peut-être pas simple.
L'industrie définit différentes technologies LED en fonction de la taille de la puce LED. Par exemple, lorsque la taille de la puce LED est inférieure à 150 μm, on parle de mini LED ; lorsque la taille de la puce LED est inférieure à 50 μm, on parle de micro LED. Au fur et à mesure que la taille des puces LED de rétroéclairage devient de plus en plus petite, la structure du panneau d'affichage change également en conséquence.
Lorsque la taille de la puce LED est aussi petite que le niveau de pixel, chaque pixel correspond à une micro puce LED. Étant donné que la micro LED peut émettre de la lumière par elle-même, elle peut contrôler la luminosité, la luminosité et la couleur. Par rapport à l'écran LCD traditionnel, la micro LED peut économiser la couche de cristaux liquides et la structure du filtre.
La structure de l'écran des micro-LED est proche de celle des OLED, et les deux présentent les caractéristiques d'auto--pixel d'éclairage, de structure simple et d'efficacité lumineuse élevée. Cependant, la durée de vie matérielle de la micro LED est bien supérieure à celle de la diode électroluminescente organique - OLED, et sa stabilité est également plus forte.
Du point de vue de la maturité technologique, la micro LED est encore à une certaine distance de la véritable production de masse à grande échelle, et son coût de production de masse est encore élevé. En fait, OLED a également connu cette période dans les premières années. Bien que le coût du grand écran OLED soit encore beaucoup plus élevé que celui de l'écran LCD, il a atteint la plage pouvant être acceptée par les utilisateurs domestiques ordinaires.
Sur la base de l'expérience passée, à mesure que la technologie micro LED mûrit, les OLED et LCD (les mini LED appartiennent à la catégorie LCD) seront-ils remplacés ? La réponse n'est peut-être pas simple.
La micro-LED est encore un peu loin de la fabrication-de grands écrans
Tout d'abord, il doit être clair qu'il est difficile d'appliquer des micro-LED à de grands panneaux au stade précoce du développement. Tout comme OLED, le processus de fabrication du grand panneau micro LED est fortement limité par le rendement et le coût.
Les puces LED deviennent plus petites et la valeur qu'elles apportent est supérieure à ce que tout le monde attendait. Si vous regardez le processus de fabrication de la micro LED, elle se développe à partir de la plaquette et doit finalement être transférée sur le fond de l'écran. Si la résolution d'un écran est de 1920 x 1080, le nombre de pixels à l'écran dépasse 2 millions, et chaque pixel est composé de trois sous-pixels de rouge, de vert et de bleu. S'il s'agit d'un écran micro LED, cela signifie qu'il y a 6 millions de puces micro LED sur cet écran.
Avec les processus de fabrication de semi-conducteurs contemporains, il n'est pas difficile de faire croître 6 millions de puces micro LED sur la tranche, mais la difficulté est de transférer ces 6 millions de puces micro LED sur le fond de panier. L'industrie appelle ce processus de transfert un transfert de masse. Même les écrans mini LED haut de gamme-sur le marché, tels que l'iPad Pro 12,9" 2021, n'ont que 10 000 mini LED dans la couche de rétroéclairage. Par conséquent, le transfert de masse est une difficulté majeure pour fabrication de micro LED.
Différentes solutions existent sur le marché pour le problème de transfert de masse. Parmi eux, les deux catégories les plus courantes sont : le -transfert de pièces entières et le prélèvement par lots-et-placer (prélever-et-placer). Le transfert de pièces entières convient aux écrans de petite taille-, car le panneau de l'écran est suffisamment petit pour que la pièce entière puisse être transférée ; la technologie de prélèvement et de placement par lots est plus difficile et les grands écrans ne peuvent utiliser cette solution que pour réaliser un transfert de masse.
Le transfert de masse n'est pas la seule difficulté technique dans la fabrication de panneaux micro LED, mais c'est un tournant qui limite la fabrication de micro LED avec de grands et petits écrans - bien sûr, la taille d'un grand écran dépend principalement sur coût. Samsung et Sony ont pour la première fois démontré que les téléviseurs à grand écran-à micro-LED coûtaient plus d'un million de dollars.
Lors des salons de la technologie d'affichage de ces dernières années, les produits micro LED présentés par les fabricants sont devenus plus pragmatiques. Lors de la SID Display Week de cette année, les produits micro LED présentés par Tianma Microelectronics, AUO et Chitron Technology sont tous destinés aux applications à petit écran-telles que les tableaux de bord automobiles et le papier électronique. Bien sûr, même si l'affichage est une application à grand écran-, les avantages des paramètres actuels n'ont pas écrasé OLED/LCD.
Opportunités à ce stade : AR/VR, écran transparent, paravent
Des avantages structurels significatifs déterminent les caractéristiques des micro-LED avec une densité de pixels élevée, une luminosité élevée, un contraste élevé et une réponse rapide. Une densité de pixels élevée, une luminosité élevée et un contraste élevé peuvent être perçus de manière significative à partir de la structure. Lors de précédentes démonstrations de prototypes de produits, les fabricants ont présenté des écrans avec des densités de pixels de dizaines de milliers de ppi (pixels par pouce).
Étant donné que la puce micro LED est aussi petite que le pixel, elle peut afficher le vrai noir avec un seul pixel qui n'émet pas de lumière. Dans le même temps, les ultra-petites LED des écrans micro LED sont plus efficaces pour convertir l'électricité en photons, et les micro LED sont plus lumineuses que les OLED et les LCD ; basées sur une mobilité électronique plus élevée, les micro LED peuvent commuter à des niveaux de nanoseconde.
En raison des limites du processus de fabrication, les micro LED ne conviennent qu'aux petits écrans au stade initial, par exemple, elles sont particulièrement adaptées aux applications AR/VR (réalité augmentée/réalité virtuelle), y compris les lunettes de divertissement.
Les exigences de l'AR/VR en matière de luminosité, de contraste, de densité de pixels et de réponse sont bien plus élevées que celles des produits électroniques grand public pour téléphones mobiles. Il est techniquement difficile pour les LCD et les OLED de répondre aux besoins de telles applications. De nombreux consommateurs ont signalé que les applications AR/VR actuelles sont sujettes aux étourdissements et au manque d'immersion. En fait, cela est largement limité par la technologie elle-même des LCD et OLED. L'application de la micro LED dans le domaine de l'AR/VR a considérablement surmonté ce problème. La clé du développement futur de l'AR/VR dépend peut-être de la percée de la technologie micro LED.
De plus, la miniaturisation de la puce micro LED est propice à la flexibilité et à la transparence du panneau. Chitron Technology a démontré un écran flexible et transparent. « Flexible », « transparent » et « pliable » sont les points chauds de la technologie d'affichage sur écran au cours des deux dernières années et, dans une certaine mesure, sont les clés pour réaliser des percées dans l'industrie.
Les analystes de "International Electronics Business" ont appris des fabricants de puces LED en amont de la chaîne d'approvisionnement des panneaux que l'application précoce de la micro LED se concentrera sur les appareils portables, les produits AR, VR et les petits écrans de voiture, ce qui est une chose logique d'un point de vue technique. voir.
Il convient de mentionner que bien que la micro LED présente de nombreux avantages techniques par rapport aux LCD/OLED, certains de ces avantages sont encore au stade théorique. Un plus représentatif est EQE (efficacité quantique externe) - il peut être compris comme efficacité lumineuse. Par rapport à l'écran LCD, la structure de l'écran de l'affichage micro LED supprime les cristaux liquides, le filtre de couleur et le polariseur. Comparé à OLED, il ne nécessite pas de technologie d'emballage complexe. En théorie, l'efficacité lumineuse de l'affichage micro LED est beaucoup plus élevée que les deux derniers.
Cependant, la taille extrêmement petite des micro-LED rend la puce très affectée par les effets de flanc - un problème d'ingénierie qui se produit pendant le processus de fabrication, de sorte que l'EQE réel des micro-LED est extrêmement faible, et peut même être inférieur à l'écran LCD et OLED. L'existence d'effets de paroi latérale rend également plus difficile pour les micro-LED de produire des applications idéales sur grand écran-. Par conséquent, les solutions micro LED existantes sur le marché sont loin de refléter les avantages techniques de la micro LED elle-même.
Complémentaire aux applications entre LCD/OLED
Les différents défis techniques de la micro LED sont des problèmes difficiles que de nombreux acteurs du marché tentent de résoudre. Les caractéristiques techniques des micro-LED déterminent également les changements dans la structure de la chaîne de l'industrie de l'affichage à l'avenir. La miniaturisation des micro-LED oriente davantage la fabrication de panneaux vers la technologie des semi-conducteurs.
À titre d'exemple simple, en raison de la miniaturisation des micro-LED, la partie fond de panier de l'écran d'affichage a commencé à passer du silicium amorphe ou du polysilicium TFT (transistor à couche mince) à basse température à la technologie CMOS. Plus précisément, le fond de panier est une couche de circuit utilisée pour contrôler l'éclairage, l'extinction et les niveaux de gris de chaque pixel. Comparé au silicium amorphe et au polysilicium à basse température, le silicium monocristallin a une qualité cristalline et des propriétés électriques supérieures, et le CMOS commence à devenir une option. Par conséquent, le processus général de fabrication de circuits intégrés peut être utilisé pour fabriquer le fond de panier, qui est l'une des manifestations remarquables de la poursuite de l'intégration de l'industrie des écrans et de l'industrie des semi-conducteurs.
Le CMOS est limité aux écrans de petite taille. CMOS est également confronté à des problèmes de coût lors de la production d'écrans-de grande taille. Par conséquent, les TFT en silicium amorphe et en polysilicium basse température sont toujours des technologies nécessaires pour la fabrication de micro LED à grand écran.
Les premières observations de Hendy Consulting sur les micro-LED suggèrent qu'il pourrait y avoir un changement de valeur dans la chaîne d'approvisionnement des micro-LED. Ceci est déterminé par ses caractéristiques techniques. Au fur et à mesure que les micro-LED se rapprochent de la fabrication de circuits intégrés, cela remet en question le statut des fabricants de panneaux traditionnels.
On s'attend à ce qu'il y ait quatre possibilités dans la future chaîne de l'industrie : la première est que les acteurs traditionnels de l'industrie de l'affichage (tels que Samsung, LG, BOE) sont toujours au centre, mais la valeur sera diluée ; la seconde est que les fabricants ayant des capacités d'intégration verticale, Par exemple, LuxVue racheté par Apple et Glo AB investi par Google occuperont une position dominante dans le monde des micro LED ; le troisième est la composition de la nouvelle structure de l'industrie, et la valeur de l'industrie peut être transférée aux fabricants de puces LED, aux fabricants de semi-conducteurs et aux principaux détenteurs de propriété intellectuelle. Transfert d'entreprise (ou coopération -multipartite) ; la quatrième est que la micro LED ne deviendra peut-être pas le courant dominant du marché.
À en juger par les tendances du marché en Chine continentale, à Taïwan et en Corée du Sud au cours des deux dernières années, les investissements dans les micro-LED augmentent à grande échelle, et les entreprises en amont et en aval de la chaîne industrielle coopèrent également activement. Avant 2018, les acteurs du marché de la micro LED étaient indépendants, et différentes sociétés avaient des directions techniques différentes, et ces directions techniques étaient très différentes.
Considérant que la technologie de fabrication des micro-LED peut devoir être orientée application-pour personnaliser le processus de fabrication systématique-, cela est très différent du LCD/OLED. La situation de gestion indépendante n'est pas propice au développement du marché de la micro LED, et il existe différentes orientations techniques et aucune norme commune pour un certain type de technologie, qui n'est que la performance de l'industrie au stade précoce de développement. À partir de 2020, il y a eu beaucoup de coopération dans l'industrie, ce qui est un signe que la micro LED mûrit.
Les variables du marché sont très grandes. Les analystes de "International Electronic Business" estiment que l'orientation du développement de l'industrie analysée par Hendy Consulting est peut-être trop simpliste. À notre avis, non seulement les changements dans les tendances d'investissement et de coopération sur le marché au cours des 1-2 dernières années, mais aussi la possibilité d'un développement à long terme des micro-LED à l'avenir.
Tout comme OLED n'a pas complètement remplacé le LCD dans le passé, en tant que technologie avec un potentiel de développement dans les petits écrans et AR/VR à un stade précoce, la micro LED est très susceptible de coexister avec OLED et LCD pendant longtemps. C'est juste que les directions d'application des trois sont différentes. Par exemple, la micro LED se concentre sur le marché des petits écrans et de la réalité augmentée/réalité virtuelle, et absorbe une partie de la valeur de l'OLED et de l'écran LCD sur le marché haut de gamme-. Bien que la taille du marché de l'OLED et du LCD diminuera, les trois formeront une relation complémentaire subtile en termes de technologie et de marché, plutôt que la micro LED remplaçant l'OLED ou le LCD.
