Les recherches menées par LEDinside de TrendForce ont révélé que de nombreuses entreprises de tous les secteurs du monde entier sont entrées sur le marché des micro LED et sont dans une course pour développer des méthodes pour le processus de transfert de masse.
Le transfert de masse de LED micro-taille vers un fond de panier d'affichage a été un goulot d'étranglement majeur dans la commercialisation des écrans micro LED . Bien que plusieurs entreprises soient en concurrence pour développer le processus de transfert de masse, leurs solutions doivent encore répondre aux normes de commercialisation en termes de rendement de production (en unité par heure, UPH) et de rendement de transfert et de taille des puces LED - les micro LED sont techniquement définies comme des LED qui sont inférieures à 100 µm.
Actuellement, les entrants sur le marché des micro LED travaillent au transfert de masse de LED d'une taille d'environ 150 µm. LEDinside prévoit que des écrans et des modules de projection dotés de LED de 150 µm seront disponibles sur le marché dès 2018. Lorsque le transfert de masse pour les LED de cette taille arrivera à maturité, les entrants sur le marché investiront alors dans des processus de fabrication de produits plus petits.
Sept défis
« Le transfert de masse est l'une des quatre étapes principales de la fabrication d'écrans micro écrans LED et comporte de nombreux défis technologiques très difficiles », a déclaré Simon Yang, directeur de recherche adjoint de LEDinside. Yang a souligné que le développement d'une solution de transfert de masse rentable dépend des avancées dans sept domaines clés : la précision de l'équipement, le rendement du transfert, le temps de fabrication, la technologie de fabrication, la méthode d'inspection, les reprises et le coût de traitement.
Figure 1 : Les sept domaines clés essentiels au développement d'une solution de transfert de masse rentable. Source : LEDinside, juillet 2017.
Les fournisseurs de LED, les fabricants de semi-conducteurs et les entreprises de la chaîne d'approvisionnement des écrans devront travailler ensemble pour développer des normes de spécification pour les matériaux, les puces et les équipements de fabrication utilisés dans la production de micro LED. La collaboration intersectorielle est nécessaire puisque chaque industrie a ses propres normes de spécification. De plus, une longue période de R&D est nécessaire pour surmonter les obstacles technologiques et intégrer divers domaines de fabrication.
Atteindre 5σ
En utilisant Six Sigma comme modèle pour déterminer la faisabilité de la production en série de micro écrans LED, l'analyse de LEDinside indique que le rendement du processus de transfert de masse doit atteindre le niveau quatre sigma pour rendre la commercialisation possible. Cependant, le coût de traitement et les coûts liés à l'inspection et à la réparation des défauts sont encore assez élevés, même au niveau quatre sigma. Pour avoir des produits commercialement matures avec des coûts de traitement compétitifs disponibles pour la commercialisation, le processus de transfert de masse doit atteindre le niveau de cinq sigma ou plus en termes de rendement de transfert.
Des écrans d'intérieur aux appareils portables
Même si aucune percée majeure n'a été annoncée, de nombreuses entreprises technologiques et agences de recherche dans le monde continuent d'investir dans la R&D du processus de transfert de masse. Certaines des entreprises et institutions internationales bien connues travaillant dans ce domaine sont LuxVue, eLux, VueReal, X-Celeprint, CEA-Leti, SONY et OKI. Les entreprises et organisations comparables basées à Taïwan comprennent PlayNitride, Industrial Technology Research Institute, Mikro Mesa et TSMC.
Il existe plusieurs types de solutions de transfert de masse en cours de développement. Le choix de l'un d'entre eux dépendra de divers facteurs tels que les marchés d'application, le capital d'équipement, l'UPH et le coût de traitement. De plus, l'expansion de la capacité de fabrication et l'augmentation du taux de rendement sont importantes pour le développement de produits.
Selon les derniers développements, LEDinside pense que les marchés des appareils portables (par exemple, les montres intelligentes et les bracelets intelligents) et les grands écrans d'intérieur verront d'abord les produits micro LED (LED de moins de 100 µm). Étant donné que le transfert de masse est un défi technologique, les entrants sur le marché utiliseront initialement l'équipement de liaison de plaquettes existant pour créer leurs solutions. De plus, chaque application d'affichage a ses propres spécifications de volume de pixels, de sorte que les entrants sur le marché se concentreront probablement sur des produits avec des exigences de faible volume de pixels afin de raccourcir le cycle de développement du produit.
Le transfert de film mince est un autre moyen de déplacer et d'organiser des LED de micro-taille, et certains entrants sur le marché se lancent directement dans le développement de solutions dans le cadre de cette approche. Cependant, perfectionner le transfert de couches minces prendra plus de temps et plus de ressources car les équipements pour cette méthode devront être conçus, construits et calibrés. Une telle entreprise impliquera également des problèmes de fabrication difficiles.
Heure de publication : 12 janvier-2021