Les écrans actuels grand public ont connu une révolution avec l’arrivée et la généralisation des technologies LED depuis une dizaine d’années. Si les écrans LED à vision directe sont pour la plupart avec une technologie LED dite LCD (LED de rétroéclairage), l’emploi des LED comme source de lumière modulable à l’échelle du pixel ouvre la voie à des écrans en vision directe. Dans ce cas, les microécrans à base de microLED, nettement plus lumineuses sont particulièrement adaptées aux usages immersifs comme la réalité augmentée et mixte.

Face à ces nouveaux marchés, les µLED doivent revoir leur intégration mais aussi la technologie en elle-même pour optimiser luminance, coûts, consommation électrique, durée de vie etc. Aujourd’hui la technologie de ces LED utilise une couche génératrice de photons, habituellement façonnée en plusieurs étapes. En effet, afin d’obtenir une matrice de pixels RVB voisins, l’état de l’art consiste en une matrice émissive de couleur bleue, dont le flux émis est ensuite converti pour obtenir les longueurs d’onde souhaitées. Ces microLEDs sont ensuite reportées pour obtenir le display final avant de les intégrer dans le système.

Le LETI/DOPT travaille actuellement sur une rupture technologique permettant de travailler localement cette couche de génération de photons (niveau d’un pixel, quelques µm²) pour lui donner dès leur élaboration les propriétés d’émission directe souhaitées. En supprimant la phase de conversion de couleurs, cette technique rend possible la fabrication de matrices monolithiques de microLEDs, ensuite directement insérées dans un système optique de projection.
Travail demandé :

L’objectif du stage est de réaliser une étude de l’impact environnemental d’une matrice de µLED en rupture en comparaison aux systèmes existants. Cela s’inscrit dans une démarche d’éco-conception du CEA Leti, visant dans un premier temps à quantifier les impacts environnementaux des technologies futures. Le ou la candidate devra dans un premier temps définir et cadrer le système d’étude à considérer pour l’analyse de cycle de vie (ACV). Il s’agira ensuite de réaliser la collecte des données techniques nécessaires en salle blanche, et de réaliser un inventaire de cycle de vie (ICV). La troisième étape sera la modélisation de l’ACV via les logiciels disponibles au Leti (SimaPro, EIME) et la définition des catégories d’impact pertinentes. Finalement le candidat devra produire une analyse critique des résultats obtenus sur les technologies de composants émissifs et donner des perspectives à ses travaux.

Les équipes du DOPT et du laboratoire d’innovation sur les sources émissives (LISE) du CEA Leti fourniront l’ensemble des données techniques ou ressources bibliographiques nécessaires à la réalisation de l’étude ACV.

Le ou la stagiaire devra être fortement motivé⸱e par les enjeux environnementaux et les méthodes d’éco-conception. Des connaissances de base en procédés pour la micro-électronique ou nanofabrication sont recommandées, et une bonne connaissance ou expérience pratique en ACV est un vrai plus.