... MicroLEDs, QDs y la brecha energética |QD-LED y QDs sin Cd
Bienvenidos a la edición de esta semana de nuestro boletÃn. En primer lugar, un par de notas de orden interno:
En este boletÃn hemos empezado a tratar algunas tecnologÃas de pantallas y QD. Hay dos razones: (1) la electrónica aditiva se utiliza en estas áreas, ya que, por ejemplo, los QDs se procesan por áreasoluciones o los microLEDs pueden imprimirse por transferencia, y (2) estamos organizando un evento único en el mundo sobre microLEDs y QDs del 30 de noviembre al 2 de diciembre - vea los horarios aquà www.TechBlick.com/microLEDs
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Temas de esta edición: Aumento de la escala de las nanopartÃculas de cobre | Tejido de urdimbre de los textiles electrónicos | Cristales funcionales en la electrónica estructural | Los microLED y la brecha energética | Avances en los QD-LED y los QD sin Cd | QD estables para los microLED
¿Las tintas con nanopartÃculas de cobre llegarán por fin a la mayorÃa de edad para interrumpir el dominio de la plata en el negocio de las pastas conductoras?
El coste de producción ha sido una barrera importante a pesar de que los precios de la materia prima del Cu son mucho más bajos que los de la Ag. Esto se debe a que esta gran diferencia de coste de la materia prima no suele traducirse en diferencias de coste de la dispersión de las nanopartÃculas o de la tinta igualmente grandes.
Para superar este problema, Zachary James Davis y otros, del Teknologisk Institut, han ampliado la producción de nanopartÃculas de cobre con tamaños de partÃcula de entre 30 y 300 nm. Como se puede ver a continuación, ya han conseguido lo siguiente:
10+ Kg por dÃa - aquà el principal cuello de botella es el calentamiento y la mezcla de los ingredientes verdes
300 euros por kilo de coste de producción, que es comparable al coste de producción de las nanopartÃculas de Ag. Este nivel de coste de producción, junto con un coste de materia prima mucho más bajo (36,7 euros/Kg), puede traducirse en un coste de producto mucho más bajo.
Las tintas imprimibles por inyección de tinta con disolventes basados en DGME son capaces de aplicar capas de 0,5-1um de grosor en una sola pasada alcanzando 60mOhm por m2
las versiones imprimibles en pantalla (en desarrollo) alcanzan los 50 mOhm/sqr
La ampliación de la producción de nanopartÃculas de Cu con flujos de trabajo automatizados es un paso importante para convertir la tecnologÃa de tintas y pastas de Cu en una alternativa comercialmente viable a las tintas y pastas de Ag dominantes.
¿Cuál es la situación actual de la tecnologÃa QD-LED y de los materiales QD sin Cd?
El Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP es un grupo de investigación lÃder en este campo, que siempre está impulsando los lÃmites de rendimiento de la tecnologÃa QD. Como se muestra a continuación, Armin Wedel comparte algunas actualizaciones en su presentación del TechBlick de mayo de 2021. He aquà algunos puntos clave:
1) Materiales de QD sin Cd: la primera diapositiva muestra los resultados optimizados de QY, FWHM y PL de QDs azules, verdes y rojos basados en quÃmicas sin Cd.
Los QDs B, G y R están formados por estructuras de núcleo de ZnTeSe/ZnSe/ZnS, InZnP, GaP/ZnSe/ZnS, e InZnP/ZnSe/ZnS, lo que permite acercarse a los estándares BT.2020 en una pantalla no emisiva.
Se trata de quÃmicas y estructuras core-shell muy innovadoras: El dopaje de Te en el núcleo de ZnSe permite obtener colores azules muy saturados con un alto QY (92%); la cáscara de GaP y el calentamiento controlado permiten reducir el FWHM, normalmente amplio, de los QD basados en InP a 41 nm, y la aplicación de oleato de sodio durante la sÃntesis del núcleo de los QD de R permite reducir aún más el FWHM
2) QDs como conversores de color en microLEDs: La segunda diapositiva muestra que los QD de CdSe e InP pueden utilizarse como convertidores de color en los microLED, mientras que la tercera diapositiva muestra que los QD pueden ser estables en un sistema matricial para los uLED. La conversión de color de los QD es muy prometedora para
3) QD-LEDs emisivos: La luminancia máxima y la EQE de los OLED siguen siendo mejores que las de los QD-LED emisivos, que están mucho menos maduros. Los CdSe han mejorado a lo largo de los años, ofreciendo un excelente rendimiento, pero la toxicidad del Cd es un problema. El rendimiento de los QD-LED de InP está muy por detrás en términos de Cd/m2, EQE y vida útil.
Se trata de un área de desarrollo apasionante. De hecho, ya existe una hoja de ruta para pasar de los OLED RGB o WOLED a los QD-LED emisivos impresos por inyección de tinta (IJP) mediante el desarrollo y la ampliación de la tecnologÃa Blue OLED + IJP (R,G) QD Conversation.
Para obtener más información, participe en el primer evento mundial sobre microLED y QD en lÃnea https://lnkd.in/eDRi5kp2
¿Integrar circuitos electrónicos en productos textiles estándar mediante técnicas de producción en serie?
El tejido de punto por urdimbre es un excelente candidato. Combina el tejido y la trama, lo que permite que los tejidos de urdimbre tengan la estabilidad de los tejidos y la elasticidad de los de punto. Esta tecnologÃa bien establecida puede permitir la integración de complejos patrones de circuitos utilizando tejidos funcionales/conductores con textiles estándar utilizando una técnica de producción en masa capaz de manejar muchas fibras diferentes en el mismo proceso.
En esta breve charla, Sophia Krinner KARL MAYER muestra los siguientes demostradores de tecnologÃa sorprendentes:
textil como mando a distancia para comandar un mini robot
almohadilla de carga de teléfonos móviles que funciona a base de textiles
camiseta inteligente para medir el ritmo cardÃaco, la temperatura y la humedad
¿Qué son los micro, mini y tradicionales LEDs?
Eric Virey -analista de campo del Grupo Yole- preparó el siguiente gráfico, que muestra las diferencias clave entre cada uno.
Los LED tradicionales se presentan en paquetes SMD o con orificios pasantes y las matrices suelen ser de 1 mm o más. Esta aplicación bien establecida se utiliza en la iluminación general, la iluminación de automóviles y la retroiluminación de LCD.
Los Min-LEDs suelen tener un tamaño de matriz inferior a 200um pero superior a 50um, y vienen en paquetes SMD o CoB (chip-on-board). Actualmente se comercializan y tienen aplicaciones en la retroiluminación de LCD y teclados, en los LED de visión directa con paso de pÃxel estrecho y en otros sectores. En el sector de las pantallas de cristal lÃquido, son adecuados para proporcionar una atenuación local para mejorar el contraste, lo que hace que las pantallas de cristal lÃquido se parezcan más a los OLED en esta caracterÃstica.
y los microLED son muy pequeños, normalmente inferiores a 50um. Se espera que el tamaño de los microLED se reduzca aún más a medida que la tecnologÃa progrese para reducir el coste de los LED (más LED por oblea) y el coste/tiempo de transferencia (por ejemplo, más LED transferidos dentro del mismo sello).
Evidentemente, cada clase de LED es muy diferente en todos los sentidos, desde las técnicas de crecimiento hasta el rendimiento y la aplicación.
Únase al evento microLED de TechBlick para escuchar a Eric y a otros 30 ponentes de primera clase que cubren todos los aspectos de la industria microLED https://lnkd.in/eDRi5kp2
¿QDs estables que cumplen con la directiva RoHS para microLEDs?
Esta tecnologÃa es necesaria para simplificar la fabricación de microLEDs - de esta manera no es necesario transferir uLEDs R G B sino que sólo se pueden transferir los ya eficientes uLEDs azules y lograr el color RGB a través de la conversación de color QD rojo y verde.
Por supuesto, existen múltiples retos en cuanto a los materiales, como conseguir QD verdes y rojos que no contengan Cd y que tengan (1) una estabilidad térmica y lumÃnica suficiente para su integración directa en los chips/dies de microLED, (2) una alta absorbencia azul incluso a bajos espesores para evitar la fuga de color azul, (3) un FWHM estrecho y un QY alto, (4) una baja autoexcitación, etc.
QustomDot -spin off del grupo de Zeger Hens en la Universidad de Gante- está haciendo excelentes progresos en este campo. Disponen de un novedoso proceso de sÃntesis altamente controlado para QDs basados en InP. El año pasado, en TechBlick, compartieron algunos datos interesantes sobre la estabilidad de la integración de los QD en los LEDs de macro y de capa fina. Estos resultados se muestran en las siguientes diapositivas. Muestran un camino claro hacia el desarrollo de QDs para la integración directa en los LEDs
El nivel de QD de 500um de grosor integrado en un macro LED muestra >>300 horas de estabilidad incluso bajo 1W/cm2, y una pelÃcula fina de QD de 100-150um bajo 130mW/cm2 también muestra >>1500 horas de fotoestabilidad en condiciones de inserción
Estos son resultados del año pasado. Para escuchar los últimos desarrollos de QustomDot sobre QD en microLED por favor únase al evento de microLED y QD de TechBlick. Consulte la agenda de clase mundial en www.TechBlick.com/microLEDs
¿Por qué la tecnologÃa microLED puede ayudar a reducir la brecha energética en los dispositivos electrónicos?
@Khaled Ahmed, de Intel Corporation, ofreció una evaluación única rica en datos en el evento de presentación de TechBlick en 2021.
La primera diapositiva muestra la brecha de la baterÃa: Ahmed ha recopilado datos por año que muestran que la demanda de energÃa de los teléfonos supera con creces el nivel de suministro de energÃa de las baterÃas, lo que crea una "brecha de la baterÃa" que se amplÃa cada año a medida que se añaden más funciones que consumen mucha energÃa, mientras que las tecnologÃas de las baterÃas solo mejoran de forma gradual. Alrededor del 70% del consumo de energÃa de un teléfono móvil o una tableta corresponde a la pantalla, lo que demuestra su enorme importancia en la reducción de esta brecha.
La segunda diapositiva muestra las mejoras en la eficiencia (lm/W) de los dispositivos OLED "lanzados" por año. La eficiencia de los OLED se ha estancado claramente en los productos producidos o comercializados. El punto de fondo representa el potencial proyectado de los microLED, mostrando cómo la tecnologÃa microLED puede cambiar las reglas del juego.
La tercera diapositiva muestra que existe un desfase entre la EQE de los OLED de laboratorio y la de los productos comercializados. El origen no está claro, pero probablemente tenga que ver con las compensaciones necesarias en la producción y las compensaciones entre la estabilidad de la vida útil y la EQE.
La cuarta cara compara la eficiencia de los LEDs de GaNw en varias longitudes de onda frente a los LEDs orgánicos (de las diapositivas anteriores). Muestra que los LEDs de GaN ofrecen niveles de EQE mucho más altos en comparación con los OLEDs en todas las longitudes de onda excepto en el rojo. De hecho, existe una brecha de eficiencia en el rojo en la tecnologÃa microLED de GaN, cuya solución es objeto de una intensa labor de I+D a nivel mundial.
Estos gráficos demuestran claramente que, mientras que la tecnologÃa OLED parece haberse estancado y, por tanto, no es probable que supere nunca la brecha de la baterÃa, la tecnologÃa microLED emergente es muy prometedora para hacerlo. Por supuesto, el desarrollo y la fabricación de los microLED conlleva otros retos, como la transferencia rápida y la producción de alto rendimiento, que describiremos en otro lugar.
Para saber más sobre las tecnologÃas microLED, únase a la primera tecnologÃa especializada del mundo sobre el tema. Consulte la agenda de clase mundial en https://lnkd.in/eDRi5kp2
¿Los cristales funcionales se unen a la electrónica impresa y a la electrónica estructural/integrada y a los interiores de los automóviles?
Rafael Michalczuk presenta fantásticos y bellos demostradores que combinan todas estas tecnologÃas. AquÃ, en colaboración con PolyIC y Kurz, muestran hermosas superficies inteligentes interactivas con cristales funcionales integrados para la automoción.
La tecnologÃa de electrónica integrada (oculta) es de Kurz (basada en la tecnologÃa de PolyIC) y se basa en su tecnologÃa de malla metálica R2R (con un ancho de lÃnea de 10um y una separación de 100um con capas ultrafinas (100 nm) de nanopartÃculas de Ag impresas) junto con su llamada Functional Foil Bonding, que permite integrar estas pelÃculas de malla metálica en la parte posterior de las piezas de plástico con forma junto con las capas de decoración. De este modo se crea una pieza con electrónica perfectamente integrada dentro de la pieza curvada o con forma 3D
SWAROVSKI I proporciona los bellos cristales funcionales que mejoran la estética, pero también permiten una interacción táctil y óptica continua con la electrónica subyacente. [This is automatically translated from English]
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