Kupfer-NP-Scale-up | Kettenwirkende E-Textilien | Funktionale Kristalle in der Strukturelektronik...

... MikroLEDs, QDs & die Energielücke |QD-LED & Cd-freie QDs

Herzlich willkommen zu unserer dieswöchigen Ausgabe des Newsletters. Zunächst ein paar organisatorische Hinweise:

1. Wir haben damit begonnen, ausgewählte Display- und QD-Technologien in diesem Newsletter zu behandeln. Dafür gibt es zwei Gründe: (1) die additive Elektronik wird in diesen Bereichen eingesetzt, da QDs zum Beispiel mit Lösungen bearbeitet oder microLEDs im Transferdruckverfahren hergestellt werden können, und (2) wir veranstalten vom 30. November bis 2. Dezember eine einzigartige Weltklasse-Veranstaltung über microLEDs und QDs - siehe Zeitplan hier www.TechBlick.com/microLEDs

2. Bitte beachten Sie, dass die Nachfrage nach unserer Veranstaltung vor Ort in Eindhoven - der Future of Electronics RESHAPED - sehr groß ist. Der Meisterkurs und die Führungen sind fast ausverkauft. Bitte reservieren Sie jetzt Ihren Platz, wenn Sie dabei sein möchten https://www.techblick.com/electronicsreshaped

Themen für diese Ausgabe: Skalierung von Kupfernanopartikeln | Kettenstricken von E-Textilien | Funktionale Kristalle in der Strukturelektronik | MikroLEDs und die Energielücke | Fortschritte bei QD-LEDs und Cd-freien QDs | Stabile QDs für MikroLEDs

Werden Kupfer-Nanopartikelfarben endlich erwachsen werden und die Vorherrschaft von Silber im Bereich der Leitpasten brechen?

Die Produktionskosten stellen ein großes Hindernis dar, obwohl die Preise für den Rohstoff Cu weit unter denen für Ag liegen. Das liegt daran, dass sich dieser große Unterschied bei den Rohstoffkosten oft nicht in ebenso großen Kostenunterschieden bei der Dispersion von Nanopartikeln oder Druckfarben niederschlägt.

Um dieses Problem zu lösen, haben Zachary James Davis et al. am Teknologisk Institut die Produktion von Kupfer-Nanopartikeln mit einer Partikelgröße von 30-300nm hochgefahren. Wie unten zu sehen ist, haben sie bereits Folgendes erreicht:

1. 10+ kg pro Tag - hier ist der Hauptengpass das Erhitzen und Mischen der grünen Zutaten

2. 300 Euro pro kg Produktionskosten, was mit den Produktionskosten von Ag-Nanopartikeln vergleichbar ist. Dieses Niveau der Produktionskosten - in Verbindung mit den viel niedrigeren Rohstoffkosten von 36,7 Euro/Kg - kann sich in viel niedrigeren Produktkosten niederschlagen.

3. Mit Inkjet-Tinten, die mit DGME-basierten Lösungsmitteln bedruckt werden können, lassen sich in einem einzigen Durchgang 0,5-1 um dicke Schichten auftragen, die 60 mOhm pro Quadratmeter erreichen.

4. Siebdruckversionen (in Entwicklung) erreichen 50 mOhm/qm

Das Scale-up der Produktion von Cu-Nanopartikeln mit automatisierten Arbeitsabläufen ist ein wichtiger Schritt, um die Cu-Tinten- und -Pastentechnologie zu einer wirtschaftlich tragfähigen Alternative zu den dominierenden Ag-Tinten und -Pasten zu machen.

Was ist der neueste Stand der QD-LED-Technologie und der Cd-freien QD-Materialien?

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP ist eine führende Forschungsgruppe auf diesem Gebiet und treibt die Leistungsgrenzen der QD-Technologie immer weiter voran. Wie unten gezeigt, teilt Armin Wedel in seiner TechBlick-Präsentation vom Mai 2021 einige Aktualisierungen mit. Hier sind einige wichtige Punkte:

1) Cd-freie QD-Materialien: Folie eins zeigt optimierte Ergebnisse für QY, FWHM und PL von blauen, grünen und roten QDs, die auf Cd-freien Chemikalien basieren.

Die B-, G- und R-QDs bestehen aus ZnTeSe/ZnSe/ZnS-, InZnP-, GaP/ZnSe/ZnS- und InZnP/ZnSe/ZnS-Kern-Schalen-Strukturen, die es ermöglichen, sich den BT.2020-Standards für nicht emittierende Displays zu nähern.

Dies sind sehr innovative chemische Verfahren und Kern-Schale-Strukturen: Die Te-Dotierung im ZnSe-Kern ermöglicht sehr gesättigte blaue Farben mit hohem QY (92 %); die GaP-Schale und die kontrollierte Erwärmung ermöglichen die Verengung des normalerweise breiten FWHM von InP-basierten QDs auf 41 nm, und die Anwendung von Natriumoleat während der Kernsynthese von R-QDs ermöglicht ein noch schmaleres FWHM

2) QDs als Farbwandler in Mikro-LEDs: Folie zwei zeigt, dass CdSe- und InP-QDs als Farbwandler in Mikro-LEDs verwendet werden können, während Folie drei zeigt, dass QDs in einem Matrixsystem für uLEDs stabil sein können. Die QD-Farbumwandlung ist sehr vielversprechend für

3) Emissive QD-LEDs: Die maximale Leuchtdichte von OLEDs und die EQE übertreffen noch immer die von emissiven QD-LEDs, die weit weniger ausgereift sind. CdSe hat sich im Laufe der Jahre verbessert und bietet eine hervorragende Leistung, aber die Cd-Toxizität ist ein Problem. Die Leistung von InP-QD-LEDs hinkt in Bezug auf Cd/m2, EQE und Lebensdauer weit hinterher.

Dies ist ein spannender Entwicklungsbereich. In der Tat gibt es bereits einen Fahrplan von RGB-OLED oder WOLED zu vollständig mit Tintenstrahl gedruckten (IJP) emittierenden QD-LEDs durch die Entwicklung und den Ausbau der blauen OLED + IJP (R,G) QD Conversation-Technologie.

Um mehr zu erfahren, besuchen Sie die weltweit erste Veranstaltung zu microLED und QD online https://lnkd.in/eDRi5kp2

Elektronische Schaltkreise in Standardtextilien mit Hilfe von Massenproduktionstechniken einbauen?

Die Kettenwirkerei ist ein hervorragender Kandidat. Es kombiniert Weben und Schießen, wodurch die gewirkten Stoffe die Stabilität von gewebten Stoffen und die Elastizität von gestrickten Stoffen erhalten. Diese gut etablierte Technologie kann die Integration komplexer Schaltkreismuster unter Verwendung funktioneller/leitfähiger Stoffe in Standardtextilien mit einer Massenproduktionstechnik ermöglichen, die viele verschiedene Fasern im selben Prozess verarbeiten kann.

In diesem kurzen Vortrag stellt Sophia Krinner KARL MAYER die folgenden erstaunlichen Technologie-Demonstratoren vor:

1. Textilien als Fernbedienung zur Steuerung eines Mini-Roboters

2. funktionierendes Handy-Ladepad auf Textilbasis

3. intelligentes Hemd zur Messung von Herzfrequenz, Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Was sind Mikro-, Mini- und herkömmliche LEDs?

Eric Virey - Superanalyst im Bereich der Yole-Gruppe - hat die nachstehende Tabelle erstellt, die die wichtigsten Unterschiede zwischen den einzelnen Produkten aufzeigt.

Herkömmliche LEDs werden in SMD- oder Through-Hole-Gehäusen geliefert, und die Chips sind in der Regel 1 mm oder größer. Diese bewährte Anwendung wird in der allgemeinen Beleuchtung, der Automobilbeleuchtung und der LCD-Hintergrundbeleuchtung eingesetzt.

Min-LEDs haben in der Regel eine Chipgröße von weniger als 200 um, sind aber größer als 50 um und werden in SMD- oder CoB-Gehäusen (Chip-on-Board) geliefert. Sie sind derzeit im Handel erhältlich und werden unter anderem für LCD- und Tastatur-Hintergrundbeleuchtungen sowie für LED-Direktanzeige-LEDs mit kleinem Pixelabstand eingesetzt. Im LCD-Sektor eignen sie sich für die lokale Dimmung zur Verbesserung des Kontrasts, wodurch LCDs in dieser Hinsicht OLEDs ähnlicher werden.

und Mikro-LEDs sind sehr klein, in der Regel kleiner als 50 um. Es wird erwartet, dass die Größe der Mikro-LEDs im Zuge des technologischen Fortschritts weiter schrumpfen wird, um die LED-Kosten (mehr LEDs pro Wafer) und die Übertragungskosten/-zeit (z. B. mehr LEDs, die mit demselben Stempel übertragen werden) zu senken.

Offensichtlich ist jede Klasse von LEDs in jeder Hinsicht sehr unterschiedlich, von den Wachstumstechniken über die Leistung bis hin zur Anwendung.

Nehmen Sie an der microLED-Veranstaltung von TechBlick teil und hören Sie Eric und 30 weitere hochkarätige Redner, die alle Aspekte der microLED-Industrie abdecken https://lnkd.in/eDRi5kp2

Stabile RoHS-konforme Cd-freie QDs für Mikro-LEDs?

Diese Technologie ist erforderlich, um die Herstellung von Mikro-LEDs zu vereinfachen - auf diese Weise muss man keine R G B uLEDs übertragen, sondern kann nur die bereits effizienten blauen uLEDs übertragen und RGB-Farben durch rote und grüne QD-Farbkonversion erreichen.

Es gibt natürlich mehrere Materialherausforderungen, darunter das Erreichen Cd-freier RoHS-konformer grüner und roter QDs mit (1) ausreichender Wärme- und Lichtstabilität für die direkte Integration in microLED-Chips/Dies, (2) hoher blauer Absorption selbst bei geringen Dicken, um blaue Farbverluste zu verhindern, (3) schmalem FWHM und hoher QY, (4) geringer Selbsterregung, usw.

QustomDot - eine Ausgründung der Gruppe von Zeger Hens an der Universität Gent - macht auf diesem Gebiet hervorragende Fortschritte. Sie verfügen über ein neuartiges, hochkontrolliertes Syntheseverfahren für InP-basierte QDs. Letztes Jahr haben sie auf der TechBlick einige interessante Stabilitätsdaten für die Integration von QDs in Makro- und Dünnfilm-LEDs vorgestellt. Diese Ergebnisse sind auf den folgenden Folien dargestellt. Sie zeigen einen klaren Weg zur Entwicklung von QDs für die direkte Integration in uLEDs

Die 500um dicke QD-Ebene, die auf einer Makro-LED integriert ist, zeigt selbst bei 1W/cm2 eine Stabilität von >>300 Stunden, und eine 100-150um QD-Dünnschicht zeigt bei 130mW/cm2 ebenfalls eine Photostabilität von >>1500 Stunden unter Einsatzbedingungen

Dies sind Ergebnisse aus dem letzten Jahr. Um die neuesten Entwicklungen von QustomDot zu QD-on-microLED zu erfahren, besuchen Sie bitte TechBlick's microLED und QD Event. Sehen Sie sich die erstklassige Agenda unter www.TechBlick.com/microLEDs an.

Warum kann die Mikro-LED-Technologie dazu beitragen, die Energielücke in elektronischen Geräten zu schließen?

@Khaled Ahmed von der Intel Corporation bot auf der TechBlick-Veranstaltung 2021 eine datenreiche und einzigartige Einschätzung.

Die erste Folie zeigt die Batterielücke - Ahmed hat Daten für jedes Jahr gesammelt, die zeigen, dass der Strombedarf von Mobiltelefonen das Stromversorgungsniveau von Batterien bei weitem übersteigt, wodurch eine "Batterielücke" entsteht, die sich jedes Jahr vergrößert, da immer mehr stromhungrige Funktionen hinzugefügt werden, während sich die Batterietechnologien nur schrittweise verbessern. Etwa 70 % des Stromverbrauchs eines Mobiltelefons oder Tablets entfallen auf das Display, was zeigt, wie wichtig es für die Verringerung dieser Lücke ist.

Die zweite Folie zeigt die Verbesserungen der Effizienz (lm/W) von OLED-Geräten, die pro Jahr auf den Markt kommen. Die OLED-Effizienz hat bei produzierten oder freigegebenen Produkten eindeutig ein Plateau erreicht. Der hintere Punkt stellt das prognostizierte Potenzial von Mikro-LEDs dar und zeigt, dass die Mikro-LED-Technologie einen entscheidenden Wandel bewirken kann.

Die dritte Folie zeigt, dass es eine Lücke zwischen der EQE von Labor-OLEDs und der von freigegebenen Produkten gibt. Die Ursachen dafür sind unklar, aber wahrscheinlich handelt es sich um Kompromisse, die bei der Produktion notwendig sind, und um Kompromisse zwischen Lebensdauerstabilität und EQE.

Die vierte Seite vergleicht die Effizienz von GaNw-LEDs bei verschiedenen Wellenlängen mit der von organischen LEDs (aus den vorherigen Folien). Sie zeigt, dass GaN-LEDs im Vergleich zu OLEDs bei allen Wellenlängen mit Ausnahme von Rot eine dramatisch höhere EQE aufweisen. In der Tat gibt es eine rote Effizienzlücke in der GaN-Mikro-LED-Technologie, an deren Schließung weltweit intensiv geforscht wird.

Diese Diagramme zeigen deutlich, dass die OLED-Technologie ein Plateau erreicht zu haben scheint und daher die Batterielücke wahrscheinlich nie überwinden wird, während die aufkommende microLED-Technologie vielversprechend ist. Natürlich ist die Entwicklung und Herstellung von Mikro-LEDs mit weiteren Herausforderungen verbunden, wie z. B. dem schnellen Transfer und der Produktion mit hoher Ausbeute, die wir an anderer Stelle erläutern werden.

Wenn Sie mehr über Mikro-LED-Technologien erfahren möchten, nehmen Sie an der weltweit ersten Fachveranstaltung zu diesem Thema teil. Informieren Sie sich über das hochkarätige Programm unter https://lnkd.in/eDRi5kp2

Funktionale Kristalle treffen auf gedruckte Elektronik treffen auf strukturelle/eingebettete Elektronik treffen auf Automobilinnenräume?

Rafael Michalczuk zeigt fantastische und schöne Demonstratoren, die all diese Technologien kombinieren. In Zusammenarbeit mit PolyIC und Kurz werden hier wunderschöne interaktive intelligente Oberflächen mit integrierten funktionalen Kristallen für die Automobilindustrie vorgestellt.

Die Technologie der eingebetteten (versteckten) Elektronik stammt von Kurz (auf der Grundlage der PolyIC-Technologie) und basiert auf der R2R-Metallgittertechnologie (10 um Linienbreite und 100 um Abstand mit ultradünnen (100 nm) Schichten gedruckter Ag-Nanopartikel) in Verbindung mit dem so genannten Functional Foil Bonding, das es ermöglicht, diese Metallgitterfolien zusammen mit Dekorschichten auf der Rückseite von geformten Kunststoffteilen zu integrieren. So entstehen Teile mit nahtlos in das gebogene oder 3D-geformte Teil integrierter Elektronik.

SWAROVSKI I liefert die schönen funktionalen Kristalle, die die Ästhetik verbessern, aber auch eine kontinuierliche Berührung und optische Interaktion mit der darunter liegenden Elektronik ermöglichen.

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