La profundidad y la amplitud de la innovación en la industria de las pantallas (II)

13 min read

En este artículo:

OTFTs impresos: ¿Por fin llegan a la mayoría de edad?
Mejora del QY y la vida útil de los QDs de InP
La química de ZnTeSe: ¿solución para el azul verdadero en QLED?
Carrera por la EQE y la vida útil de las QLED: últimos avances
KSF vs InP para microLEDs: Últimos avances
QD de perovskita verde calificada + película de fósforo KSF roja
Hacia los QD de perovskita rojos estables
Materiales TADF OLED imprimibles por PVD y chorro de tinta con alto PLQY
Hacia la nanoimpresión Gen5 R2P para pantallas AR
Nanolitografía rodante en pantallas
Materiales imprimibles de índice de refracción ultra alto para pantallas AR/MR y OLED
Interfaz visual de IoT: pantallas R2R de bajo coste totalmente impresas
Cristal líquido colestérico: una historia de éxito comercial en superficies de escritura hechas con R2R
Pantallas fuera de casa: Requisitos y tecnologías
¿Pantallas reflectantes para exteriores que funcionan con energía solar para siempre?

Todas las innovaciones destacadas en estos artículos proceden de empresas que presentan o exponen en nuestro próximo LIVE (evento online) sobre Innovaciones y Tendencias de Mercado en Pantallas. Este evento tendrá lugar dentro de casi dos semanas, del 14 al 16 de julio de 2021.

Añade las fechas del evento a tu calendario: Google Calendar | Microsoft Outlook Calendar | Office 365 Calendar | Yahoo Calendar

Con un único Pase Anual, puede participar en todos nuestros eventos en vivo en línea, mezclarse y relacionarse realmente con la comunidad en línea, y participar en nuestras clases magistrales. Vea cómo funcionan nuestra red y nuestra mezcla virtual aquí.

Con el Pase Anual, también puede acceder a una biblioteca de presentaciones actualizadas sobre tecnologías emergentes que crece constantemente como si fuera Netflix (actualmente 160 presentaciones).

Puede ver la agenda completa aquí. Puede adquirir su pase anual por sólo 450 euros al año utilizando el código de descuento 10%DiscountAA hasta el 7 de junio de 2021.

Entre los ponentes se encuentran

Y muchos más...

Full Agenda

OTFTs impresos: ¿Por fin llegan a la mayoría de edad?

Los OTFTs existen desde hace años. Estuvieron de moda durante años, pero en los últimos años el interés ha decaído. La tecnología OTFT adolecía de baja movilidad (no lo suficiente como para superar a la a-Si), inestabilidad (por ejemplo, desplazamiento del voltaje umbral) y falta de un enfoque de aplicación en el que tuviera sentido. Cuando el IGZO y otros TFT de óxido metálico amorfo cobraron protagonismo, la atención se alejó de los OTFT. Muchos de los grandes desarrolladores de materiales dejaron de investigar y se deshicieron de su propiedad intelectual.

Sin embargo, sigue habiendo trabajos muy interesantes. De hecho, nos gustaría destacar Smartkem. El núcleo básico de la tecnología es una combinación de pequeñas moléculas de alta movilidad y polímeros de bajo peso molecular, con disolventes que permiten aplicar el material como tinta.

Están reportando 2cm2/Vs que ya está por encima del silicio amorfo. Pueden depositarse a baja temperatura (80C) en una amplia gama de sustratos y pueden alcanzar niveles muy altos de capacidad de flexión (por ejemplo, 5mm). Como se muestra en los datos siguientes, los OTFT pueden tener una corriente de apagado ultrabaja, comparable a la de los IGZO. La estabilidad también ha mejorado.

Existe un renovado interés porque Smartkem ha demostrado que puede accionar placas base de matrices activas miniLED, lo que permitiría la atenuación local dinámica, mejorando la posición competitiva de los LCD frente a los OLED de alta contratación.

Smartkem ha demostrado que puede accionar luces de fondo con niveles de brillo de hasta 85.000 cd/m² utilizando una disposición de TFT 2T1C. Esto es interesante porque el silicio amorfo tiene dificultades para suministrar suficiente corriente, el LTPS no puede ampliarse a grandes áreas y el IGZO no es fácil de implementar debido a los requisitos de composición y uniformidad de los elementos, lo que puede aumentar el coste.

Smartkem también está tomando medidas para eliminar las barreras no relacionadas con el material que impiden su adopción. Está implementando herramientas EDA para permitir el diseño de dispositivos. Está creando un ecosistema de fundición. El proceso es compatible con las líneas de silicio amorfo y la deposición del material orgánico puede ser con troquel de ranura o con recubrimiento por rotación.

Para saber más, únase a la próxima conferencia interactiva LIVE(online) de TechBlick sobre pantallas e iluminación: Innovaciones y tendencias del mercado (14-16 de julio de 2021) con un pase anual.

Mejora del QY y de la vida útil de los QD de InP

Según las normas RoHS, menos del 0,01% de la sustancia en peso a nivel de material homogéneo en bruto debe ser Cd. Dado que la capa activa del QLED es homogénea, se requiere una solución que no contenga Cd.

Los QD de InP han experimentado un excelente progreso a lo largo de los años. Este gráfico, elaborado por Nanosys, muestra el progreso del rendimiento cuántico (QY) a lo largo de los años.

En 2021, Nanosys informó de una estructura QD de InP/ZnSeS casi cúbica. Los QD verdes de InP también muestran un FWHM estrecho (34nm) con un alto QY (>95%). Se argumenta que la estructura cuasicúbica sólo expone una faceta terminada en Zn o S, por lo que sólo requiere un tipo de ligando de pasivación. En las partículas esféricas, se exponen múltiples facetas, lo que idealmente requiere múltiples ligandos. Por ello, se argumenta que las versiones casi cúbicas pueden tener una vida útil x10 veces mayor.

La química del ZnTeSe: ¿solución para el azul verdadero en el QLED?

Un reto en la selección del material de los QLED azules es que los QD de InP son adecuados para >500nm mientras que los QD de ZnSe comunes para <440nm. El rango ideal de longitudes de onda es de 440-460 nm. Por lo tanto, hay un hueco para un material libre de Cd que cumpla con la directiva RoHS.

Una opción de material interesante es el ZnTeSe. Aquí, como se muestra a continuación, pequeñas cantidades de dopaje de Te pueden modular el bandgap óptico. De este modo, es posible sintetizar emisores de banda estrecha con verdaderas longitudes de onda de emisión azul, como se muestra a continuación.

Para saber más, únase a la próxima conferencia interactiva LIVE(online) de TechBlick sobre Pantallas e Iluminación: Innovaciones y tendencias del mercado (14-16 de julio de 2021) con un pase anual.

QLED EQE y carrera de por vida: últimos avances

Hay dos puntos de referencia importantes que se siguen de cerca en el desarrollo del QLED: EQE y la vida útil de T50@100 nits. Estos parámetros no son en absoluto suficientes para evaluar el grado de preparación de la tecnología, pero sí proporcionan una indicación útil de las tendencias y la dirección del camino.

Los gráficos siguientes, actualizados por Nanosys, muestran que los QD sin Cd de los tres colores (R,G,B) están progresando rápidamente. Sin embargo, los QD de Cd siguen a la cabeza en ambos frentes. En particular, la vida útil en azul de los QD sin Cd, incluso a un nivel bajo de 100 nits, se queda atrás por un orden de magnitud.

Para saber más, únase a la próxima conferencia interactiva LIVE(online) de TechBlick sobre pantallas e iluminación: Innovaciones y tendencias del mercado (14-16 de julio de 2021) con un pase anual.

KSF vs InP para microLEDs: Últimos avances

La batalla entre el fósforo rojo KSF y los QD rojos ha sido intensa durante algunos años. Los QD han recibido mucha atención. Sin embargo, el KSF rojo ha ido ganando de forma constante y silenciosa el éxito comercial en las pantallas LCD porque es de banda estrecha y puede añadirse directamente al LED, dado su alto nivel de estabilidad térmica y de flujo luminoso. El siguiente gráfico compara la actualización del mercado del KSF rojo frente al QD en las pantallas.

La batalla entre ambas tecnologías se está trasladando a otros frentes. Está surgiendo un fósforo verde de banda estrecha que mejora el FWHM de los fósforos actuales, pero puede no ser tan bueno como muchos QD. Un mercado emergente es el de los convertidores de color para los microLED. Los fósforos KSF convencionales son demasiado grandes para los microLED. Sin embargo, como mostrará GE Research en TechBlick, el tamaño de los fósforos se está reduciendo, lo que los hace potencialmente compatibles con los microLED.

GE Research cree que la ventaja de los fósforos se hará evidente cuando se requieran capas gruesas. Esto se muestra a continuación. Esto se debe principalmente a que los QD sufren de autoabsorción, y la EQE disminuirá para las capas gruesas. Es posible que se necesiten capas gruesas para que la salida de luz sea alta y absorba suficiente azul.

QD de perovskita verde calificado + película de fósforo KSF roja

Avantama presenta sus últimos trabajos sobre el desarrollo de una película que contiene tanto sus perovskitas verdes de banda ultra-estrecha sin cáscara como los fósforos rojos KSF de GE. Han conseguido mezclar estos dos materiales diferentes, con constantes de decaimiento del brillo distintas, en una película. En esencia, combinan lo mejor de los QD y de los fósforos, logrando un >90% de rec2020 y un >99% de DCI-P3 con un alto brillo (véase el gráfico siguiente para el posicionamiento del rendimiento).

Son los primeros en conseguir la calificación de pantalla. El gráfico de abajo también muestra los datos de estabilidad de las pantallas en condiciones de calor, luz y estrés por calor y luz.

Para obtener más información, únase a la próxima conferencia interactiva LIVE(online) de TechBlick sobre pantallas e iluminación: Innovaciones y tendencias del mercado (14-16 de julio de 2021) con un pase anual.

Hacia los QDs rojos estables de perovskita

Heilo Materials está desarrollando materiales de perovskita. Lo único es que también está desarrollando perovskitas rojas, que han resultado difíciles de encontrar debido a su gran inestabilidad.

El gráfico muestra la propuesta clave de las perovskitas rojas. Tiene un FWHM de 31 nm, comparable al de otras tecnologías. Sin embargo, lo único es que sigue emitiendo en rojo (631m) incluso cuando el tamaño de las partículas es grande. En otras palabras, a diferencia de los QD tradicionales, su producción no requerirá un control estricto de la distribución de tamaños (nota: el InP rojo tendría que ser generalmente de unos 5nm con una distribución de tamaños ajustada).

Heilo Materials también revela algunos datos de estabilidad de los QD rojos. Se trata de resultados impresionantes, pero aún no se acercan al nivel de calificación de la pantalla. Como se muestra a continuación, el PL muestra pocos cambios en función del tiempo y la temperatura de exposición.

Se trata de un progreso excelente, aunque hay que decir que el campo de los emisores rojos estrechos está tecnológicamente algo saturado.

Displays & Lighting: Innovations & Market Trends

14 July 2021, 14:00 – 16 July 2021, 22:40 CEST | Virtual Event Platform

Materiales TADF OLED imprimibles por PVD y chorro de tinta con alto PLQY

La TADF (fluorescencia retardada activada térmicamente) es una posible tecnología de materiales de nueva generación para los OLED. Ofrece una alta eficiencia, ya que puede recoger tanto los estados tripletes como los singletes. Uno de los principales retos que pretende resolver el TADF es el de los emisores azules estables y de alta EQE (los OLED fosforescentes tienen una excelente EQE, pero el azul estable ha resultado esquivo). Además, TADF también pretende ofrecer alternativas de menor coste a los OLED fosforescentes rojos y verdes, que también pueden imprimirse con chorro de tinta.

Una interesante start-up polaca, Noctiluca, está informando de resultados interesantes para sus materiales TADF azules. En la siguiente diapositiva se puede ver una evaluación comparativa (realizada por la propia Noctiluca) que muestra cómo el PLQY de sus materiales TADF azules evaporados e impresos por inyección de tinta se compara con otros materiales disponibles en el mercado.

Hacia la nanoimpresión R2P Gen5 para pantallas de RA

Hay muchos otros usos de la impresión o R2R/R2P en la industria de las pantallas. Otro caso de uso es la nanoimpresión R2P (roll-to-plate) para crear características de acoplamiento de entrada y salida para gafas AV/VR.

Estos acoplamientos de entrada y salida pueden realizarse en obleas de 300 mm, pero el rendimiento es bajo. Con la nanoimpresión R2P, el rendimiento puede aumentar considerablemente.

Un enfoque interesante es el de Morphotonics. En este caso, han agrupado sus sellos de nanoimpresión para crear una línea de nanoimpresión R2P Gen 5 capaz de lograr características submicrónicas y 480 oculares por ciclo de impresión. El proceso de nanoimpresión R2P requiere resinas sin disolventes con un alto índice de refracción.

Nanolitografía rodante en pantallas

La nanoimpresión puede tener muchos usos en las pantallas, incluso más allá de la RA/VR. Un ejemplo es el desarrollo de películas conductoras de malla metálica altamente transparentes y conductoras.

Un ejemplo es el de Meta (Metamaterials) Inc. Tienen un sistema de litografía rodante. En él, la luz ultravioleta se envuelve dentro de una máscara suave enrollada. La nanolitografía rodante se utiliza para crear exposiciones submicrónicas en un sustrato metálico recubierto de fotorresistencia. A continuación se graba la fotorresistencia, creando una malla metálica de altísima resolución.

El gráfico de referencia muestra que este proceso puede crear películas ultra transparentes y altamente conductoras. Actualmente, la anchura de la malla es de 300 mm, pero podría ampliarse hasta 1-1,2 m.

Materiales imprimibles de índice de refracción ultra alto para pantallas AR/MR y OLED

Los materiales de alto índice de refracción suelen ser necesarios en las pantallas. En las pantallas AR/MR de ojo cercano son necesarios en las guías de ondas ópticas. En las pantallas o luces OLED, pueden mejorar la eficacia del desacoplamiento. También pueden utilizarse en la óptica impresa en 3D.

En la próxima conferencia de TechBlick se hablará de Pixelligent, que ha desarrollado una gama de resinas curables por UV de alto a ultra alto índice de refracción para aplicaciones de litografía de nanoimpresión (NIL) e inyección de tinta.

Los conjuntos de materiales comunes, como se muestra aquí, son nanopartículas de titanio (TiO2) o de circonio (ZrO2) que pueden recubrirse con diferentes ligandos para que sean compatibles con diversos disolventes.

Las tablas de la imagen muestran también su anunciada hoja de ruta, que será discutida. Existe una forma de acercarse a un índice de refracción superior a 2,0 utilizando su química de nanopartículas de titania.

Displays & Lighting: Innovations & Market Trends

14 July 2021, 14:00 – 16 July 2021, 22:40 CEST | Virtual Event Platform

Cristal líquido colestérico: un éxito comercial en las superficies de escritura hechas con R2R

Las tabletas de escritura utilizan un fluido de cristal líquido colestérico (ChLC) confinado en una red polimérica que modula el flujo de ChLC causado por el cambio de volumen debido a la presión aplicada durante el proceso de escritura. El dispositivo se encuentra inicialmente en una textura Focal Conic (FC) que permite que la luz pase para ser absorbida y/o reflejada por el fondo. El flujo interrumpe la textura FC reorientando el ChLC a una textura Planar (P) que refleja parte de la luz ambiental en una longitud de onda seleccionada por Bragg.

La energía se utiliza sólo durante el proceso de borrado gracias a las propiedades biestables del ChLC. La ingeniería de las propiedades morfológicas y mecánicas de la red de polímeros permite a Kent Displays crear innumerables aplicaciones, desde dispositivos de mano hasta placas de gran superficie bajo la marca Boogie Board.

La tecnología es fina, flexible y de bajo consumo. Se fabrica R2R. La superficie se escribe cuando se aplica presión sobre ella con la punta de cualquier herramienta, incluso una uña.

Interfaz visual de IoT: pantallas de bajo coste R2R totalmente impresas.

La impresión también desempeña un papel en las pantallas sencillas (es decir, segmentadas) de bajo coste y gran volumen, con aplicaciones en los envases inteligentes y otras. Un ejemplo son las pantallas electrocrómicas impresas R2R. Uno de los principales actores en este campo es Ynvisible. El conjunto de imágenes de la izquierda muestra instantáneas de una línea R2R completa (impresora y conversión).

Este nivel de producción automatizada de R2R es un verdadero avance en este campo. Las imágenes de la derecha muestran algunos ejemplos de aplicación. Existen numerosas aplicaciones en envases inteligentes, sensores IoT, indicadores ubicuos de bajo coste, etc.

Pantallas fuera de casa: Requisitos y tecnologías

La publicidad exterior (OOH) es un negocio muy antiguo que se remonta a la época de los egipcios. Los faraones utilizaban obeliscos para comunicar y promocionar servicios al público. En tiempos más recientes, la publicidad en el hogar ha evolucionado desde la colocación de anuncios de vodevil en vallas hasta las nítidas pantallas digitales de LED en calles y carreteras. En los últimos 15 años se ha producido un aumento de las pantallas digitales LED que permiten un contenido rápido y dinámico. Un ejemplo, de Lamar Advertising, se muestra abajo a la izquierda.

Se trata de un área con gran potencial de innovación. En TechBlick, uno de los principales usuarios finales, Lamar Advertising, le explicará cómo las innovaciones con pantallas LED mejoradas y la tecnología de pantallas reflectantes, junto con los sistemas solares y de baterías, pueden dar forma al futuro de las pantallas publicitarias.

¿Pantallas reflectantes para exteriores que funcionan con energía solar para siempre?

Las pantallas reflectantes crearon los lectores electrónicos y mucho más. Sin embargo, una de las tecnologías de pantallas reflectantes se basa en la tecnología de pantallas electrohúmedas (EWD). Esta tecnología tiene una larga historia de desarrollo, pero no logró el éxito que alcanzó la electroforética.

La EWD se centra ahora en el segmento de mercado de la señalización exterior.

Esto se debe a que tiene un potencial una fuerte propuesta de valor. Al ser de bajo consumo, puede alimentarse sin parar con energía solar, lo que ahorra costes de instalación, energía y, sobre todo, de mantenimiento. Esto también significa que no será necesario excavar para instalar líneas de alimentación, baterías, etc.

En TechBlick, Etulipa, líder tecnológico en EWD con sede en Eindhoven, presentará los últimos avances tecnológicos y de aplicación en este campo.