A polimer elektronika



Hasonló dokumentumok
A polimer elektronika

Polimer elektronika. Tartalom. Mi a polimer elektronika? Vezetı szerves molekulák, k, polimerek; a vezetés s mechanizmusa Anyagválaszt

(eldobható elektronika?!?): RFID, akku. Gazdag, piacképes, pes, de még g fejleszthetı. technikai módszerekm Még g nem versenyképes

A jövő anyaga: a szilícium. Az atomoktól a csillagokig február 24.

Villamos tulajdonságok

Integrált áramkörök/1. Informatika-elekronika előadás 10/20/2007

OLED fényforrf. nyforrások. Óbudai Egyetem, Kandó K. Villamos Kar. LED konferencia 2010

Nyomtatott huzalozású lemezek technológiája

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Mikroelektronikai és Technológia Intézet. Mikro- és nanotechnika (KMENT14TNC)

Hibrid Integrált k, HIC

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

Szigetelők Félvezetők Vezetők

A rendszerbe foglalt reléprogram 1954 óta. Újdonságok nyara

Elektromosságot vezető szerves polimerek a XXI. század műanyag fémei

Ricoh Latex Pro L4100 sorozat

1. Prefix jelentések. 2. Mi alapján definiáljuk az 1 másodpercet? 3. Mi alapján definiáljuk az 1 métert? 4. Mi a tömegegység definíciója?

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Szerves fényemittáló diódák

Analitikai szenzorok második rész

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. Dr.Varga Péter János

4** A LINA 1 jelzésű félkész áramkör felépítése és alkalmazása DR. BALOGH BÉLÁNÉ-GERGELY ISTVÁN MÉHN MÁRTON MEV. 1. Bevezetés

Kondenzátorok. Fizikai alapok

Eredmények és feladatok a hibrid vastagréteg technikában ETO

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Az Alien Technology ALN-9640 Squiggle egy nagy teljesítményű, univerzális, széles körben alkalmazható RFID azonosító

Egyedülálló elegancia

ELSO FASHION / BETÉTEK

A tételekhez segédeszköz nem használható.

Polimer és nyomtatott elektronika. A polimer elektronika

Feladatok GEFIT021B. 3 km

Radarmeteorológia. Makra László

A MÛANYAGOK FELHASZNÁLÁSA. az orvostechnikában A PEEK

Emberi ízületek tribológiája

Fényforrások. E hatására gáztérben ütközési ionizáció. Stefan-Boltzmann-tv. Wien-tv. Planck-tv. 4 tot

Székhelye: H-6771 Szeged, Szerb u. 59. Telefon/fax: Telefon: , Adószám:

S z a k é r t e l e m a l i n e á r i s t e c h n o l ó g i á b a n A M 3 L

Univerzális ARDF RH adó dr. Paál András, HG0HK

Termoelektromos polimerek és polimerkompozitok

Lumineszcencia alapjelenségek

VIBROCONTROL Nagy érzékenységű rezgésvédelem maximális üzembiztonságért. C1344e

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Integrált áramkörök termikus szimulációja

Lumineszcencia Fényforrások

Csodás megjelenés. Hosszú zenelejátszási idő.

BlueDSO összeszerelési útmutató

MŰGYANTA FELHASZNÁLÁSÁVAL KAPCSOLATOS INFORMÁCIÓK

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

2.3 V ÉGBERENDEZÉSEK. Részterületek fejlődése

Nanotechnológia. Vonderviszt Ferenc. Veszprémi Egyetem Nanotechnológia Tanszék

Trapézlemezek szerelési UTASÍTÁSA

ENIGMA II. Távfelügyeleti Vevő

Elektromágneses terek gyakorlat - 6. alkalom

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )

Villamos szerelvények

Mit mond ki a Huygens elv, és miben több ehhez képest a Huygens Fresnel-elv?

Feladatgyűjtemény a Topologikus Szigetelők 1. c. tárgyhoz.

Orvosi implantátumok anyagai

Használati útmutató. Hordozható 7" TFT LCD SZÍNES TV KÉSZÜLÉK

Az új FLEX GE 5 R Giraffe!

Zebra OLA golyóstoll. ICO Signetta golyóstoll. Papermate Stick 2020 golyóstoll. BIC Cristal medium golyóstoll. BIC Cristal fine golyóstoll

Napelemes Termékek Ismertetője 2016

Érintés/érintésnélküli digitális fordulatszámmérő. Model AX Használati útmutató

Dielektromos zománcozás rendkívüli tulajdonságokkal Rudi Meinen, Ferro Techniek Eckhard Voß, Wendel Mitteilungsblatt,

4/26/2016. Légcsatorna hálózatok. Csillapítás. Hangterjedés, hangelnyelés légcsatorna hálózatokban

Jegyzetelési segédlet 6.

SHELL HELIX DIESEL PLUS VA 5W AZ ANYAGRA / KÉSZÍTMÉNYRE ÉS A CÉGRE VONATKOZÓ INFORMÁCIÓK A termék neve: SHELL HELIX DIESEL PLUS VA 5W-40

2016 Induljon. a víz! Szivattyúk

VLT Micro Drive. Kis frekvenciaváltó maximális terherbírás és megbízhatóság

Tárgyszavak: autógyártás; műszaki követelmények; permeáció; üzemanyag-emisszió; mérési módszer; áteresztés csökkentése.

72-es sorozat - Folyadékszintfigyelõ relék 16 A

Dräger X-plore 8000 Szűrt nyomólevegős készülék (PAPR)

FORM 2000 HP FORM 3000 HP

L Ph 1. Az Egyenlítő fölötti közelítőleg homogén földi mágneses térben a proton (a mágneses indukció

POLIÉSZTER ALAPÚ ABLONCZY MŰGYANTA

XCELSIOR / VARI FLEX. Függesztett váltvaforgató ekék. Powered by Kongskilde

Háromkomponensű, epoxigyantával javított cementbázisú önterülő padló 1,5-3 mm vastagságban

Az új Printy x14 mm 4 sor szöveg mm 5 sor szöveg mm 6 sor szöveg

FAAC / 770 föld alatti nyitó

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet. A nanovilág. tudománya és technológiája

11. A talaj víz-, hő- és levegőgazdálkodása. Dr. Varga Csaba

3. gyakorlat. Félvezető eszközök jellemzőinek vizsgálata a hőmérséklet függvényében

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Felületfûtés/-hûtés. Felületfûtés/ -hûtés

Felhasználói kézikönyv

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Segédlet és méretezési táblázatok Segédlet az Eurocode használatához, méretezési táblázatok profillemezekhez és falkazettákhoz

Szilárd anyagok. Műszaki kémia, Anyagtan I. 7. előadás. Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnöki Tanszék

Funkcionálisan gradiens anyagszerkezetű kompozit görgő végeselemes vizsgálata

MFI mérés BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK HŐRE LÁGYULÓ MŰANYAGOK FOLYÓKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

MÉHSEJT PP Ilyen könnyő a szilárdság

Nemkoherens fényforrások 1. Termikus és lumineszcens sugárzók

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

A MEGFELELŐ AJÁNDÉK...

Polimer nanokompozitok

Az optikai szálak. FV szálak felépítése, gyakorlati jelenségek

Átírás:

Tartalom A polimer elektronika Mi a polimer elektronika? Vezető szerves molekulák, ; a vezetés mechanizmusa Anyagválaszték: vezetők, félvezetők, fénykibocsátók szigetelők, hordozók Technológiák Eszközök Mikroelektronika Mi a polimer elektronika? Csökkenő méret Növekvő működési sebesség Drága alapanyag: egykristályos Si, GaAs, vegyületfélvezetők Nagyon drága technológia Tartós, hosszú életű eszközök A Moore törvény másképpen: Az új technológiai szint bevezetésének ára néhány ország nemzeti jövedelmében számolva polimer (szerves) elektronika Nyomtatott elektronika makroelektronika A közös terület a fontos Olcsó alapanyag Egyszerű, nagy teljesítményű technológia Nagy méretű eszközök Közös név nincs. Makroelektronika Mai állapot Igény ~ nagy méretű elektronikus eszközökre: lapos képernyők, napelemek (vágy) hajlékony, papírszerű hordozójú kijelzőkre nagy sorozatú, rövid életciklusú eszközökre ( eldobható elektronika ) Szerves vezető anyagok kutatása ~ 50 éve Nobel díj: 2000 Első piaci termékek 2003 Gazdag, piacképes, de még fejleszthető anyagválaszték Többféle alkalmas rétegtechnológia eljárás, elsősorban nyomdatechnikai módszerek Még nem versenyképes ár Kérdéses stabilitás, élettartam Sok alkalmazási ötlet 1

Piaci termékek Piaci termékek Sony has started to sell the XEL-1, the world's first OLED TV. (2007) The 11" 960x540 pixels TV costs 1,800$. LG 15 OLED TV (2010, 2000EURO) LG 55-77 (500 eft 7 MFt) Vezető szerves molekulák, Molekulán belül konjugált kettőskötés rendszer. Delokalizált elektronok Kötő pálya: HOMO (legfelső betöltött molekulapálya) Nemkötő pálya: LUMO (legalsó betöltetlen molekulapálya) (Megfelel a vegyérték és vezetési sávnak) 2

Adalékolás Vezető szerves molekulák, részleges oxidálás (elektronleadás) p adalék (p-típusú esetén fémes vezetés) részleges redukálás (elektronfelvétel) n adalék (n-típusú esetén félvezető, szigetelő) Polipirrol példáján: pl. részleges oxidáció hatására p-típusú lesz Konjugált kettőskötéseket tartalmazó vezető Vezető szerves molekulák, Kis molekulájú szerves félvezetők (1987 KODAK) Oldószermentes technológia LED-eknél jobb hatásfokú, mint a Dendrimerek Fullerén származékok Anyagválaszték, vezetők Alkalmazás Fémek; elektródként nyomtatható tinta fém (nano)részecskékkel Követelmények: Kis ellenállás Fémoxidok; ITO (indium-ón-oxid) Sima, egyenletes AZO ( ZnO-Al 2 O 3 ) felület Polianilin, PEDOT-PSS Kémiai stabilitás Szén nanocsövek Megfelelő (alacsony) kilépési munka Vezetők Anyagválaszték, félvezetők Polimerek Fémeknél kb 1000 x nagyobb ellenállás PEDOT:PSS σ ~ 400 1/Ωcm Fényáteresztő Nyomtatható Hőállóság: >100 C, 1000 óra (poisztirol szulfonáttal adalékolt polietilendioxi-tiofen) Követelmények: Nagy elektron / lyuk mozgékonyság Sávszerkezet illeszkedjen az elektród kilépési energiájához kis ellenállású, ohmos kontaktus Nagyon tiszta anyag Oldható és oldatból réteg készíthető Stabil, környezetálló Anyag Egykristályos Si Mozgékonyság [cm 2 /Vs] 300-900 Poli Si 50-100 Amorf Si ~ 1 Pentacen ~ 1 Vezető ~ 0,1 3

Félvezetők Anyagok Mozgékonyság függ a rétegkészítés módjától: Oldószer Koncentráció Leválasztás módja, hőmérséklete, Hordozó felülete Molekulák rendezettsége Anyagok: Kis molekulák, pl. pentacen Polimerek, pl. politiofen Nanoméretű szervetlen félvezetők beágyazva szervesbe Nagy előny a szerves molekulák gazdag alakíthatósága testre szabott tulajdonságok Fénykibocsátó anyag: Kis molekulák, Szerves fém-komplexek Dendrimerek Polimerek Fluoreszcens, Foszforeszcens Kutatási irányok: Hasonló hatásfokú, élettartamú fehér komponensek Nagyobb hatásfok, élettartam A fénykibocsátó polimer eszköz működése Az OLED fénykibocsátása Fém elektród Fénykibocsátó polimer réteg Átlátszó elektród Hordozó Emittált fény + - Foszforeszcens OLED sávdiagramja feszültségmentes és bekapcsolt állapotban Elektron-lyuk pár találkozás exciton Stabil képződmény Megszűnés energia felszabadulás foton kisugárzás Fehér OLED Fehér OLED Zöld: Alq 3, tris(8-quinolato)al Narancs: pl. BePP 2 :rubrene Kék: pl. BePP 2, fenilpiridinbe TPD: trifenil-diamin A A: a gerjesztés, exciton keletkezése B: az elektron lekerül a gerjesztett szintek aljára C: visszakerül alapállapotba foton kisugárzása nélkül G: fluoreszcens foton kibocsátásával rekombinálódik E foton = hν D: az energia átadódik egy másik részecskének (foszforeszcens adalék), E: Rekombinálódás, foszforeszcens foton kibocsátás E foton = hν A fényhasznosítás és a fénysűrűség változása a LED-re kapcsolt feszültség függvényében 4

Foszforeszcens OLED adalékai Molecular engineering A szerves elektronika lehetősége: A HOMO LUMO szint hangolása Az alapvető funkció megtartása mellett a molekula-struktúra kis módosításával tudjuk az egyes tulajdonságokat finoman hangolni Néhány Ir komplex, és a velük megvalósítható foszforeszcencia színei A sávszélesség ( szín) hangolása a szerkezet módosításával és a helyettesítés arányával Dielektrikumok Hordozók Speciális követelmények: Hibátlan réteg, n x 10nm Hibátlan határfelület a félvezető felé Nyomtathatóság Általános szigetelő követelmények: Nagy U át, ε rel, kis tgδ Használt anyagok: Klasszikus polimer szigetelők: PP, PVA, PMMA, PET, stb Szervetlen dielektrikumok: SiO 2, Al 2 O 3, TiO 2, de ezek nem nyomtathatók Követelmények Hajlékonyság Sima felület Kémiai ellenálló-képesség az aktív réteg oldószereivel szemben Anyagok: Üveg PET, PC, PI, PEN (polietilénnaftalát) Papír felületkezelés után Hajlékony üveg hordozó AFM felületi profil Ipari minőségű PEN, Megfelelő simaságú hordozó Technológia, rétegfelvitel Nyomtatás Követelmény: Rétegvastagság: nm µm Egyenletes vastagság Több réteg egymáson Nagy felületen nagy sebességgel Olcsó Kis mlekulák: OVPD, vákuumgőzölés Minden hagyományos és új nyomtatási technológia használható Roll to roll technológia: egy soron egymás után az összes technológiai lépés Főképp oldataiból készíthető nyomtatható tinta Hagyományos chip beütetése beilleszthető a sorba 5

Technológia, Roll to-roll Gyártó berendezések Roll to roll rétegfelvitelre alkalmas párologtató berendezés Versenyképes termék ettől várható Állandó sebességű hordozó szalag (megállítható) ~ 0,3 m/perc, cél: 5-10 m/perc Lépések egy lineáris sorba rendezve Műveleti idők összehangolva (nehéz! pl. nyomtatás << szárítás) Nyomtatás, szárítás, hőkezelés, vákuumgőzölés, ellenőrzés Tintasugaras nyomtató Nyomtatás Nyomtatás Si szelet Szita Mélynyomás Flexo Offset Tinta sugaras Felbontás (µm) 0,05 >100 >15 > 40 > 15 > 50 Tintasugaras nyomtatóval készített tranzisztor Átl. Rétegvastagság (µm) 0,05 2 3 15 0,8 8 0,8 2,5 0,5 2 0,3 20 Tinta viszkozitása (Pas) - 0,5-50 0,05 0,2 0,05 0,5 30 100 Fontosabb nyomtatási módok és néhány jellemző paraméterük 0,001 0,04 A kapacitás és a felbontás kapcsolata Tintasugaras nyomtatás Procedures for µcp source/drain electrodes for bottom contact organic transistors. Rogers J A et al. PNAS 2001;98:4835-4840 µcp = microcontact printing 2001 by National Academy of Sciences 6

Eszközök; Tranzisztor Eszközök: RFID Rádiófrekvenciás azonosító címke Vékonyréteg tranzisztor Amorf Si (poli Si) AMLCD (TFT) kijelzőkben OFET jellemzők: Méret: 10-50 µm dielektrikum vastagság: n x 100 nm Minimális csatorna hossz A dielektrikum/félvezető határ sima és hibamentes Közelítőleg ohmos kontaktus a félvezető és az S, D elektródok között Fent: OFET keresztmetszeti rajza, Lent: Tintasugaras nyomtatással készített tranzisztor AFM felvétele Passzív/aktív: külső/saját energia Mikroelektronikai elemekből drága Nagymértékű elterjedés, ha az ár < 5 10 cent Teljes nyomtatott kivitelben 16 bites HF címke ~ 10 cm-ig olvasható HF 13,56MHz UHF ~900 MHz Eszközök: OLED Világítástechnika Lehetőség egészen új típusú világításra Nagy sík felület Kis feszültség Versenyképes hatásfok Változtatható színek Problémák Élettartam, stabilitás Színvisszaadás (fehér) Kijelzők Lehetőség Aktív fényű kijelző ~ 180 látószög Nagyon vékony (mm) Hajlékony, Átlátszó, Papír(szerű) hordozón LED és OLED TV összehasonlítása 7

Eszközök, Display Áramforrások Aktív mátrixú OLED kijelző meghajtó áramköre és keresztmetszete Kisérleti termékek Elektrokémiai : elemek, akkumulátorok Szuperkapacitások Napelemek Mindegyik előállítható hajlékony hordozóra, vékonyréteg technológiával Nyomtatott elem rétegszerkezete és fotója Áramforrások R2R Légköri nyomáson gyártott Tandem napelem Akku és szuperkondenzátor hasonló szerkezete Akku és szuperkondenzátor tandem kapcsolása. Az akku kisülése alatt feltölti a kondenzátort Áramforrások Fejlesztési tervek Érzékelők Intelligens ruházat Intelligens csomagolás lab on a chip Nyomásérzékelő mesterséges bőr Polimer napelem szerkezete Alkalmazási példa 8

rubrene 9