Salve! In questa breve presentazione cercherò
di illustrarti in che modo è possibile realizzare
un O-Led in laboratorio e le sue molteplici
utilità!
Mmm...ok!
Ma cosa s’intende con
il termine O-Led?
O-Led, ovvero diodo organico ad emissione di luce, è
una tecnologia che permette di realizzare display a
colori con la capacità di emettere luce propria.
Cerchiamo di capirci meglio...
A differenza dei display a cristalli liquidi, i display O-LED non
richiedono componenti aggiuntivi per essere illuminati, ma producono
luce; questo permette di realizzare display molto più sottili e addirittura
pieghevoli e arrotolabili, e che richiedono minori quantità di energia per
funzionare!
Qui sotto riporto uno schema della struttura
generale di un O-Led:
Anche se ti sembra incomprensibile, più avanti ti
sarà più chiaro.
Se non hai dubbi mi piacerebbe continuare a
spiegarti meglio i vari componenti.
Sì, sono
pronto!
I dispositivi O- Led sono costituiti da
uno o più strati organici, dello spessore
di qualche decina di nanometri,
compresi tra due elettrodi di cui
almeno uno è trasparente.
Il colore della luce emessa è caratteristico della specie
chimica su cui avviene lo stadio finale di un
processo relativamente complesso che si articola in
una serie di eventi successivi all'applicazione di un
potenziale elettrico:
1) Iniezione delle cariche, buche positive ed elettroni,
da parte dei due elettrodi;
2) Trasporto di queste cariche fino alla loro
ricombinazione;
3) Generazione di uno stato elettrochimicamente
eccitato;
4) Emissione di luce.
Tutto ciò in tempi dell'ordine di pochi microsecondi.
Al fine di ottimizzare le prestazioni ed ottenere
emissioni di vari colori, decisiva è stata ed
è l'attività di sintesi di nuovi materiali.
Spero che questa breve descrizione generale ti
abbia schiarito le idee sul funzionamento
interno degli O-Led.
Hai qualche domanda da farmi?
Sì, ho più o meno capito.
Ma come è possibile che tutto ciò
avvenga? Che materiali si usano?
E’ proprio quello che volevo mi chiedessi.
Ebbene sì, sono materiali molto speciali e molto
costosi, cercherò di farti capire con l’aiuto dei miei
assistenti che hanno realizzato in laboratorio un OLed funzionante!
Ciao! In queste prossime “slide” cercherò
di descriverti, utilizzando delle foto
scattate in laboratorio, com’è
praticamente possibile realizzare un Oled.
Il lavoro è stato da noi svolto organizzandolo in due giorni:
Giorno 1) Deposizione di un Film di pedot: PSS su un substrato di vetro e ITO tramite
spin-coating.
Annealing del film di Pedot: PSS tramite trattamento termico a T=100°C
Giorno 2) Deposizione di un Film di PPV tramite spin coating
Deposizione dell’elettrodo metallico tramite evaporazione
Caratterizzazione elettrica e ottica
Spieghiamoci meglio
MATERIALI
L’ITO, è una soluzione solida di ossido di Indio (In2O3) e ossido di stagno (SnO2), tipicamente in
percentuale in peso intorno al 90% e 10% . È il più impiegato ossido trasparente conduttivo per la
fabbricazione di una pellicola che compone gli O-Led.
PSS o PEDOT o poli (3,4-ethylenedioxythiophene) poli (styrenesulfonate) è
un polimero composto da due ionomeri . Una componente di questa miscela è
costituita da polistirene solfonato di sodio.
L'altro componente poli (3,4-ethylenedioxythiophene) o PEDOT è un altro polimero
atto a trasportare le cariche positive..
Per applicare tale polimero al sandwich che rappresenta
il nostro O-Led impieghiamo il processo di spin coating
(meglio descritto successivamente) Questo processo
unico ci permette di produrre film sottili con prodotti di
ottima trasparenza e adesione al substrato sottostante
PPV, acronimo di p-fenilenevinilene, è un polimero conduttore di colore giallo pallido,
che è stato elaborato in forma di film per produrre campioni orientati con livelli
estremamente alti di cristallinità! Esso è molto pregiato e costoso, per tali motivi è
necessario maneggiarlo con cura ed effettuando i giusti dosaggi durante il processo di
spin coating!
PhotoshoW
Preparazione del substrato di vetro tramite
il taglio preciso di listelli, effettuato
mediante una speciale penna a punta di
diamante
ATTENZIONE!
Prestare molta cura a
non scheggiare il
substrato!
Altrimenti influirà sulla
deposizione del
Film mediante Spin
coating.
Il rivestimento per rotazione è una
procedura utilizzata per applicare un
film sottile e uniforme ad un substrato
solido piano.
In breve, una quantità in eccesso di una
soluzione molto diluita della specie
che si vuole depositare (ad esempio, un
polimero) viene depositata sul
substrato, che è successivamente
messo in rapida rotazione tramite un
apposito spin coater, al fine di spargere
il fluido sul substrato per effetto della
forza centrifuga.
I solventi utilizzati sono di solito molto
volatili dunque il film si assottiglia
durante il processo anche per effetto
dell'evaporazione del solvente.
Prodotti finali
Notiamo la presenza del
sostegno su cui
posizionare il substrato
“sovraccarico” di film.
Deposizione dell'elettrodo
mettalico tramite evaporazione
Per eseguire questo passaggio è necessario utilizzare uno
strumento davvero sofisticato presente in una delle
numerose stanze dell’università
Tale vera e propria “macchina” permette di rendere un
metallo in fase vapore, l’alluminio nel nostro caso, e
depositarlo sul nostro sandwich O-led, a formare il
catodo del diodo.
Nella foto a fianco viene mostrata la macchina
intera, essa è coperchiata da una cupola che
consente di mantenere un vuoto interno,
garantito da un compressore!
Si può notare come nel coperchio ci si possa
specchiare! Questo è dovuto allo strato di
alluminio che, vaporizzando e depositandosi
sulla superficie interna, funge da vero e
proprio specchio riflettente!
In questa foto è mostrato
l’interno dell’evaporatore.
Notiamo le differenti parti
meccaniche che la
compongono nonché le
resistenze e i vari alloggi
per il substrato.
Nella foto a fianco sono presenti i 3 O-led
da noi realizzati!
Per avere la verfica che tutto il lavoro sia
stato svolto correttamente si è applicato
agli O-led una differenza di potenziale,
ossia si è garantito il passaggio di
corrente per controllare se essi
emettessero luce!
Strano, ma vero! Tutti e 3 gli O-Led si sono ACCESSI!
Anche se l’effetto è stato limitato a dei piccoli punti, si può affermare
di aver realizzato in laboratorio un diodo organico ad emissione di
luce, nonchè sperimentato quella che diventerà la teconologia del futuro a basso
dispendio energetico!
Il nostro lavoro è ormai
finito. Vi lascio alle
parole del professore!
Ecco spero che questa presentazione ti sia
servita per capirne di più!
Ok! Grazie a lei
professore.
Gli O-led sono davvero
una tecnologia
straordinaria!
Gli Autori di questa esperienza!