O-Led

1. O-Led 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...

2. 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!

3. 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.

4. 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 O-Led funzionante!

5. O-Led Ciao! In queste prossime “slide” cercherò di descriverti, utilizzando delle foto scattate in laboratorio, com’è praticamente possibile realizzare un O-led. 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

6. ITO Materiali speciali! 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. Le caratteristica dell'ossido di indio-stagno è la combinazione di buona conducibilità elettrica e trasparenza ottica.

7. PSS Materiali speciali! 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

8. PPV Materiali speciali! 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! Polimero PhotoshoW

9. Photo-SHOW Preparazione del substrato di vetro tramite il taglio preciso di listelli, effettuato mediante una speciale penna a punta di diamante Substrato di vetro ATTENZIONE! Prestare molta cura a non scheggiare il substrato! Altrimenti influirà sulla deposizione del Film mediante Spin coating.

10. Photo-SHOW Il rivestimento per rotazione è una procedura utilizzata per applicare un film sottile e uniforme ad un substrato solido piano. Spin Coating 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.

11. Photo-SHOW L'interno dello Spinner Prodotti finali Notiamo la presenza del sostegno su cui posizionare il substrato “sovraccarico” di film.

12. Photo-SHOW 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!

13. Photo-SHOW 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.

14. Photo-SHOW Risultato finale! 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!

15. The end 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!

16. O-Led 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!

17. Video realizzato da: Joseph Rizzo Cascio Matteo Magnani Paolo Lusardi Marco Ordanino Liceo Scientifico Tecnologico Augusto Righi Corsico Classe IV Bst