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Materiali organici drogati e metodi per la loro caratterizzazione

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Giglia
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2005-06
  Università: Università degli Studi di Palermo
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Pasquale Cusumano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 130

L'argomento di questa tesi è lo studio di materiali organici drogati utilizzati in Optoelettronica, realizzati in forma di film sottili. Questi materiali vengono impiegati per realizzare LED organici (OLED) o altri componenti, come FET e celle solari. Il drogaggio dei film organici incrementa la conducibilità, riduce le tensioni di pilotaggio dei dispositivi e in generale migliora le prestazioni.
Nel primo capitolo della presente tesi vengono introdotti i materiali organici, distinti in oligomeri e polimeri, e ne vengono spiegate le caratteristiche essenziali; vengono, inoltre, spiegati i principi del drogaggio di conducibilità, mostrandone l’utilità e indicando le molecole droganti accettrici e donatrici più utilizzate. Si parla successivamente del drogaggio con coloranti fluorescenti e fosforescenti, che spostano l’emissione verso un colore desiderato e migliorano l’efficienza luminosa.
Nel secondo capitolo viene fatta una rassegna delle tecniche esistenti per depositare film organici drogati, come la coevaporazione, la diffusione senza maschera e la stampa a getto d’inchiostro.
Nel terzo capitolo vengono illustrate le tecniche di misura e caratterizzazione dei film organici con drogaggio di conducibilità, in particolare vengono trattate nel dettaglio tre metodi di misura della mobilità: la misura con il FET organico (OFET), il tempo di volo, e il metodo dell’estrazione dei portatori di carica all’equilibrio. Viene poi descritto un apparato per la misura del coefficiente di Seebeck, dal cui valore è possibile ricavare informazioni sul tipo di drogaggio, p o n, e sulla concentrazione di cariche libere.

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3 SOMMARIO Negli ultimi anni le proprietà dei materiali organici sono state studiate con sempre maggiore interesse da parte di industrie e Università. Da quando, per la prima volta, è stata dimostrata e realizzata l’elettroluminescenza con basse tensioni nei materiali organici, da parte di Tang e Van Slyke nei laboratori della Eastman Kodak (1987), è iniziata una frenetica attività di ricerca per realizzare LED con materiali organici. In particolare esistono due categorie di LED organici: gli OLED, che sono realizzati con materiali a basso peso molecolare, detti oligomeri, e i PLED, che sono realizzati con materiali ad alto peso molecolare, detti polimeri. I LED organici hanno come principale applicazione i display a matrice attiva, essendo materiali plastici possono essere costruiti su substrati flessibili permettendo di realizzare display ultrapiatti avvolgibili e di costo inferiore rispetto ai tradizionali display a cristalli liquidi (LCD). Inoltre i display a LED organici hanno tempi di risposta più veloci (<10μs) degli LCD e ciò permette, ad esempio, di visualizzare meglio le immagini in movimento. L’angolo di visuale è molto ampio (180°) a differenza degli LCD, ma l’inconveniente è la ridotta stabilità nel tempo. Migliorare significativamente questo aspetto, significherebbe rendere la tecnologia degli organici competitiva rispetto agli LCD. Con oligomeri e polimeri si possono realizzare anche altri dispositivi come celle solari, transistor a film sottile (OTFT) e perfino qualche prototipo di laser organico, anche se di prestazioni nettamente inferiori rispetto ai laser a semiconduttore. Per approfondire e studiare appieno le proprietà e le potenzialità dei dispositivi organici è necessario raffinare e ampliare le tecniche di caratterizzazione dei film: misure di conducibilità, coefficiente di Seebeck, mobilità, diagrammi tensione-corrente, elettroluminescenza, indagini spettroscopiche sulla morfologia del film o sui livelli energetici, ecc… Un aspetto fondamentale di cui solo negli ultimi anni si è compresa l’importanza, è il drogaggio dei film, che incrementa la conducibilità, riduce le tensioni di pilotaggio dei dispositivi e in generale migliora le prestazioni. Nel primo capitolo della presente tesi vengono introdotti i materiali organici, distinti in oligomeri e polimeri, e ne vengono spiegate le caratteristiche essenziali; vengono, inoltre, spiegati i principi del drogaggio di conducibilità, mostrandone l’utilità e indicando le molecole droganti accettrici e donatrici più utilizzate. Si parla

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Parole chiave

celiv
co-evaporazione
co-sublimazione
coefficiente di seebeck
colorante
conducibilità
diffusione senza maschera
drogaggio n
drogaggio p
efficienza luminosa
efficienza quantica
estrazione delle cariche all'equilibrio
f4-tcnq
ink-jet printing
materiali organici
metodo dell'ofet
mobilità
tempo di volo
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znpc

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