Presso il nostro laboratorio è operativa una “facility” di incapsulamento di dispositivi organici. In tali dispositivi, i materiali attivi (polimeri o materiali organici semiconduttori) e gli elettrodi, sono suscettibili di deterioramento poiché reagiscono chimicamente con l’ossigeno ed il vapore acqueo atmosferici.

Per contrastare il degrado dei materiali, e quindi delle caratteristiche dei dispositivi, questi devono essere obbligatoriamente incapsulati, racchiudendoli cioè in un volume sigillato che li isoli quanto più è possibile dall’aria.

Le caratteristiche dei materiali incapsulanti devono essere tali da garantire la completa compatibilità con il dispositivo elettronico da proteggere. Ciò risulta decisamente una sfida relativamente ad OLED (Organic Light Emitting Diode) ed OPV (Organic PhotoVoltaic – Solar Cell), mentre è più agevole per i materiali incapsulanti degli OTFT (Organic Thin Film Transistors).

L’incapsulamento su substrato rigido viene eseguito sigillando i dispositivi mediante una copertura altrettanto rigida, fissata con resina epossidica, lavorando in atmosfera inerte (azoto o argon), ed inserendo un agente disidratante (dryer e getter) tra copertura e dispositivo, per eliminare ogni traccia residua di umidità e per intrappolare eventuali sottoprodotti del trattamento della resina.

Per l’incapsulamento su substrato flessibile, si cerca di applicare l’incapsulante in forma di film sottile, ma ciò si presenta particolarmente impegnativo perché il film deve rispettare requisiti molto stringenti:

• il processo di deposizione non deve danneggiare il dispositivo già presente
• la permeazione di vapore acqueo ed ossigeno attraverso la barriera incapsulante deve essere conforme agli standard richiesti
• la barriera deve essere sufficientemente robusta, flessibile, stabile nel tempo e avere un coefficiente di espansione termica simile a quello degli strati sottostanti e del substrato

L’incapsulamento flessibile rappresenta un forte limite al decollo delle tecnologie dell’elettronica flessibile, specialmente nel caso dei dispositivi OLED.

I risultati delle attività in corso nei nostri laboratori,  sono in linea con quelli dei gruppi internazionali attivi su tale tema nel mondo.