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Tecnologia e futuro prossimo: l’Elettronica Organica.

Negli ultimi anni, l’interesse nei confronti dell’Elettronica Organica è enormemente cresciuto sia a livello di ricerca accademica che industriale. A tal proposito, Confindustria Emilia-Romagna ha organizzato, il 16 dicembre scorso a Bologna, in collaborazione con ENEA e Alma Graduate School, un workshop sull’Elettronica Organica, tematica affrontata in precedenza anche da CRIT Research con un incontro tra aziende e tecnici ENEA presso la sede di Vignola. Gli incontri hanno avuto come obbiettivo quello di definire una linea di ricerca, sviluppo e sperimentazione che sia di interesse per le aziende e che potrebbe essere finanziata nell’ambito del bando “Laboratorio Pubblico-Privato”, pubblicato dal MIUR e con scadenza il 15 febbraio 2011.

Quello dell’Elettronica Organica è di un tema di interesse strategico per le imprese dell’Emilia-Romagna, dato il peso delle ricadute tecnologiche che può determinare in molteplici ambiti applicativi: dalle macchine per il packaging al biomedicale, dal tessile/moda all’energia, alla chimica, ai materiali, alle macchine da stampa.

L’Elettronica Organica è infatti una piattaforma tecnologica emergente che consente la realizzazione di componenti e sistemi sottili, leggeri, flessibili, a basso costo, dal ridotto impatto ambientale.  Si basa sull’azione combinata di nuovi materiali  funzionali ad alte prestazioni e processi di produzione ad alta velocità, su larga area e basse temperature, compatibili anche con le plastiche, la carta e i tessuti. Ha la potenzialità di integrare una vasta gamma di nuove funzionalità e rappresenta un’opportunità tecnologica che apre la strada a nuove applicazioni e consente l’integrazione di componenti elettronici eterogenei.

Alcuni esempi sono: imballaggi intelligenti, dispositivi a Radio Frequenza (RFID), celle solari flessibili, illuminazione a basso consumo, dispositivi diagnostici, batterie stampabili, display flessibili, smart card, sensori e alimentatori integrati nei film polimerici.

La nuova tendenza alla ricerca in questo ambito è diretta conseguenza dei numerosi vantaggi che l’Elettronica Organica ha nei confronti della tradizionale elettronica inorganica. Tali vantaggi consistono principalmente nella possibilità di realizzare dispositivi su film sottili e flessibili, su larga area e con bassi costi di realizzazione e produzione, sfruttando le caratteristiche dei materiali polimerici utilizzati.

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Il funzionamento degli schermi touch screen

Sono sempre più numerosi i dispositivi elettronici di uso comune, presenti sul mercato che offrono la possibilità di essere utilizzati attraverso interfacce intuitive ed accattivanti. In questo contesto, la tecnologia “touch screen” compare senz’altro come una delle più diffuse, importanti ed apprezzate: telefoni cellulari, eletrodimestici, pc e sportelli bancomat sono solo alcuni dei sistemi con cui quotidianamente l’uomo si intefaccia attraverso uno schermo sensibile al tocco.

Le modalità di funzionamento delle tecnologie su cui si basa il concetto dei touch screen sono svariate: tipicamente si impiegano grandezze elettriche, la cui variazione di intensità fornisce informazioni utili al sistema di controllo per identificare la posizione del tocco; sistemi più sofisticati sono invece in grado sfruttare, per il medesimo scopo, proprietà ottiche, acustiche, sensori piezoelettrici o altro.

Di seguito, dopo una sintetica introduzione generale, verrà brevemente presentato il principio di funzionamento delle due tecnologie più diffuse: quella resistiva e quella capacitiva. Per semplicità si farà riferimento ad un sistema per Personal Computer.

Componenti di un sistema touch screen

Un dispositivo touch screen è costituito da tre componenti base:

  1. un gruppo schermo-sensore,
  2. un controller 
  3. un driver software.

Fonte: www.touchscreens.com

  • Il sensore di un dispositivo touch screen è, solitamente, un pannello di vetro trasparente, la cui superficie è sensibile al tocco, che viene posto a ricoprire l’area del monitor preposta alla visualizzazione. Il principio generale di funzionamento del pannello è comunque esprimibile come segue: al momento del contatto fra il pannello sensibile e il dito (o uno stilo), viene modificato, e univocamente determinato, il valore di un’opportuna grandezza originata dal pannello stesso. La variazione così generata è utilizzata come segnale per la localizzazione della zona di tocco.
  • Il controller è una scheda elettronica che ha il compito di far dialogare lo schermo tattile con il computer: essa riceve le informazioni che il sensore genera nel momento in cui viene toccato e le traduce in opportune comunicazioni per il PC. Il controller è spesso un tutt’uno con il monitor (monitor integrato); in alternativa, per gli schermi che non nascono touch screen e che vengono riadattati in un secondo momento, esso viene collocato in un’opportuna area esterna al monitor.
  • Il driver è il software che permette al dispositivo touch screen e al computer di lavorare insieme. Esso, infatti, “spiega” al sistema operativo come interpretare i segnali inviati dal controller nel momento del tocco. La maggior parte dei driver per touch screen è semplicemente un’emulazione dei driver per il funzionamento dei mouse; ciò consente di lavorare con gli stessi software messi a punto per i mouse e di estendere allo schermo tattile tutte le funzioni ad essi destinate, senza la necessità di sviluppare programmi specifici. 

Touch screen resistivi

I dispositivi touch screen più noti e maggiormente diffusi, a causa della loro versatilità, facilità di realizzazione, versatilità ed economicità, sono quelli a funzionamento resistivo. Prosegui la lettura »

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Sony Develops a “Rollable” OTFT*1-driven OLED Display that can wrap around a Pencil

New developments with high performance organic thin-film transistors (OTFTs) with an original organic semiconductor enable roll-up capabilities

Sony Corporation (‘Sony’) announced today that it developed a super-flexible 80 μm-thick 4.1-in 121 ppi OTFT*1-driven full color OLED display which can be wrapped around a thin cylinder.

To create the display, Sony developed OTFTs with an original organic semiconductor material (a PXX derivative) with eight times*2 the current modulation of conventional OTFTs. This was achived due to the development of integration technologies of OTFTs and OLEDs on an ultra-thin 20 μm thick flexible substrate (a flexible on-panel gate-driver circuit with OTFTs which is able to get rid of convetinal rigid driver IC chips interfering roll-up of a display) and soft organic insulators for all the insulators in the integration cuircuit.

By combining these technologies, Sony successfully demonstrated the world’s first OLED panel*3 which is capable of reproducing moving images while being repeatly rolled-up – around a cylinder with a radius of 4 mm – and stretched.

Sony will unveil the results of this development on May 27 at “SID (Society for Information Display) 2010 International Symposium” in Seattle, WA (May 23-28).

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Fonte: Sony R&D

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Self-Powered Flexible Electronics

Fonte: www.technologyreview.com

Touch-responsive nano-generator films could power touch screens.

By Katherine Bourzac

Touch-screen computing is all the rage, appearing in countless smart phones, laptops, and tablet computers.

On a bender: This machine is testing the electrical properties of a graphene sheet. Korean researchers have incorporated these stretchy electrodes with thin-film nano-generators to make an energy-harvesting screen. Credit: Advanced Materials

On a bender: This machine is testing the electrical properties of a graphene sheet. Korean researchers have incorporated these stretchy electrodes with thin-film nano-generators to make an energy-harvesting screen. Credit: Advanced Materials

Now researchers at Samsung and Sungkyunkwan University in Korea have come up with a way to capture power when a touch screen flexes under a user’s touch. The researchers have integrated flexible, transparent electrodes with an energy-scavenging material to make a film that could provide supplementary power for portable electronics. The film can be printed over large areas using roll-to-roll processes, but are at least five years from the market.

The screens take advantage of the piezoelectric effect–the tendency of some materials to generate an electrical potential when they’re mechanically stressed. Materials scientists are developing devices that use nanoscale piezoelectronics to scavenge mechanical energy, such as the vibrations caused by footsteps. But the field is young, and some major challenges remain. The power output of a single piezoelectric nanowire is quite small (around a picowatt), so harvesting significant power requires integrating many wires into a large array; materials scientists are still experimenting with how to engineer these screens to make larger devices.

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Making OLED Displays Cheaper

Fonte: www.technologyreview.com

A startup’s large-scale printing equipment could make high-performance OLED televisions more affordable.

By Katherine Bourzac

Organic light-emitting diode (OLED) displays are more energy-efficient and provide a better picture than liquid-crystal displays (LCDs), but they haven’t gained much of a market foothold because they’re far more expensive. A recently introduced OLED TV sold by LG in South Korea costs over $2,500, for example.

A startup in Menlo Park, CA, hopes to bring down the cost of these high-performance displays by making equipment for printing them on a large scale. Kateeva is testing a prototype large-area OLED printer that it will send to display manufacturers for testing next year. According to the company, its equipment can be used to print OLED displays for 60 percent of the cost of LCDs.

OLED displays are now found in a few products that take advantage of the picture quality, such as a high-end 11-inch flat-panel television made by Sony. Some portable electronics, including Google’s Nexus One phone, also use OLEDs because the relatively low-power screen extends battery life.

All the OLED displays on the market are manufactured using an expensive, small-scale technique called shadow-mask evaporation to lay down the light-emitting organic molecules that make up the pixels. Companies have looked into alternatives that are compatible with large-area manufacturing, such as ink-jet printing, but all the processes entail compromises on the performance and lifetime of the display. Kateeva’s technique combines features of shadow-mask printing and ink-jet printing to make high-quality OLED pixels over a large area. The company plans to sell printing equipment and OLED inks made of light-emitting small molecules.

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Liquid Crystals that Light Up

Fonte: Technology Review

New OLED and LCD displays could be made using a hybrid material.

By Duncan Graham-Rowe (Technology Review)

A material containing electroluminescent liquid crystals could be used to make new kinds of OLED and LCD displays.

Liquid crystals are normally used in displays to polarize the light from a white backlight. But research by Stephen Kelly, head of chemistry at the University of Hull, in the UK, and physicist Mary O’Neill, also at the University of Hull, has shown that it is possible to make liquid crystals that emit light when electrically stimulated.

Liquid light: This prototype display shows a novel type of liquid crystal that emits different colors of light when electrically stimulated. Credit: Polar Oled

Liquid light: This prototype display shows a novel type of liquid crystal that emits different colors of light when electrically stimulated. Credit: Polar Oled

Kelly made this discovery in 2000. He and O’Neill have since worked to refine the technology. Now a company called Polar OLED, based in Leeds, UK, has been spun out to work with display companies to commercialize it. Polar OLED’s material can be used to make novel light-emitting diodes for OLED displays, as well as simple but higher-quality backlights for traditional LCDs, says Kelly.

Liquid crystals have long been known to be capable of photoluminescence–the ability to emit light when exposed to photons. But to make liquid crystals emit light when electrically stimulated, it was necessary to improve the transport of charge through the material.

Kelly’s approach achieves this by using liquid crystals containing organic compounds called aromatics. “The more aromatic rings you have, the more luminescence you get,” says Kelly. By exposing solutions of these materials to ultraviolet light, the compounds form into fixed polymerized networks that link up the liquid crystals. Depending upon the precise chemistry employed, the resulting hybrid material can be made to emit different wavelengths of light, corresponding to different colors, when a current is applied.  continua a leggere…

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Nano Printing Goes Large

Fonte: Technology Review

A rolling nanoimprint technology stamp could be used to print components for displays and solar cells
By Katherine Bourzac
A printing technique that could stamp out features just tens of nanometers across at industrial scale is finally moving out of the lab. The new roll-to-roll nanoimprint lithography system could be used to cheaply and efficiently churn out nano-patterned optical films to improve the performance of displays and solar cells.
Roll-to-roll nanoimprint lithography

Nano press: This 10-by-30-centimeter plastic sheet (top) has been patterned with a series of nanoscale polymer lines using roll-to-roll nanoimprint lithography (bottom). The film is iridescent because of the way its nanoscale features scatter light. Credit: ACS Nano

Nanoimprint lithography uses mechanical force to press out a nanoscale pattern and can make much smaller features than optical lithography, which is reaching its physical limits. The technique was developed as a tool for miniaturizing integrated circuits, and a handful of companies, including Molecular Imprints of Austin, TX, are still developing it for this application.

So far, however, it’s been difficult to scale up nanoimprint lithography reliably. To achieve the resolution needed to print transistors, for example, it’s necessary to use a flat stamp that’s a few centimeters square and must be repeatedly moved over a surface. This isn’t practical when printing large-area films for many other applications. “Displays and solar cells require printing over a much larger area and then cutting it up into sheets,” says Jay Guo, associate professor of electrical engineering and computer science at the University of Michigan. “You have to do it in a continuous fashion.”

To solve this problem, Guo developed a stamp that can be used for roll-to-roll nanoimprinting over large areas. His setup uses a polymer mold wrapped around a rolling cylinder to press a pattern into a material called a resist that sits on top of either a rigid glass backing or a polymer one.  continua a leggere >>

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Five Futuristic Interfaces on Display at SIGGRAPH

Fonte: www.technologyreview.com

Some very interesting ideas are being showcased this week at SIGGRAPH 2009.
By Will Knight

The annual meeting of the ACM’s Special Interest Group on Graphics and Interactive Techniques, SIGGRAPH 2009, takes place in New Orleans this week. The event brings together some of the world’s best digital artists and computer researchers and is a showcase for some interesting new interfaces.

Here are five particularly cool ideas that will be on display at this year’s event (NDR: very interesting videos are available). continua a leggere…

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