LEDs orgânicos lançam luzes sobre um futuro brilhante

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/11/2009

Um complexo fosforescente irídio-amidinato (no alto à esquerda) serve com um excelente emissor de luz (embaixo), permitindo a fabricação dos primeiros OLEDs de alto desempenho não-dopados.
[Imagem: Riken]

Futuro brilhante

Os avanços tecnológicos recentes demonstram que os diodos emissores de luz orgânicos, os chamados OLEDs, deverão revolucionar a tecnologia de iluminação, dando início a uma era de dispositivos finos, flexíveis e e ultra brilhantes.

No coração desses OLEDs estão complexos metálicos fosforescentes que, quando excitados por uma tensão elétrica, produzem uma emissão sustentada de luz com uma eficiência maior do que as outras fontes já disponíveis ou em desenvolvimento.

Eles estão permitindo, por exemplo, a criação de telas de cristal líquido mais finas, mais leves e com um baixíssimo consumo de energia, porque os OLEDs, ao emitirem sua própria luz, dispensam os mecanismos de backlight ainda adotados na maioria das TVs e monitores de tela plana.

O problema do doping

Mas nem tudo são flores no caminho dos OLEDs.

Fabricá-los ainda é um processo complicado e caro. Eles são produzidos por um processo chamado dopagem, no qual complexos metálicos são adicionados a uma matriz hospedeira de forma controlada e com uma exigência de concentração que não permite variações.

Se a concentração do metal for muito alta, o material dopante se aglomera e a eficiência do dispositivo desaba.

Fim das aglomerações

Agora, uma equipe do Instituto Riken, no Japão, desenvolveu uma técnica que elimina esses limites precisos na dopagem.

Utilizando um dopante metálico contendo grupos moleculares que bloqueiam as interações físico-químicas que levam à tendência de aglomeração, os cientistas conseguiram fabricar, pela primeira vez, OLEDs com uma extensa variedade de concentrações de dopantes, todos mantendo a eficiência esperada.

O Dr. Zhaomin Hou e seus colegas modificaram um complexo metálico de irídio fosforescente com uma classe de moléculas conhecidas como amidinatos. Estas moléculas ligam-se com o irídio através de um átomo de nitrogênio que posiciona elétrons próximos ao centro do complexo metálico. Grupos de carbono inertes nas bordas do complexo impedem que os materiais se liguem e inibam sua fosforescência.

Fim da dopagem

Os protótipos de OLEDs produzidos com o complexo irídio-amidinato apresentaram uma emissão brilhante de verde-amarelo utilizando tensões de excitação muito baixas.

Os cientistas verificaram que é possível utilizar uma gama de concentrações de dopantes que varia de 7% a 100%.

Esta variação é tão grande que representa, na prática, a eliminação do processo de dopagem, uma vez que deixa de ser necessário a deposição precisa de um material sobre o outro.

Arco-íris orgânico

Segundo o Dr. Hou, o complexo de irídio possui uma capacidade de transporte de cargas elétricas, o que dispensa a utilização de uma matriz hospedeira para fazer a condução.

Além disso, graças ao excelente desempenho do material e à facilidade de sua síntese, os complexos fosforescentes de irídio-amidinato poderão ser utilizados na fabricação de telas planas para TVs, computadores e outros aparelhos eletrônicos, além de dispositivos de iluminação.

"Nós estamos agora aplicando as moléculas de amidinato em complexos metálicos fosforescentes que emitem luz em vários comprimentos de onda," explica Hou. "Isto irá permitir a produção de novos OLEDs de alto desempenho com diferentes cores."

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