Nanotecnologia melhora brilho de LEDs orgânicos em 400%

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/10/2014

A nova nanoestrutura guia a luz para fora dos LEDs, tornando-os até 400% mais brilhantes.
[Imagem: Wei Ding et al. - 10.1002/adfm.201400964]

Folhas de luz

Os LEDs, agora homenageados com o Nobel de Física, já são tidos como o supra-sumo da iluminação graças a uma série quase imbatível de vantagens.

Seus sucessores, contudo, já estão sendo gestados. São os OLEDs, ou LEDs orgânicos, que seguem o mesmo princípio dos LEDs à base de silício (inorgânicos) mas usando materiais e processos de custo muito mais baixo.

Por exemplo, os OLEDs podem ser fabricados em materiais finos e flexíveis, como plásticos, permitindo a criação de "folhas de luz", painéis totalmente planos que poderão, no futuro, ser colados no teto como se fossem papel de parede, iluminando todo o ambiente por igual.

Agora, essa gestação dos OLEDs - na verdade suas primeiras gerações já estão presentes em vários produtos comerciais - avançou muito.

Wei Ding e seus colegas da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, apresentaram uma inovação que melhorou o brilho e a eficiência dos OLEDs em nada menos do que 58%.

Isso resulta em uma melhoria na claridade dos OLEDs de até 400% - e os pesquisadores afirmam que o mesmo processo poderá também ser usado nos LEDs inorgânicos tradicionais.

Trata-se de uma nanoestrutura capaz de manipular a luz em uma escala menor do que o comprimento de onda.

Esquema do dispositivo, batizado de PlaCSH.
[Imagem: Wei Ding et al. - 10.1002/adfm.201400964]

Liberando a luz

Apesar de toda a sua eficiência e seu sucesso, o projeto dos LEDs ainda tem alguns problemas intrínsecos, entre os quais o aprisionamento de uma grande quantidade dos fótons emitidos, que acabam não se convertendo em luminosidade enviada para o exterior. E, apesar de sua prometida durabilidade de 100.000 horas, essa luz aprisionada transforma-se em calor, que acaba diminuindo a vida útil do componente.

A solução apresentada por Ding e seus colegas é uma nanoestrutura com 100 nanômetros de espessura feita de um material emissor de luz, posta sobre uma cavidade recoberta, de um lado por uma superfície metálica e, do outro, por uma malha com "furos" de meros 15 nanômetros.

Essa estrutura, que guia a luz para fora do LED, recebeu o complicado nome de PlaCSH, sigla para plasmonic cavity with subwavelength hole-array - cavidade plasmônica com matriz de orifícios com dimensões abaixo do comprimento de onda, em tradução livre.

A equipe afirma que, além de poderem ser usados em OLEDs, LEDs e células solares, suas nanoestruturas alterarão muito pouco os custos da fabricação desses componentes.

"É barato e extremamente simples," disse o professor Stephen Chou, coordenador do grupo.

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