OLEDs com mais brilho
Pesquisadores coreanos desenvolveram uma tecnologia que mais que dobra a eficiência de emissão de luz dos LEDs orgânicos, ou OLEDs, mantendo a estrutura plana que é uma das principais vantagens para as telas baseadas nessas fontes de luz.
As telas OLED já são largamente usadas em TV e celulares graças à sua baixa espessura e excelente reprodução de cores, mas a indústria já vinha reclamando de seus “defeitos”, sobretudo as perdas internas de luz, que têm limitado melhorias adicionais no brilho.
O problema é que os OLEDs são compostos por múltiplas camadas de filmes orgânicos ultrafinos, empilhados uns sobre os outros. À medida que a luz passa por essas camadas, ela é repetidamente refletida ou absorvida, frequentemente fazendo com que mais de 80% da luz gerada dentro do OLED seja perdida na forma de calor, antes de conseguir escapar.
Para superar esse problema, MinJae Kim e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) desenvolveram uma nova estrutura para extração da luz e um novo projeto de OLED que reduz significativamente a perda de luz dentro do emissor de luz. Essa estrutura de extração de luz mantém a superfície do OLED quase plana enquanto extrai mais da luz gerada internamente, enviando-a para o exterior.
“Embora muitas estruturas de extração de luz tenham sido propostas, a maioria foi projetada para aplicações de iluminação de grandes áreas, e muitas eram difíceis de aplicar efetivamente a telas compostas por inúmeros píxeis pequenos,” explicou o professor Seunghyup Yoo. “A estrutura quase plana de extração de luz proposta neste trabalho foi projetada com restrições no tamanho da fonte de luz dentro de cada píxel, reduzindo a interferência óptica entre píxeis adjacentes e maximizando a eficiência.”
Como extrair a luz
Para extrair a luz produzida dentro do OLED, são usadas estruturas de extração de luz, como lentes hemisféricas ou matrizes de microlentes. No entanto, as lentes hemisféricas se projetam significativamente para fora da estrutura, dificultando a manutenção de um formato plano, enquanto as microlentes precisam cobrir uma área muito maior do que o tamanho dos píxeis individuais para alcançar uma extração de luz suficiente.
Isso cria limitações na elevação da eficiência dos emissores de luz, que acaba gerando interferência entre píxeis vizinhos.
Para aumentar o brilho dos OLEDs preservando sua estrutura plana, a equipe propôs uma nova estratégia que maximiza a extração de luz dentro das dimensões de cada píxel individual. Ao contrário dos projetos convencionais, que assumem que os OLEDs se estendem infinitamente, a nova abordagem leva em consideração os tamanhos finitos dos píxeis realmente usados em cada tela. Como resultado, mais luz pode ser emitida externamente, mesmo a partir de píxeis do mesmo tamanho.
Além disso, a nova estrutura de extração de luz ajuda a luz a emergir eficientemente na direção frontal, sem se espalhar demais. Essa estrutura é muito fina – comparável em espessura às matrizes de microlentes existentes – e, ainda assim, atinge uma eficiência de extração de luz próxima à das lentes hemisféricas da mesma dimensão lateral. Consequentemente, ela praticamente não compromete o formato plano dos OLEDs e pode ser facilmente aplicada a telas OLED flexíveis.
A combinação dos dois avanços mais do que dobrou a eficiência de emissão de luz, mesmo em píxeis pequenos, o que permitirá a construção de telas mais brilhantes com a mesma potência, aumentando a duração das baterias dos dispositivos portáteis e reduzindo a geração de calor. Também são previstas melhorias na vida útil das telas.
Bibliografia:
Artigo: Near-planar light outcoupling structures with finite lateral dimensions for ultra-efficient and optical crosstalk-free OLED displays
Autores: MinJae Kim, Junho Kim, Seunghyup Yoo
Revista: Nature Communications
Vol.: 16, Article number: 11606
DOI: 10.1038/s41467-025-66538-6