Uma equipa do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique) apresentou um processo que reduz de forma drástica o tamanho dos píxeis de diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs). A nova abordagem gera unidades luminosas com cerca de 100 nanómetros de diâmetro, dimensão que representa um encolhimento aproximado de 50 vezes em relação às soluções comerciais atuais.
Miniaturização atinge escala nanométrica
Os resultados foram descritos pelos investigadores Jiwoo Oh e Tommaso Marcato, responsáveis pela experiência. Segundo Oh, “o diâmetro dos menores píxeis alcançados está na faixa dos 100 nanómetros”. A redução possibilita uma densidade de pontos luminosos 2 500 vezes superior à oferecida pelos painéis de última geração. Para efeito de comparação, a Lei de Moore — que prevê a duplicação do número de transístores num chip a cada dois anos — destaca ganhos significativamente mais lentos do que o índice obtido pela equipa suíça.
A fabricação convencional de OLEDs recorre ao depósito de moléculas emissoras de luz sobre pastilhas de silício por evaporação. Essa técnica exige máscaras metálicas relativamente espessas, o que limita a miniaturização dos píxeis. O método proposto pelos cientistas substitui as máscaras grossas por membranas de nitreto de silício, material cerâmico capaz de formar estruturas finas e resistentes, mesmo em áreas reduzidas.
Nitreto de silício viabiliza moldes 3 000 vezes mais finos
De acordo com Marcato, o uso do nitreto de silício permitiu criar moldes até 3 000 vezes mais delgados que os convencionais. Além de diminuir o volume do conjunto, o novo molde suporta processos de litografia padrão, o que facilita a integração com técnicas empregadas na fabricação de semicondutores.
Com a solução, os engenheiros conseguiram posicionar e organizar nanopíxeis sobre o substrato de forma precisa, mantendo as características de emissão de luz dos materiais orgânicos. O resultado é uma matriz de elementos emissores que ocupa uma área microscópica e oferece intensidade luminosa comparável à obtida em displays comerciais.
Protótipo cabe no tamanho de uma célula humana
Para demonstrar a eficiência da abordagem, a equipa montou o logótipo da universidade utilizando 2 800 nano-OLEDs. A composição completa tem dimensão semelhante à de uma célula humana, evidenciando o grau de miniaturização atingido. Mesmo nesse espaço reduzido, cada píxel mantém funcionamento individual, característica essencial para aplicações em imagens de alta definição.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Potencial para displays e instrumentos científicos
O avanço abre caminho para telas com resolução inédita, já que a densidade obtida supera em milhares de vezes o padrão atual. Segundo os investigadores, a mesma tecnologia pode beneficiar áreas como a microscopia. Num cenário prático, uma matriz de nano-OLEDs funcionaria como fonte de luz localizada, iluminando regiões extremamente pequenas de uma amostra. As imagens captadas seriam posteriormente combinadas num computador, resultando em fotografias de grande detalhe.
Outra possibilidade mencionada pela equipa envolve sensores miniaturizados. Como os nano-OLEDs podem ser integrados a circuitos de leitura, a luz emitida servirá para detectar mudanças mínimas em sistemas biológicos, incluindo sinais provenientes de células nervosas individuais.
Integração direta com processos industriais
Um ponto destacado pelos autores é a compatibilidade do novo molde de nitreto de silício com fluxos de produção já estabelecidos na indústria de semicondutores. Essa facilidade reduz o número de etapas adicionais necessárias para transpor o conceito do laboratório para fábricas de componentes eletrónicos. Em curto prazo, protótipos mais complexos podem surgir, acelerando a transição para displays de ultra-alta resolução e instrumentos científicos de maior precisão.
Apesar de ainda se encontrar na fase experimental, a miniaturização dos OLEDs em escala nanométrica demonstra um potencial de impacto comparável ao dos saltos históricos na densidade de transístores. Se os resultados forem reproduzidos em linhas de produção comerciais, o consumidor poderá ver, num futuro próximo, televisores, smartphones e óculos de realidade aumentada com nitidez sem precedentes. Ao mesmo tempo, laboratórios de biologia e medicina poderão utilizar fontes de luz precisas e ajustáveis, capazes de melhorar significativamente a qualidade de imagens microscópicas.
