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Veja nesta entrevista com Roberto Faria, pesquisador do Instituto do Milênio de Materiais Poliméricos, como os OLEDs ou diodos emissores de luz orgânicos, estão abrindo novos mercados neste setor

Claudia Tozetto

Também proveniente das novas técnicas que a pesquisa em nanotecnologia está trazendo para o mercado, os OLEDs (Organic Light Emiting Diode, ou diodos emissores de luz orgânicos), prometem fazer parte do time de materiais orgânicos com propriedades eletrônicas que podem revolucionar a eletrônica neste século. A tecnologia possui algumas aplicações em comum com os LEDs, como iluminação de ambientes e sinalização em computadores, e outras como os displays, que estão iniciando sua penetração no mercado concorrendo com as tecnologias de cristal líquido e plasma.

No Brasil, os OLEDs já vem sendo pesquisados desde meados da década de 80. O Instituto do Milênio de Materiais Poliméricos, rede de pesquisa da qual Roberto Faria (Instituto de Física – USP São Carlos) faz parte, foi criado pelo Ministério de Ciência e Tecnologia em 2001 e envolve 25 grupos de pesquisa espalhados pelas cinco regiões brasileiras. O grupo é formado por pesquisadores das áreas de química, física e engenharias que atuam, de forma coordenada, em pesquisas e aplicações de propriedades elétricas e ópticas dos materiais poliméricos.

Faria, que foi coordenador do Instituto do Milênio de Materiais Poliméricos entre 2002 e 2005 e hoje continua no instituto colaborando na parte científica e de gestão, acompanha de perto a trajetória de pesquisas em OLEDs no Brasil e no mundo. O pesquisador aceitou o convite do portal Saber Eletrônica Online para esclarecer nesta entrevista quais são as perspectivas dos OLEDs.

Mesmo sem dar andamento ao projeto, Faria acredita que o Brasil não está defasado em conhecimento da tecnologia de OLEDs, em relação ao resto do mundo. Segundo ele, o grande desafio é transformar este conhecimento em inovação. Neste ano, inclusive, o principal evento sobre da área de eletrônica orgânica será realizado no Brasil, em Porto de Galinhas (PE). A International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2008) será realizada entre 6 e 11 de julho. O evento terá a presença de dois dos vencedores do Prêmio Nobel de Química em 2000 pelo trabalho na área polímeros condutores, Prof. Alan Heeger e Prof. Hideki Shirakawa, além de uma homenagem ao terceiro vencedor, Profº Alan G. MacDiarmid, falecido em 2007.

SE Online – O que é a tecnologia OLED? Quais as perspectivas desta tecnologia?
Roberto Faria - O OLED é um LED feito de material orgânico. E o LED é um diodo emissor de luz. Até a virada do século, toda a eletrônica de dispositivos era feita com materiais inorgânicos, e a partir de agora despontam vários materiais orgânicos com propriedades eletrônicas. Sem sombra de dúvidas, o século XXI, na área da eletrônica, vai se basear quase que totalmente na eletrônica orgânica. Existe uma previsão de que, no futuro, toda iluminação deve ser feita por OLEDs e não mais por lâmpadas, porque o OLED tem uma eficiência de conversão de energia elétrica em luz muito superior. Outra grande aplicação dos OLEDs, que já começa a entrar no mercado, são as telas emissoras de imagem, ou seja, displays para televisores, monitores e celulares. Onde existir uma tela emissora, tanto de matriz ativa quanto de matriz passiva, o OLED vai ser um elemento importante.

SE Online – Quando as pesquisas em OLEDs foram iniciadas no mundo?
Roberto Faria - Existem dois tipos de OLEDs: os orgânicos de moléculas pequenas, que as pesquisas foram iniciadas pela Kodak no final dos anos 80; e a tecnologia de moléculas muito grandes, também chamadas de polímeros, que foi desenvolvida pela Cambridge Display Technology (CDT). A primeira é chamada de small molecule, que é comum chamarem de "small LEDs", e às vezes você escuta "PLED", que é o OLED de polímeros. Então, temos duas famílias bem distintas quando falamos em OLEDs.

SE Online - E elas têm aplicações diferentes?
Roberto Faria - Não, elas viraram concorrentes. Na área de display de telas, estas duas tecnologias começam a concorrer com a tela de cristal líquido (LCD), a tela plana que está dominando o mercado hoje. No Brasil, você ainda encontra televisores e mesmo monitores de computador de tubos de raios catódicos, mas no primeiro mundo, não tem mais este tipo de produto na prateleira para vender. Só telas de cristal líquido, praticamente. Os OLEDs estão entrando nesse mercado e, muito provavelmente, vão concorrer fortemente com os displays de cristal líquido.

SE Online – Mas, quais as vantagens da tecnologia OLED em relação à LCD?
Roberto Faria - A grande vantagem, eu diria a maior, é que o cristal líquido não tem luz própria. Neste tipo de tela você tem que alimentar uma fonte de luz, o chamado back light, para que a luz atravesse o cristal líquido e forme a imagem na tela. Já os OLEDs tem luz própria, quando a corrente elétrica passa na molécula, ela própria [a molécula] emite luz. Na natureza temos processos semelhantes, como o vaga-lume. Quando passa uma pequena corrente elétrica produzida por reação química em uma molécula, ele acende. O processo que acontece no OLED não é muito diferente disso.

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– E o fato da molécula ter luz própria resulta em quê?
Roberto Faria – Resulta em maior resolução, pois com a entrada da TV digital, a resolução de imagem se tornou muito importante, então, cada vez são desenvolvidas tecnologias mais avançadas para oferecer imagens mais nítidas. Temos maior brilho também, no que toca a distinção de cores e tonalidades. Hoje, uma tela altamente sofisticada lhe dá uma nítida impressão de tridimensionalidade. Os OLEDs vão facilitar essa resolução e essa tonalidade de cores. O consumo de energia será menor e, mais do que tudo, o preço cairá, porque o processamento para montar uma tela de OLED deverá ser mais barato do que uma tela de cristal líquido. Talvez não hoje, mas daqui a uns cinco anos isso já pode se tornar uma realidade de mercado.
SE Online - E como está a produção desse tipo de tecnologia no mundo. Quais as aplicações já existentes?
Roberto Faria - As aplicações na área de displays estão no início.

Hoje nós só temos uma TV de OLED lançada no mercado japonês, pela Sony. É possível perceber que já está se iniciando uma entrada no mercado. Se você pegar um monitor de cristal líquido e analisá-lo, verá que ele tem de três a quatro centímetros de espessura, o que é um avanço enorme em relação ao monitor de tubo de raios catódicos. Essa TV de OLED lançada pela Sony, tem seis milímetros de espessura. É possível, então, notar o salto da tecnologia de cristal líquido para o OLED. É claro que hoje esta televisão está muito cara: custa em torno de US$ 2,5 mil e tem apenas 11 polegadas. Ela ainda não é competitiva no mercado, mas acredito que a Sony a lançou justamente para ver a aceitação do público. Quando a produção for estendida para uma escala maior, é evidente que o preço vai cair muito.

SE Online – A quantidade de polegadas ainda é uma limitação para os OLEDs? Por quê?
Roberto Faria - É ai que aparece a concorrência entre as moléculas pequenas e os polímeros. A tecnologia das moléculas pequenas está mais madura, porque foi iniciada quase dez anos antes, mas a dos polímeros tem progredido extraordinariamente. Os polímeros podem ser processados no que chamamos de química molhada, ou seja, é feita a deposição da película ativa, que tem espessura nanométrica, no substrato que vai formar a tela. Este processo por solução é muito mais barato do que o processo de evaporação a vácuo, que é a técnica utilizada nos OLEDs de móleculas pequenas. Quando as moléculas são evaporadas sobre o substrato, imagine que você deve colocar todo o seu dispositivo dentro do vácuo para evaporar as moléculas. Isso, em escala industrial, é um fator ruim porque, quanto maior a tela, maior deve ser o ambiente de vácuo e essa técnica é cara. Assim, o preço aumenta assustadoramente, ou seja, a limitação de dimensão da tela para os OLEDs de moléculas pequenas está no preço.

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- Mas isso não significa que não seria possível utilizar esta tecnologia para telas em tamanhos maiores?
Roberto Faria - Em princípio é possível fazer, mas a tecnologia fica sofisticada demais e o preço explode. As telas feitas com a técnica de moléculas pequenas vão concorrer fortemente para tamanhos de até 11 polegadas. É difícil ser preciso no tamanho máximo, mas não vão ser telas muito grandes. Em telas maiores, provavelmente é a tecnologia de polímeros que vai dominar. Contudo, sempre temos muitas surpresas no desenvolvimento tecnológico. Como as coisas ainda não aconteceram, estamos fazendo uma previsão, baseada no que temos em mãos hoje.

SE Online
– Na sua opinião, quais as aplicações mais promissoras com OLEDs?
Roberto Faria – Eu acredito que a iluminação de ambientes será uma área que vai movimentar muito dinheiro no planeta. Quando começarem a trocar todas as lâmpadas por LEDs, você imagina o quanto isso envolve de mercado. Hoje já temos semáforos que utilizam esta tecnologia, ou seja, as lâmpadas não são mais usadas. Uma das vantagens é que o sol não ofusca mais o semáforo quando fica na sua frente. As lanternas de automóveis modernos, sobretudo os importados, também já utilizam os LEDs. Então, temos várias aplicações comercias dos LEDs e os OLEDs que estão entrando neste mercado. Não vai demorar muito para que eles comecem a iluminar ambientes. No início, ambientes menores, mas eu acho que lá pela metade deste século, praticamente toda a iluminação será feita pela luz fria. Em paralelo, há muitas outras aplicações dos orgânicos, é possível fazer muitos sensores deste tipo, principalmente para aplicação na medicina. O material orgânico é à base de carbono e hidrogênio basicamente e as moléculas são muito semelhantes às biomoléculas, então é possível utilizá-los na área de transplante, na área de análise e diagnóstico, porque eles são, em princípio, muito compatíveis com os tecidos orgânicos. Esta é uma área que vai crescer muito também. Os materiais orgânicos vão entrar em outros dispositivos também, por exemplo, na conversão de energia solar em elétrica. A geração de energia elétrica é um problema ambiental sério, então, por que não aproveitar a luz solar para gerar energia elétrica?

SE Online – E como os OLEDs podem ajudar na transformação de energia solar em elétrica?
Roberto Faria - É possível construir dispositivos fotovoltaicos com orgânicos semicondutores, que funcionam de maneira inversa ao OLED. No OLED você coloca energia elétrica e sai luz, esse é o efeito inverso: você incide luz, sai energia elétrica. É uma aplicação potencial, tanto para os orgânicos de moléculas pequenas quanto poliméricas. As duas aplicações são ecológicas: o OLED é ecologicamente correto, porque, se você joga uma tela fora, ela não polui tanto o ambiente quanto uma tela de tubo de raios catódicos; além disso, ao usar tecnologia fotovoltaica, você praticamente não mexe na natureza para gerar energia elétrica.

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– Quanto o mercado de OLEDs representa no mundo?
Roberto Faria - Há uma variedade muito grande de índices de recursos, porque depende da maneira que você encara o mercado, mas, seguramente, as previsões são de que até 2020 esse mercado estará movimentando entre de US$ 50 bilhões e US$ 500 bilhões, não é um mercado previsível. Essa previsão envolve, basicamente, os displays e os fotovoltaicos. Ainda não temos um estudo sobre a aplicação de sensores, pois serão tão variados que devem ser fabricados em pequenas indústrias, no máximo, médias.

Na revista Saber Eletrônica nº 425 (junho/2008), confira uma matéria exclusiva sobre a única tentativa de acordo do Brasil na área de OLEDs, com a empresa detentora da tecnologia, a britânica Cambridge Display Technology (CDT). Em acordo intermediado pela ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial, a CDT chegou a assinar um protocolo de intenções que previa a instalação de uma fábrica de desenvolvimento de displays de OLEDs no Brasil. O projeto foi firmado com o Instituto do Milênio de Materiais Poliméricos, ABDI e Aegis Semicondutores, mas acabou naufragando mais tarde.