Las pantallas OLED ya equipan muchos teléfonos inteligentes, televisores y relojes inteligentes. Cada píxel produce directamente su propia luz, sin retroiluminación. Esta tecnología ofrece negros profundos, un alto contraste y dispositivos delgados. Investigadores japoneses exploran ahora una nueva manera de organizar los materiales internos para hacer circular mejor la corriente.
Una OLED se compone de varias capas orgánicas extremadamente finas. Cuando las cargas eléctricas las atraviesan, algunas moléculas emiten luz. En las pantallas actuales, estas moléculas suelen estar dispuestas de manera desordenada, en una estructura denominada amorfa. Esta organización facilita la fabricación de grandes superficies, pero puede frenar el desplazamiento de las cargas.
Primer plano de una pantalla OLED actual.
Imagen Wikimedia
Esta resistencia interna importa mucho. Una mala circulación eléctrica puede requerir una tensión más alta, producir más calor y limitar la luminosidad disponible. Los fabricantes también deben encontrar un equilibrio entre rendimiento, vida útil, fidelidad de los colores y costo de producción.
Masahiro Morimoto, Yuya Honda y Shigeki Naka, de la Universidad de Toyama, probaron una capa de rubreno. Este material orgánico transporta especialmente bien las cargas cuando adopta una estructura cristalina, en la cual las moléculas siguen un orden regular. Hasta ahora, integrar tales cristales en una OLED fina y fácil de fabricar seguía siendo difícil.
Los investigadores primero depositaron al vacío una capa desordenada de rubreno. Un tratamiento térmico en dos etapas la transformó después en una película cristalina. Los dominios obtenidos alcanzaban aproximadamente 1 mm de ancho, con solo 50 nm de espesor. Esta delgadez equivale a aproximadamente una milésima del grosor de un cabello humano.
El cambio modificó fuertemente el comportamiento eléctrico del componente. Con la misma tensión, la densidad de corriente podía alcanzar hasta 1 000 veces la de una OLED comparable que contenía rubreno amorfo. Este resultado significa que las cargas atravesaban la capa con mucha más facilidad.
El diodo experimental comenzaba a emitir alrededor de 1,3 V con una luminancia baja. Una tensión reducida podría, a largo plazo, contribuir a limitar ciertas pérdidas eléctricas. En un teléfono inteligente o un televisor, esto podría propiciar pantallas con menor consumo energético, más brillantes con el mismo consumo, que produzcan menos calor y con una vida útil prolongada.
La estructura cristalina también hizo que la emisión de luz fuera más estrecha y más precisa en el espectro medido. Esta propiedad podría ayudar a producir colores mejor controlados. Sin embargo, deberá combinarse con materiales rojos, verdes y azules adecuados, así como con las muchas otras capas necesarias en un panel comercial.
El método emplea la deposición al vacío, ya habitual en la fabricación de las OLED. Esta ventaja podría facilitar su futura integración. Los investigadores aún deben verificar la regularidad de los cristales en grandes superficies, su compatibilidad con millones de píxeles y su resistencia a los ciclos prolongados de uso.