Pantalla: la imagen del loro de 87.500 píxeles cabe en la cabeza de un alfiler

Durante años, las pantallas se han ido reduciendo, mientras que su claridad ha ido aumentando. En las gafas de realidad aumentada o en los visores electrónicos de las cámaras modernas hay pantallas, algunas de las cuales tienen una diagonal de menos de un centímetro. En un área tan pequeña, el tamaño de los píxeles individuales determina si una imagen aparece nítida o granulada. Precisamente aquí es donde los diodos emisores de luz convencionales llegan a su límite: cuanto más pequeños son, más débil es el brillo de sus cristales. Los diodos emisores de luz orgánicos, u OLED para abreviar, están hechos de compuestos a base de carbono y los píxeles OLED permanecen brillantes incluso en tamaños pequeños. La imagen del loro de Zúrich muestra ahora con qué precisión se pueden disponer estos materiales una vez superado un obstáculo que ha frenado al sector durante años, como se desprende de una comunicación de la ETH de Zúrich del 23 de septiembre de 2026, que resume el trabajo de los grupos implicados.

El obstáculo está en el sector manufacturero. Los microchips se crean mediante fotolitografía: se aplica una pintura fotosensible a una oblea de silicio, se expone a través de una máscara y luego se revela con solventes para que solo queden las estructuras deseadas. El proceso alcanza una precisión de unos pocos nanómetros y se utiliza desde hace décadas en la industria de los semiconductores. Hasta ahora era un tabú para los fósforos orgánicos, porque los disolventes y los productos químicos de desarrollo atacan y descomponen las sensibles moléculas de carbono. Por ello, los fabricantes de pantallas OLED suelen vaporizar o imprimir las capas luminiscentes mediante finas máscaras metálicas, lo que limita la finura y la alineación alcanzables de los píxeles de color entre sí. El equipo dirigido por Chih-Jen Shih de ETH Zurich y Yinyin Bao, que ahora enseña en la Universidad de Helsinki, evitó este obstáculo con un material que realiza dos tareas a la vez.

Cómo un fotorresistente se hace brillar

Los investigadores han desarrollado polímeros de colores brillantes que también actúan como fotorresistentes. Se pueden aplicar a un chip semiconductor y a una red sobre la que incide luz ultravioleta. En estos lugares el material se vuelve insoluble, en todas partes el revelador lo elimina con un lavado, como ocurre con un fotorresistente normal. El truco está en la estructura de las moléculas, que están construidas según el principio núcleo-capa: en el interior se encuentra la molécula brillante y colorida con los brazos dispuestos en forma de estrella a su alrededor. Sólo los extremos exteriores de estos brazos responden a la luz ultravioleta y se conectan con los brazos de estrellas cercanas para formar una red sólida. La parte interior de los brazos mantiene los extremos reactivos a distancia y protege el núcleo de luz para que sea poco probable que los químicos agresivos de la litografía lo dañen. De este modo, las dos funciones, iluminación y conexión en red, están separadas espacialmente entre sí. Un coautor de la Universidad RMIT en Melbourne también confirmó este efecto protector con simulaciones por computadora que simularon el comportamiento de complejos moleculares en condiciones de fabricación de chips.

La imagen del loro consta de 87.500 píxeles.

Los investigadores demostraron con una imagen de prueba cómo se pueden ordenar con precisión materiales luminosos de diferentes colores mediante este proceso: un Ara que mide 300 x 430 micrómetros y consta de 250 x 350 píxeles. Cada píxel tiene un tamaño de aproximadamente 1,2 micrómetros; El ancho de un cabello humano de unos 70 micrómetros podría acomodar cerca de 60 de estos píxeles uno al lado del otro. Si se convierte la densidad a la medida habitual de píxeles por pulgada, el resultado es más de 20.000, mientras que las pantallas de los teléfonos inteligentes suelen alcanzar unos pocos cientos. La imagen del loro, sin embargo, aún no es una pantalla: los píxeles no están controlados eléctricamente, sino que son estimulados con luz procedente del exterior y luego se iluminan con sus respectivos colores, volviéndose fluorescentes. Según el equipo, esta es la imagen de fluorescencia multicolor de mayor resolución jamás producida mediante fotolitografía, como se documenta en el estudio publicado en Nature, y sirve principalmente como prueba de que se pueden exponer múltiples capas de color una tras otra sin dañar los fósforos aplicados previamente.

Un logo brillante con diodos emisores de luz reales.

Con una segunda muestra de prueba: un logotipo de ETH de luz de 1 x 2,4 milímetros, creado en colaboración con el grupo del profesor de electrónica Hua Wang, el equipo demostró que el fotorresistente también se puede utilizar para construir diodos emisores de luz accionados eléctricamente. Aquí la corriente fluye a través de las capas orgánicas y los propios píxeles emiten luz, como en un televisor OLED, sólo que mucho más pequeño. El paso desde un logotipo hasta una micropantalla funcional aún es largo: para que una pantalla muestre imágenes, cada píxel debe controlarse individualmente, lo que requiere una electrónica adecuada en el chip. Este control está en la lista de próximos pasos, al igual que una reducción adicional en el tamaño de los píxeles controlados eléctricamente. En su comunicado, la Universidad no proporciona ninguna información sobre el brillo y la durabilidad de los nuevos materiales en funcionamiento continuo, parámetros cruciales para cualquier exhibición comercial, por lo que por el momento la idoneidad de los polímeros para el uso diario sigue abierta.

¿Qué significa esto para las gafas y cámaras de datos?

Las aplicaciones más obvias son aquellas en las que las pantallas deben ser extremadamente pequeñas y extremadamente nítidas al mismo tiempo: en gafas de realidad aumentada, cascos de realidad virtual y en visores de cámaras electrónicas que colocan la imagen directamente delante de los ojos. En estos dispositivos, las capas luminosas se encuentran directamente sobre un chip de silicio, en el que también se encuentra la electrónica de control. Si se pueden modelar los fósforos utilizando el mismo equipo de imágenes que el propio microchip, los píxeles de color coincidirán exactamente con el circuito subyacente y los fabricantes podrán confiar en máquinas que ya se utilizan en la industria de los chips. Sin embargo, es poco probable que el proceso desempeñe un papel importante para los televisores y monitores en un futuro próximo porque sus píxeles son lo suficientemente grandes como para funcionar con los métodos actuales. El camino desde el chip de laboratorio hasta el producto en serie sigue siendo largo: el trabajo es un estudio de viabilidad con muestras de prueba, no una tecnología de fabricación, y aún está por ver si los polímeros se pueden producir de forma consistente en grandes cantidades.

Luz para células individuales y vías nerviosas.

Shih ve los beneficios no sólo en las pantallas. Dado que el proceso puede utilizarse para producir fuentes de luz de unos pocos micrómetros directamente en microchips, la luz se produce exactamente donde se necesita. En la tecnología médica, estas fuentes de luz en miniatura podrían instalarse en instrumentos; En la investigación biológica se pueden iluminar células individuales de forma específica o estimular con luz células nerviosas en una placa de Petri. Los diodos emisores de luz pequeños y controlables con precisión también podrían abrir nuevas posibilidades en microscopía y sensores. Bao describe la nueva clase de moléculas de cadena larga como un componente básico a partir del cual se pueden formar píxeles OLED mediante exposición directa; Los grupos de Zurich y Helsinki quieren explorar en los próximos años qué colores, tamaños y brillos aún se pueden lograr. La imagen del loro marca el comienzo de un desarrollo que podría conducir a una pantalla más pequeña que una uña y, sin embargo, más nítida que la de cualquier teléfono inteligente actual.

Natura, fotorresistentes electroluminiscentes que amplían la escala litográfica a los OLED; doi:10.1038/s41586-026-11042-0