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

Las pantallas llevan años encogiéndose mientras su nitidez aumenta. 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 débiles brillan sus cristales. Los diodos emisores de luz orgánicos, o OLED para abreviar, están compuestos de compuestos a base de carbono y los píxeles OLED siguen siendo brillantes incluso en dimensiones diminutas. La imagen del loro de Zúrich muestra lo bien que se pueden organizar estos materiales una vez que se elimina un obstáculo que ha frenado la industria 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 la fabricación. Los microchips se crean mediante fotolitografía: se aplica un barniz sensible a la luz 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 precisiones de unos pocos nanómetros y se utiliza desde hace décadas en la industria de los semiconductores. Anteriormente era tabú para los fósforos orgánicos porque los disolventes y los productos químicos reveladores 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 alcanzable y la alineación 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, ha salvado este obstáculo con un material que cumple dos tareas al mismo tiempo.

Cómo un fotorresistente se hace brillar

Los investigadores desarrollaron polímeros luminiscentes coloreados que también sirven como fotoprotectores. Se pueden aplicar a un chip semiconductor y a una red donde incide luz ultravioleta sobre ellos. En estos lugares el material se vuelve insoluble, en otros lugares el revelado lo elimina, 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 colorida y brillante con 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 las estrellas vecinas para formar una red sólida. La parte interior de los brazos mantiene a distancia los extremos reactivos y protege el núcleo de luz para que los químicos agresivos de la litografía apenas puedan dañarlo. De este modo, las dos funciones, iluminación y conexión en red, están separadas espacialmente entre sí. Un coautor de la Universidad RMIT de Melbourne confirmó además este efecto protector con simulaciones por ordenador que simularon el comportamiento de los complejos moleculares en las condiciones de producción del chip.

La imagen del loro compuesta por 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 guacamayo que mide 300 por 430 micrómetros y consta de 250 por 350 píxeles. Cada píxel tiene un tamaño de alrededor de 1,2 micrómetros; En un cabello humano de unos 70 micrómetros de ancho se podrían alojar casi 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. Sin embargo, la imagen del loro aún no es una pantalla: los píxeles no se controlan eléctricamente, sino que se estimulan con luz exterior y luego brillan con sus respectivos colores, son fluorescentes. Según el equipo, se trata de 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.

El equipo demostró que el fotorresistente también se puede utilizar para construir diodos emisores de luz operados eléctricamente con una segunda muestra de prueba: un logotipo luminoso de ETH de 1 x 2,4 milímetros, que fue creado en colaboración con el grupo del profesor de electrónica Hua Wang. 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 de un logotipo a una micropantalla funcional todavía es grande: 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 mayor reducción del tamaño de los píxeles operados eléctricamente. La universidad no proporciona en su anuncio ninguna información sobre el brillo y la vida útil de los nuevos materiales en funcionamiento continuo, parámetros cruciales para cualquier exhibición comercial, por lo que la idoneidad de los polímeros para el uso diario permanece abierta por el momento.

Qué significa esto para las gafas y cámaras de datos

Las aplicaciones más obvias son aquellas en las que las pantallas tienen que ser extremadamente pequeñas y extremadamente nítidas al mismo tiempo: en gafas de realidad aumentada, en cascos de realidad virtual y en visores de cámaras electrónicas que colocan la imagen directamente delante del ojo. En estos dispositivos, las capas luminosas se encuentran directamente sobre un chip de silicio, que también lleva la electrónica de control. Si los fósforos pueden estructurarse utilizando el mismo equipo de exposición que el propio microchip, los píxeles de color coincidirán exactamente con los circuitos subyacentes 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 algún papel en los televisores y monitores en el futuro previsible 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 verse si los polímeros se pueden producir de forma consistente en grandes cantidades.

Luz para células individuales y vías nerviosas.

Shih ve el beneficio en algo más que pantallas. Dado que el proceso puede utilizarse para producir fuentes de luz de tan solo unos pocos micrómetros de tamaño 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. Unos diodos emisores de luz diminutos 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 dar como resultado una pantalla más pequeña que una uña y, sin embargo, más nítida que la de cualquier teléfono inteligente actual.

Naturaleza, fotoprotectores electroluminiscentes que extienden el escalado litográfico a los OLED; doi:10.1038/s41586-026-11042-0