Uno de los retos más grandes a los que se enfrentan Meta, Apple y otros fabricantes de gafas inteligentes es la integración de pantallas en el cristal. Los paneles microLED u OLED deben ser lo suficientemente pequeños como para caber dentro de la lente sin distorsionar la visión. Encontrar el equilibrio entre la miniaturización y el consumo energético ha sido tan complejo que muchos han optado por prescindir de pantallas y optar por una solución de audio, al estilo Ray-Ban Meta.
La buena noticia es que existe una solución a la vista. un grupo de investigadores de la Universidad de Würzburg ha logrado fabricar el píxel OLED más pequeño del mundo. El dispositivo de apenas 300 nm x 300 nm rompe la barrera de la longitud de onda de la luz para crear emisores a escala nanométrica, un avance que permitiría montar pantallas de ultra alta resolución en un espacio diminuto.
A pesar de su tamaño, el nanopíxel brilla con una intensidad similar a la de un panel OLED comercial y es eficiente en términos de consumo energético. Además, las pantallas tienen velocidades de respuesta superiores a los 60 Hzun detalle que será bienvenido en los cascos VR/AR y otros dispositivos.
Para entender un poco este hito científico, tenemos que mirar hacia atrás. Uno de los problemas de miniaturizar un OLED es que la corriente no se distribuye de forma uniforme. Al centrarse en las esquinas, se generan campos eléctricos tan potentes que provocan cortocircuitos.
“Los campos eléctricos resultantes generarían fuerzas tan intensas que los átomos de oro, al volverse móviles, crecerían gradualmente hasta convertirse en el material ópticamente activo”, mencionó Jens Pflaum, uno de los autores de la investigación. “Estas estructuras ultrafinas, también conocidas como filamentos, continuarían creciendo hasta que el píxel se destruyera por un cortocircuito”.
Para evitar que el píxel se destruya a sí mismo, los investigadores han tenido que rediseñar la arquitectura del componente utilizando litografía por haz de electrones.
La clave técnica de este desarrollo reside en cómo los investigadores han gestionado la emisión en el régimen sublongitud de onda. Normalmente, cuando un emisor es más pequeño que la onda de luz que produce, la eficiencia cae restrictiva. Sin embargo, mediante el uso de antenas plasmónicas de oro, los científicos han logrado acoplar la emisión de las moléculas orgánicas a modos electromagnéticos que “extraen” la luz de forma eficiente hacia el exterior.
En términos de rendimiento, los nanopíxeles OLED alcanzan una luminancia de hasta 3.000 nitsalgo así como el brillo máximo de un móvil de gama alta cuando se usa bajo la luz del sol. El sistema es capaz de operar a una tasa de refresco superior a los 60 cuadros por segundolo que garantiza una reproducción de vídeo fluida y sin efectos de estela.
Antes de emocionarse, el proyecto de las pantallas diminutas todavía está en su primera fase. Los investigadores confirmaron que la eficiencia cuántica extrema es del 1%, un porcentaje que todavía está lejos del 20 al 30% que maneja una pantalla OLED comercial como las de los televisores o teléfonos móviles.
Otro detalle a considerar es que el prototipo actual emite solo en naranja. Para que la pantalla sea funcional, se necesitan replicar estas condiciones en los subpíxeles RGB. El equipo de la Universidad de Würzburg ya trabaja en ello y adelantó que en un futuro estas pantallas podrán integrarse en gafas inteligentes o lentes de contacto.
