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El rubreno cristalino aumenta la densidad de corriente de los OLED 1,000×
Investigadores de la University of Toyama fabricaron OLEDs con rubreno cristalino, logrando una densidad de corriente 1,000× mayor y un voltaje de encendido de 1.33V.
Imagen: TechXplore
Un nuevo diseño de OLED desarrollado por investigadores de la University of Toyama, Japan, utiliza una película delgada de rubreno cristalino para ofrecer una densidad de corriente hasta 1,000 veces mayor que la de dispositivos fabricados con rubreno amorfo. El dispositivo además presenta un voltaje de encendido más bajo y produce un pico de emisión agudo y único.
Los OLED han evolucionado significativamente desde 1987, cuando Ching W. Tang y Steven A. VanSlyke en Eastman Kodak Company desarrollaron el primer dispositivo práctico. Los OLED modernos se usan en pantallas de teléfonos inteligentes y televisores, así como en iluminación, pero las capas orgánicas empleadas en dispositivos comerciales suelen tener una estructura amorfa y desordenada.
El rubreno puede transportar cargas eléctricas con mucha más eficiencia cuando forma cristales. Sin embargo, la evaporación al vacío convencional —el proceso estándar para depositar las capas de los OLED— normalmente deja al rubreno en un estado amorfo.
Cómo funciona el OLED de rubreno cristalino
El equipo de Toyama, dirigido por el profesor Masahiro Morimoto junto con Yuya Honda y Shigeki Naka, depositó varias capas ultrafinas sobre un sustrato de indium tin oxide, incluida una capa de rubreno de 50 nanómetros. Después utilizaron un proceso de recocido en dos etapas para cristalizarla.
Durante la primera etapa de calentamiento, se formaron pequeñas semillas cristalinas en el rubreno. Tras depositarse las capas restantes, una segunda etapa de calentamiento permitió que esas semillas crecieran hasta formar dominios grandes.
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La microscopía óptica polarizada mostró regiones cristalinas de alrededor de 1 milímetro de extensión a lo largo de toda la película. Las estructuras se distribuyeron de forma uniforme sobre el sustrato, mientras que la difracción de rayos X confirmó una estructura cristalina ortorrómbica.
“Hemos extendido el concepto de los diodos electroluminiscentes orgánicos de Tang a películas delgadas cristalinas de rubreno y fabricado OLED con características superiores. Esto representa la primera aplicación de películas cristalinas no epitaxiales a los OLED.”
Mejoras en el rendimiento de los OLED
En comparación con los OLED con rubreno amorfo, los dispositivos cristalinos lograron:
- Densidades de corriente hasta 1,000 veces mayores
- Un voltaje de encendido de luminancia reducido en 0.30 voltios, hasta 1.33 voltios
- Un pico de emisión agudo y único cerca de 565 nanómetros, reemplazando el espectro amplio de dos picos del rubreno amorfo
El estudio se publicó en línea el 1 de julio de 2026 y está programado para su publicación en el volumen 320 de Synthetic Metals el 1 de agosto de 2026. Los investigadores dicen que el resultado demuestra que cristales orgánicos de alto rendimiento pueden integrarse en OLED de película delgada mediante las técnicas estándar de deposición al vacío.
“Así como la industria de semiconductores ha impulsado avances históricos controlando con precisión el orden estructural de los materiales, creemos que el campo de los OLED está ahora en un punto de inflexión similar. Mientras que los OLED comerciales actuales siguen siendo amorfos, nuestros hallazgos demuestran claramente que la transición a estructuras 'cristalinas' definirá la próxima generación de la tecnología OLED.”
El artículo, “Diodos electroluminiscentes orgánicos con una capa cristalina delgada,” fue publicado por Masahiro Morimoto y colaboradores en Synthetic Metals (2026), DOI: 10.1016/j.synthmet.2026.118226.
La historia acredita a Swati Mestri y Andrew Zinin.
Computing Editor
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vía TechXplore
