Cómo la tecnología de visualización de puntos cuánticos mejora la calidad de imagen de cristales diminutosAunque la tecnología de visualización moderna ya es excepcional, todavía hay margen para mejorar aún más sus efectos de visualización. No importa qué tan buena sea la pantalla LCD, solo puede producir un tercio del rango de percepción del color del ojo humano (con la cooperación del cerebro humano). Sin embargo, esta situación pronto mejorará con la aplicación de la tecnología de matriz de puntos cuánticos en las pantallas. Los puntos cuánticos son cristales semiconductores de unos pocos nanómetros (millonésimas de metro) de tamaño, equivalentes a más de 50 átomos de ancho. Este cristal emite luz cuando se excita. La longitud de onda y el color de la luz dependen del tamaño del cristal. Los cristales más grandes emiten luz de longitud de onda larga (luz roja), mientras que los cristales más pequeños emiten luz de longitud de onda corta (luz azul). Los cristales de tamaños intermedios emiten luz que forma bandas del espectro de colores, como el verde. El plan explota esta propiedad para producir diferencias sutiles de color más allá de lo que pueden mostrar las pantallas LCD existentes. La pantalla LCD está hecha de una extraña sustancia de cristal líquido. Este cristal líquido contiene innumerables rejillas diminutas que permiten o impiden el paso de la luz blanca. Cuando la rejilla fina funciona, el circuito puede controlar la polaridad óptica del cristal líquido. En la mayoría de las pantallas LCD, la luz es generada por diodos emisores de luz, que luego se dispersan en una capa de pantalla especial detrás de una rejilla. La luz blanca pasa a través de la rejilla de cristal líquido y luego ingresa al filtro. Después del filtrado, solo puede emitir uno de los tres colores principales: rojo, verde y azul. Al combinar cada tres filtros con un ráster (incluido un color primario), se crean unidades de imagen o píxeles independientes. Cambiando el flujo luminoso de la rejilla y combinando los tres colores primarios en diferentes proporciones, se puede determinar la gama de colores producida por cada píxel. Hace unos años, sobre el arcoíris, habría sido sorprendente que el número de colores en una pantalla pudiera alcanzar un tercio del rango de percepción humana del color. Pero los tiempos están avanzando y el jefe de California Nanosystems, Jason Hartlove, cree que tiene una mejor manera de mejorar la tecnología de visualización. California Nanosystems utiliza una tecnología llamada puntos cuánticos para aumentar aún más la cantidad de colores que se pueden mostrar, dijo. El problema que los puntos cuánticos quieren resolver es que la luz de la pantalla LCD, que es la primera opción en la industria de las pantallas, no es lo suficientemente brillante. La luz que emiten está sesgada hacia el extremo azul del espectro. Esta diferencia de color se refleja en las distintas frecuencias que componen la imagen en pantalla. Algunos espectadores pueden pensar que esos colores parecen fríos. California Nanosystems tiene un producto llamado película mejorada con puntos cuánticos. Utilizan puntos cuánticos para modificar el espectro de los LED de modo que la luz blanca que emiten pueda acercarse al rango adaptativo del ojo humano. Como sugiere el nombre del producto, la tecnología de puntos cuánticos mejora el efecto de visualización. El principio es dejar que la luz del LED pase a través de una película transparente cubierta con puntos cuánticos, que puede absorber la luz y reemitir parte de ella. Estos puntos cuánticos están disponibles en dos tamaños. Los más grandes reemiten la energía absorbida en forma de luz roja. El más pequeño volverá a brillar en verde. Según California Nanosystems, la imagen filtrada final se genera a partir de una paleta con una gama de colores más amplia, un 50% más amplia que la de las pantallas LCD existentes. Otra ventaja de la tecnología, afirma California Nanosystems, es que puede producirse fácilmente utilizando los procesos de producción existentes. Simplemente reemplace la capa de dispersión del LED con una película de mejora de puntos cuánticos. La película en sí también fue fácil de hacer. Los puntos cuánticos están hechos de semiconductor de fosfuro de indio. Se rocían sobre una lámina de plástico transparente, luego se cubren con otra lámina de plástico y finalmente se envasan con calor. La película se puede producir continuamente en rollos, algo similar al proceso de impresión. Esto reduce enormemente los costos. Hartlove dijo que los resultados podrían aportar efectos similares a los de una película en color en pantallas pequeñas. También se puede ampliar a nuevas áreas de aplicación, como fotografía en color de calidad profesional, ordenadores portátiles, teléfonos móviles y otros equipos. El uso de este método para mejorar las pantallas LCD tradicionales puede ser sólo el comienzo de la aplicación de la tecnología de puntos cuánticos. Algunos ingenieros creen que la tecnología podría usarse para mejorar generaciones enteras de tecnología de visualización. Muchos expertos de la industria creen ahora que la próxima generación de pantallas estará hecha de diodos emisores de luz orgánicos (OLED). La diferencia entre diodos orgánicos y diodos estándar es que la luz de los diodos estándar debe filtrarse y procesarse para obtener la intensidad y el color correctos. Los diodos orgánicos tienen una estructura diferente para cada color primario que se puede suministrar, lo que permite la creación directa de píxeles. Los diodos emisores de luz orgánicos son más brillantes, más ricos en color y más profundos que los LED.
La pantalla en sí es más delgada y consume menos energía, todas características atractivas. Desafortunadamente, las pantallas OLED grandes son caras de fabricar y no duran tanto como las LED estándar. Una idea más novedosa, la de los puntos cuánticos, puede llenar el vacío que otras tecnologías no han logrado. De hecho, prometen ser incluso más brillantes que los diodos emisores de luz orgánicos. Diodos emisores de luz orgánicos, que pueden sustituir completamente a los diodos emisores de luz orgánicos. Además del alto brillo, el valor de los diodos emisores de luz orgánicos es que la energía eléctrica suministrada y controlada por los diodos emisores de luz orgánicos se puede convertir directamente en luz vista por el público. Esta luz no requiere filtrado ni procesamiento. Los puntos cuánticos también pueden tener la misma estructura, por lo que también pueden producir luz directamente a partir de electricidad. Ahora que se han desarrollado los circuitos para controlar las pantallas OLED, debería ser sencillo reemplazar los OLED con puntos cuánticos. A principios de este año, investigadores de Samsung Electronics realizaron exactamente este experimento. Demostraron una pantalla experimental de puntos cuánticos hecha de puntos cuánticos rojos, verdes y azules, alimentada y controlada por una matriz de transistores especial. Pero Samsung no está solo en este experimento. Recientemente, QD Vision, con sede en Massachusetts, utilizó puntos cuánticos para iluminar la salida de dispositivos de iluminación LED. Demostraron un prototipo de pantalla de puntos cuánticos, afirmando que su eficiencia y niveles de color son comparables a las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos. Aunque QD Vision dijo que todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que esta tecnología de visualización pueda comercializarse, la compañía cree que las pantallas de puntos cuánticos eventualmente serán más baratas que los diodos emisores de luz orgánicos. La tecnología de puntos cuánticos puede tener aplicaciones más allá de las pantallas. Los ingenieros de la empresa británica Nanoco creen que la tecnología de puntos cuánticos podría ayudar a generar energía solar. La empresa planea mejorar la eficiencia de las células solares ajustando la incidencia de la luz solar para que las células solares puedan absorber más energía por completo. Para que estas células solares reemplacen los métodos existentes de generación de energía a gran escala, como el carbón y el gas natural, lo más importante es la eficiencia.