Tecnología de visualización de puntos cuánticos Cómo los pequeños cristales mejoran la calidad de la imagen

Aunque la tecnología de visualización moderna ha funcionado extremadamente bien, todavía hay margen para seguir mejorando el rendimiento de la pantalla. Incluso las mejores pantallas LCD actuales sólo pueden producir un tercio de la gama de colores del ojo humano (cooperando con el cerebro humano). Pero con la aplicación de la tecnología de matriz de puntos cuánticos en las pantallas, esta situación pronto cambiará. Los puntos cuánticos son cristales semiconductores con un tamaño de unos pocos nanómetros (una milmillonésima parte de un metro), lo que equivale 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 pequeños emiten luz de longitud de onda corta (luz azul). Los cristales entre tamaños emiten luz que forma bandas del espectro de colores, como el verde. El plan es explotar esta propiedad para producir matices de color más allá de lo que pueden mostrar las pantallas LCD existentes. LCD está compuesto por una sustancia de cristal líquido única. Este tipo de cristal líquido contiene innumerables rejillas finas, que pueden permitir o prohibir el paso de la luz blanca. Cuando las rejillas finas funcionan, el circuito puede controlar la polaridad óptica del cristal líquido. En la mayoría de los LCD actuales, la luz se genera mediante diodos emisores de luz, después de lo cual se dispersa 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 a un filtro. Después del filtrado, solo se puede emitir uno de los colores principales: rojo, verde y azul. Combinar cada tres filtros con rejillas (uno para cada color primario) crea unidades de imagen independientes o píxeles. Cambiando la cantidad de luz que pasa a través de la rejilla y combinando los tres colores principales en diferentes proporciones, se puede determinar la gama de colores producida por cada píxel. Sobre el arco iris Hace unos años habría sido impresionante tener una pantalla con un tercio del rango de percepción humana del color. Pero los tiempos avanzan y el jefe de California Nanosystems, Jason Hartlove, cree que tiene una mejor manera de mejorar la tecnología de visualización. Dijo que California Nanosystems está utilizando una tecnología llamada puntos cuánticos que puede aumentar aún más la cantidad de colores que se pueden mostrar. El problema que los puntos cuánticos quieren resolver es que la luz LCD, que actualmente 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 de colores. Este sesgo de color se refleja en las distintas frecuencias que componen la imagen de la pantalla. Algunos espectadores pueden pensar que este color parece más genial. California Nanosystems tiene un producto llamado película mejorada con puntos cuánticos. Utilizan puntos cuánticos para modificar el espectro de los LED para que la luz blanca que emiten pueda acercarse al rango adaptativo del ojo humano. Como indica el nombre del producto, la tecnología de puntos cuánticos mejora el efecto de visualización. El principio consiste en dejar pasar la luz LED a través de una película transparente cubierta de puntos cuánticos. Estos puntos cuánticos pueden absorber la luz y reemitir parte de ella. Estos puntos cuánticos vienen en dos tamaños. Los más grandes reemiten la energía absorbida en forma de luz roja. Los más pequeños vuelven a emitir luz verde. Según California Nanosystems, la imagen filtrada final se genera a partir de una paleta con una gama de colores más amplia, que es un 50% más amplia que lo que pueden lograr las pantallas LCD existentes. California Nanosystems afirma que otra ventaja de la tecnología es que es fácil de producir según. a los procesos de producción existentes. Simplemente reemplace la capa de dispersión del LED con una película mejorada con puntos cuánticos. La película en sí también es fácil de producir. Los puntos cuánticos están hechos de semiconductores de fosfuro de indio, que se recubren por pulverización sobre una lámina de plástico transparente, luego se cubren con otra lámina de plástico y finalmente se calientan y encapsulan en su conjunto. La película se puede producir de forma continua en rollos, algo similar al proceso de impresión. Esto reduce los costos significativamente. Hartlove dijo que este logro puede permitir que aparezcan efectos en color a nivel de película en pantallas pequeñas. También se puede promover a nuevas áreas de aplicación, como fotografía en color de calidad profesional, computadoras portátiles, teléfonos móviles y otros equipos. Mejorar las pantallas LCD tradicionales de esta manera puede ser sólo el comienzo de la tecnología de puntos cuánticos, que algunos ingenieros creen que podría usarse para avanzar generaciones enteras de tecnología de visualización. Ahora, muchos en la industria creen que la próxima generación de pantallas se fabricará utilizando 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 diferentes diodos estructurales disponibles para cada color primario, lo que permite la generación directa de píxeles. Los OLED son más brillantes que los LED y con colores más ricos y profundos. La pantalla en sí es más delgada y tiene un menor consumo de 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: los puntos cuánticos pueden llenar el vacío en el que otras tecnologías tienen deficiencias. De hecho, su brillo prometido es incluso mayor que el de OLED, y es muy posible que reemplacen a OLED. Además de su alto brillo, el valor de OLED es que la energía eléctrica utilizada para alimentar y controlar OLED puede ser directa. convertido en luz vista por el público. Esta luz no necesita ser filtrada ni procesada. Los puntos cuánticos pueden tener la misma estructura, por lo que también pueden generar luz directamente a partir de electricidad. Ahora que se han desarrollado los circuitos que controlan 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 serie especial de transistores. Pero Samsung no es el único que realiza este experimento. Recientemente, QD Vision, con sede en Massachusetts, utilizó puntos cuánticos para blanquear la salida de dispositivos de iluminación LED. Mostraron un prototipo de pantalla de puntos cuánticos que, según afirman, rivaliza con las pantallas OLED en eficiencia y niveles de color. Aunque QD Vision dice que aún queda mucho trabajo por hacer antes de que se pueda comercializar la tecnología de visualización, la compañía cree que las pantallas de puntos cuánticos eventualmente serán más baratas que las OLED. La tecnología de puntos cuánticos se puede aplicar en algo más que 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, la clave es la eficiencia.