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La primera pantalla a todo color con puntos cuánticos
Los investigadores de Samsung Electronics han creado la primera pantalla a todo color que utiliza puntos cuánticos. Las pantallas de puntos cuánticos prometen ser más brillantes, más baratas y más eficientes energéticamente que las que se encuentran en los teléfonos móviles y reproductores de MP3 actuales.
Brillante y flexible: Los puntos cuánticos de color y los transistores de película fina de óxido trabajan juntos en este nuevo prototipo de pantalla de matriz activa.
La pantalla diagonal de cuatro pulgadas de Samsung se controla mediante una matriz activa, lo que significa que cada uno de sus píxeles de puntos cuánticos de color se enciende y apaga con un transistor de película delgada. Los investigadores han realizado el prototipo tanto en vidrio como en plástico flexible, como se informa en Fotónica de la naturaleza esta semana. Hemos convertido un desafío científico en un verdadero logro tecnológico, dice Jong Min Kim, miembro del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung .
Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores que brillan cuando se exponen a la corriente o la luz. Emiten diferentes colores según su tamaño y el material del que están hechos. Sus colores brillantes y puros y su bajo consumo de energía los hacen muy atractivos para pantallas. La mayoría de los monitores de computadora y televisores utilizan pantallas de cristal líquido (LCD) que consumen mucha energía. Las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son más brillantes y energéticamente eficientes, pero se limitan a dispositivos pequeños porque son demasiado caras para las pantallas de televisión y sus materiales orgánicos tienen una vida útil limitada.
Las pantallas de puntos cuánticos consumirían menos de una quinta parte de la energía de las pantallas LCD, dice el investigador de Samsung, Tae-Ho Kim. Prometen ser más brillantes y duraderos que los OLED. Es más, podrían fabricarse por menos de la mitad de lo que cuesta fabricar pantallas LCD u OLED.
Este potencial ha llamado la atención de grandes fabricantes de pantallas además de Samsung. LG Display se asocia con la escisión del MIT QD Vision para desarrollar pantallas de puntos cuánticos.
Para hacer su prototipo, los investigadores de Samsung comienzan recubriendo una solución de puntos cuánticos en una placa de silicio y evaporando el solvente. Luego presionan suavemente un sello de goma con una superficie estriada en la capa de puntos cuánticos, lo despegan y luego lo presionan sobre el sustrato de vidrio o plástico deseado. Esto transfiere franjas de puntos cuánticos al sustrato.
En una pantalla a color, cada píxel contiene subpíxeles rojos, verdes y azules. Estos colores se combinan en diferentes intensidades para producir millones de colores. Al usar su técnica de estampado una y otra vez, los investigadores pueden crear un patrón repetido de rayas rojas, verdes y azules.
Transfieren las rayas directamente a una serie de transistores de película fina. Los transistores están hechos de óxido de hafnio-indio-zinc amorfo, que proporciona una corriente más alta y estable que los transistores de silicio amorfo convencionales. La pantalla resultante tiene subpíxeles de aproximadamente 50 micrómetros de ancho y 100 micrómetros de largo, lo suficientemente pequeños para usar en pantallas de teléfonos celulares.
Esta es una demostración poderosa, dice Seth Coe-Sullivan, cofundador y director de tecnología de QD Vision. Los elementos tecnológicos individuales no son necesariamente nuevos. Samsung definitivamente hizo mucha buena ingeniería para juntar todas las piezas de una manera impresionante.
Sin embargo, advierte que hay muchos más problemas de investigación e ingeniería por resolver, y que las pantallas de puntos cuánticos todavía están al menos a tres años de su comercialización. Los mejores dispositivos de puntos cuánticos todavía no son tan eficientes energéticamente como los OLED. También deben durar más; ahora mismo, comienzan a perder su brillo después de aproximadamente 10,000 horas. Finalmente, los investigadores deberán desarrollar formas de fabricarlos a bajo costo y a gran escala.