Televisores de nanotubos de carbono de alta definición

Las pantallas de nanotubos de carbono que superan a los televisores de pantalla plana actuales están listas para trasladarse del laboratorio a las fábricas, dicen los investigadores de Motorola . Los nanotubos de carbono hacen posible los televisores de alta definición con el color, el contraste y la respuesta rápida característicos de las pantallas voluminosas basadas en tubos de rayos catódicos (CRT), pero en formato de pantalla plana.

Las nuevas pantallas de televisión son una versión nano de las pantallas de emisión de campo (FED) desarrolladas por Motorola y otros durante la década de 1990. Aunque esa tecnología produjo prototipos de pantallas deslumbrantes, costaba demasiado competir con las pantallas de cristal líquido (LCD). No tenía sentido construir una fábrica [para los FED convencionales]. El costo [de las pantallas LCD] se reducía a la mitad cada año, dice Kenneth Dean, quien lidera el desarrollo de pantallas de nanotubos de carbono en Motorola. Sin embargo, dice, los nanotubos de carbono le han dado a la tecnología de emisión de campo un segundo aire al producir componentes más baratos que se pueden fabricar más fácilmente.

Motorola no tiene la intención de construir sus propias fábricas para fabricar las pantallas, por lo que la compañía ahora está en conversaciones de licencia con varias empresas de fabricación. James Jaskie, científico jefe de Motorola, dice que dos empresas en Asia están construyendo fábricas para producir pantallas basadas en nanotubos de carbono que pueden utilizar algunos aspectos de la tecnología de Motorola.

Las pantallas de emisión de campo, como los CRT, funcionan dirigiendo electrones a fósforos rojos, verdes y azules dispuestos en la pantalla. Pero en lugar de usar un cañón de electrones colocado a un pie y medio detrás de la pantalla, como en los CRT, las pantallas de emisión de campo usan millones de pequeños emisores de electrones colocados a milímetros de la pantalla. Las primeras pantallas de emisión de campo usaban puntas de metal afiladas para los emisores, pero eran difíciles de hacer en áreas grandes y requerían voltajes tan altos que se necesitaban componentes electrónicos costosos para controlar dónde y cuándo se iluminaban los píxeles.

Los nanotubos de carbono, sin embargo, son tan delgados que permiten reducir el voltaje y utilizar componentes electrónicos más baratos. Estamos usando un campo eléctrico para extraer electrones, y cuanto más alto y agudo es, menor es el voltaje que necesita, dice Dean. Debido a que los nanotubos funcionan tan bien como emisores de electrones, también se pueden colocar más lejos de la electrónica de control, lo que Dean dice que debería hacer que las pantallas grandes sean más fáciles de producir.

Pero trabajar con nanotubos conlleva sus propios desafíos. Los investigadores necesitaban un método de baja temperatura para fabricarlos que no derritiera el vidrio de la pantalla; también tuvieron que encontrar una manera de distribuir los nanotubos de manera uniforme, ya que el ojo puede detectar diferencias sutiles en el brillo entre píxeles vecinos. Finalmente, los nanotubos deben estar espaciados a una distancia específica entre sí, ya que funcionan mejor cuando no están demasiado cerca de los nanotubos vecinos. Dean dice que la solución de Motorola involucra materiales que se autoensamblan para formar partículas diminutas de solo tres nanómetros de diámetro. Expuestas a un gas hidrocarburo como el metano, estas partículas catalizan la formación de nanotubos de tres nanómetros de diámetro, mucho más pequeños que las puntas de 20 nanómetros que se usaban antes.

Resueltos estos problemas, la tecnología ya está lista para salir del laboratorio. Estamos en la fase de demostración de laboratorio, dice Jaskie. El desarrollo de la fabricación (construir una fábrica y tener todo el equipo de fabricación en funcionamiento) es el siguiente gran paso.

Steve Jurichich, director de tecnología de visualización en DisplaySearch , una consultora de Austin, TX, advierte que el éxito depende en parte de la cantidad de tecnología de fabricación existente que se pueda utilizar: las pantallas LCD son el gigante en este momento. Si los fabricantes de televisores de nanotubos tuvieran que empezar de cero con nuevos tipos de equipos, dice, sería imposible competir.

Pero una ventaja potencial de las pantallas de nanotubos de carbono es que pueden usar las mismas pantallas de fósforo que ya se producen en masa para los CRT en la actualidad. Y Jaskie dice que el proceso de crecimiento de los nanotubos puede usar un equipo muy similar al que se usa para depositar silicio para las pantallas LCD en la actualidad.

La tecnología de Motorola tendrá mucha competencia. No solo las pantallas LCD y de plasma están mejorando rápidamente, sino que Motorola tendrá que competir con otros fabricantes en el desarrollo de nuevas versiones de pantallas de emisión de campo. Samsung , por ejemplo, también ha trabajado en pantallas basadas en nanotubos de carbono (ver Nanotecnología en pantalla). Y Canon y Toshiba planean comenzar a enviar sus propios pantallas de emisión de campo a finales de 2007; su tecnología utiliza huecos de tamaño nanométrico en una placa emisora ​​de electrones en lugar de nanotubos de carbono. La competencia adicional podría provenir de otras tecnologías emergentes que utilizan dispositivos emisores de luz orgánicos o incluso nanocristales (consulte Pantallas de nanocristales).

Todas estas son cosas buenas y, dado el marco de tiempo adecuado, algunas de ellas lo lograrán, dice Jurichich. Pero no los espere para Navidad.

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