Los puntos cuánticos son nanopartículas hechas de materiales inorgánicos que, de manera muy eficiente, emiten un color específico de luz (en función del tamaño del punto) cuando son excitadas ya sea por un haz de luz o por una corriente eléctrica. Las pantallas de puntos cuánticos prometen un bajo consumo de energía y hermosos colores, al igual que las pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs). Sin embargo QD Vision, la compañía que hizo la demostración del prototipo de pantalla, cree que también serán más baratas de fabricar que las OLEDs a las enormes escalas que prefieren los fabricantes de pantallas.
Esta semana, QD Vision hizo una demostración de una pantalla de cuatro pulgadas de diodos emisores de luz de puntos cuánticos (QLED) en la conferencia Display Week de Sociedad para la Visualización de Información de Los Ángeles. El cofundador y director de tecnología de la compañía, Seth Coe-Sullivan, advierte que la pantalla es un prototipo inicial, aunque afirma que supone un rival para la eficiencia y la calidad de colores de las pantallas OLED. Señala que existen hay algunos obstáculos de ingeniería que la compañía tiene que superar antes de llevar la pantalla del mercado, algo que tomará de tres a cinco años. La reacción a la demostración de la compañía fue positiva pero prudente.
La esperanza es que la tecnología QLED proporcione una alte ativa más nítida y eficiente frente la tecnología dominante de hoy día, las pantallas de cristal líquido (LCD), sin por eso ser más cara. La forma en que funcionan las LCD—mediante el filtrado de la luz procedente de una luz de fondo para crear subpíxeles de color—implica la pérdida de algo de luz, lo que resulta en una imagen debilitada y un desgaste de energía. Las OLEDs, que utilizan corriente eléctrica para excitar materiales que emiten luz roja, verde y azul, tienen colores vivos, brillantes, y desperdician menos energía. Sin embargo, hasta ahora, las OLEDs no pueden competir en precio. Esto se debe a que la industria de las pantallas crea las pantallas LCD en enormes paneles de vidrio, a veces tan grandes como una puerta de garaje, y luego las cortan en cualquier tamaño que necesiten, con lo que se ahorran costes. Las OLEDs no se pueden crear a esta escala—se desperdicia demasiado material, y es demasiado caro.
Las compañías dedicadas a la fabricación de materiales para OLEDs y equipos de manufactura, incluyendo a Dupont y Kateeva, están trabajando en métodos para la impresión de estos dispositivos a gran escala con menos residuos, aunque Coe-Sullivan espera que las pantallas QLEDs impresas superarán a las OLEDs.
Los puntos cuánticos tienen ventajas únicas. Al cambiar el tamaño de los puntos cuánticos, es posible controlar con precisión los colores que estas pantallas producen, y adaptar todo eso a lo que el ojo humano sea capaz de percibir mejor, para que la pantalla sea aún más eficiente. Los otros materiales no ofrecen este tipo de flexibilidad. Los puntos cuánticos también se pueden convertir en tintas capaces de ser impresas utilizando técnicas relativamente baratas y con menos desperdicios.
QD Vision no es la primera compañía en demostrar una pantalla que utiliza puntos cuánticos eléctricamente excitados como elemento emisor de luz. Los investigadores de Samsung hicieron eso mismo esta primavera. Sin embargo QD Vision es la única empresa que se ha comprometido públicamente a utilizar puntos cuánticos como elemento emisor de luz en una pantalla comercial. LG se ha asociado con QD Vision para ayudar a la empresa a desarrollar su pantalla QLED.
Mientras tanto, QD Vision y otras dos empresas, Nanosys y Nanoco, han desarrollado productos de puntos cuánticos diseñados para ser añadidos a las pantallas de cristal líquido, en diversos formatos, con el fin de mejorar la eficiencia de la retroiluminación de diodos emisores de luz convencional. Todos estos sistemas utilizan puntos cuánticos para convertir la luz procedente de una luz de fondo LED azul, que es más eficiente en cuanto a energía que una blanca, en luz roja y verde, dando como resultado una luz blanca que después se hace pasar por todos los filtros habituales y otras capas en la pantalla LCD. El tamaño de este mercado es de aproximadamente de 2 mil millones de dólares al año, según las estimaciones del director general de Nanoco, Michael Edelman. Hasta el momento, Nanoco se está concentrando en esta y otras aplicaciones para los puntos cuánticos, incluida la iluminación.
El negocio de los OLEDs no se ve amenazado. Janice Mahon, vicepresidenta de comercialización de tecnología en la compañía de materiales OLED Universal Display Corporation, señala que los puntos cuánticos aún no pueden superar a los mejores materiales OLED, en particular en términos de duración vital. Sin embargo, señala que es una tecnología joven y los materiales mejorarán, al igual que ocurrió con los materiales OLED.
Jae Byung-Park, ingeniero principal en el LCD R&D Center de Samsung en Corea, que ha estado involucrado con las iniciativas de puntos cuánticos de la compañía, ve otro obstáculo técnico importante. "El problema principal es el cadmio", afirma. Los puntos cuánticos más eficientes incorporan este elemento tóxico, afirma Park. Los estándares europeos de seguridad no permiten el uso de cadmio a largo plazo, y el mercado japonés es particularmente adverso al material. Nanoco dejó de usar cadmio en sus materiales hace varios años. QD Vision está trabajando en materiales libres de cadmio, al igual que Nanosys; los materiales de Nanoco llevan siendo libres cadmio desde hace ya algunos años.