La pantalla diagonal de cuatro pulgadas de Samsung se controla mediante una matriz activa, lo que significa que cada uno de sus píxeles de color de puntos cuánticos se enciende y se apaga con un transistor de película delgada. Según lo publicado en Nature Photonics esta semana, los investigadores han creado el prototipo sobre vidrio, así como sobre plástico flexible. "Hemos convertido un desafío científico en un logro tecnológico real", afirma Kim Jong Min, investigador en el Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung.
Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores que brillan cuando son expuestos a la corriente o la luz. Emiten diferentes colores dependiendo de su tamaño y el material del que están hechos. Sus colores brillantes y puros, así como su bajo consumo de energía, los hacen muy atractivos para las pantallas. La mayoría de los monitores de ordenador y televisores utilizan pantallas de cristal líquido de alto consumo de energía (LCD). Las pantallas con diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son más brillantes y eficientes en cuanto al uso de energía, aunque están limitadas a dispositivos pequeños puesto que son demasiado caras para las pantallas de televisión, y sus materiales orgánicos tienen una vida limitada.
Las pantallas de puntos cuánticos consumirían desde una quinta hasta una décima parte de la potencia de las pantallas LCD, afirma Tae Ho Kim, investigador de Samsung. Prometen ser más brillantes y más duraderos que los OLEDs. Es más, podrían ser fabricados por menos de la mitad de lo que cuesta fabricar las pantallas LCD u OLED.
Este potencial ha llamado la atención de grandes fabricantes de pantallas, al margen de Samsung. LG Display está asociada con QD Vision, salida del MIT, para desarrollar pantallas de puntos cuánticos.
Para crear su prototipo, los investigadores de Samsung comienzan por cubrir una solución de puntos cuánticos sobre una placa de silicio y evaporar el disolvente. Después, presionan suavemente un sello de goma con una superficie acanalada sobre la capa de puntos cuánticos, la despegan, y a continuación la depositan sobre el cristal o sustrato de plástico deseado. Esto hace que se transfieran puntos cuánticos al sustrato.
En una pantalla a color, cada píxel contiene subpíxeles rojos, verdes y azules. Estos colores se combinan en mayor o menor intensidad para producir millones de colores. Mediante el uso de su técnica de estampación una otra y vez, los investigadores pueden crear un patrón de rayas rojas, verdes y azules.
Después transfieren las rayas directamente a una matriz de transistores de película delgada. Los transistores están hechos de óxido amorfo de hafnio, indio y zinc, que proporciona una corriente mayor y más estable que los transistores convencionales de silicio amorfo. La pantalla resultante posee subpíxeles de alrededor de 50 micrómetros de ancho y 100 micrómetros de largo, lo suficientemente pequeños como para su uso en pantallas de teléfonos móviles.
"Esta es una demostración de gran alcance", afirma Seth Coe-Sullivan, cofundador y director de tecnología de QD Vision. "Los elementos individuales de la tecnología no son necesariamente nuevos. Samsung definitivamente ha hecho un gran trabajo de ingeniería para unir todas las piezas de una manera impresionante".
Advierte, sin embargo, que existen muchos más problemas de investigación e ingeniería que hay que resolver, y que las pantallas de puntos cuánticos todavía están al menos a tres años de distancia de su comercialización. Los mejores dispositivos de puntos cuánticos todavía no son tan eficaces en cuanto a potencia como los OLED. También tienen que durar más tiempo—en este momento, comienzan a perder su brillo después de cerca de 10.000 horas. Por último, los investigadores tendrán que desarrollar formas de fabricación a bajo coste y gran escala.