Las pantallas de cristal líquido (LCDs) están por todos lados, desde los teléfonos móviles hasta las cámaras, pasando por los ordenadores portátiles y las televisiones de pantalla plana, aunque a día de hoy siguen siendo relativamente ineficientes y se ven limitadas en cuanto a la calidad del color. Como mucho, sólo alrededor de un 7 por ciento de la retroiluminación consigue pasar a través de las aproximadamente 20 capas de componentes ópticos, electrónicos y filtros antes de alcanzar la visión del espectador. Todos estos filtros se aseguran de que los colores resultantes sean apagados en comparación con otras pantallas, como por ejemplo las fabricadas con diodos emisores de luz orgánicos (LED).

QD Vision, una startup con sede en Cambridge, Massachusetts, ha desarrollado una tecnología que, según afirma la compañía, logrará mejorar la eficiencia de los LCDs en un 40 por ciento. Además, señala que proporcionará colores más puros, permitiendo que las pantallas produzcan un rango de alto dinamismo, con un mejor contraste entre los negros más oscuros y los blancos más blancos.

La tecnología, llamada óptica de luz cuántica, se venderá a tres de los cinco principales fabricantes de LCD y se integrará en las pantallas comerciales para 2011, afirma Seth Coe Sullivan, fundador y director tecnológico de QD Vision.

Los puntos cuánticos forman el núcleo principal de la tecnología óptica de luz cuántica. Estos puntos son cristales de semiconductores a nanoescala que emiten luz con colores puros. Cuando los puntos cuánticos se añaden a la tecnología de iluminación ya existente, como por ejemplo a los diodos emisores de luz que forman parte de la retroiluminación de los LCDs o a las bombillas, brillan con tanta fuerza de que reducen la cantidad de diodos necesaria para conseguir la misma iluminación general. En más, puesto que los puntos cuánticos brillan con colores específicos, se pueden añadir a los LED blancos para mejorar las propiedades espectrales de su luz.

QD Vision, creada a partir de una investigación en MIT, ya está utilizando la tecnología óptica de luz cuántica para mejorar la eficiencia de los diodos emisores de luz. Los primeros productos de iluminación basados en la tecnología estarán disponibles para febrero de 2010, afirma Sullivan.

Los puntos cuánticos también pueden mejorar la eficiencia y la pureza de color de las pantallas. Aunque algunos LCDs más grandes están iluminados utilizando luces fluorescentes de cátodo frío, la mayoría de las pantallas pequeñas están iluminadas con LEDs blancos. Los fabricantes añaden una tira de LEDs blancos al borde de una superficie plana de cristal. Este cristal reparte la luz y, debido a la textura especial de su superficie, dirige la luz hacia fuera para alcanzar al espectador.

El tipo de LED blanco que los fabricantes utilizan para la retroiluminación consiste en una mezcla de materiales semiconductores que producen luz azul y un fósforo productor de luz amarilla. La energía de la luz azul hace que el fósforo brille, produciendo como resultado una luz blanca amarillenta. Para producir múltiples colores, para los subpíxeles rojos y verdes utilizados en una pantalla, los fabricantes añaden filtros de color. Estos filtros separan la luz roja y verde del LED blanco.

Sin embargo, la luz de fósforo producida por la mayoría de los LEDs está hecha de una combinación de distintos colores, afirma Sullivan. “Hay muy poco rojo en el fósforo amarillo, y hay un poquito de luz verde en él,” afirma. Para hacer que pase la suficiente cantidad de brillo, los filtros de color tienen que ser amplios a nivel de espectro, aunque sin embargo esto signifique que también dejen pasar una mezcla de color, lo que acaba dañando su calidad.

Cuando se coloca una óptica de luz cuántica sobre un LED azul, se consigue eliminar la necesidad de utilizar el fósforo amarillo. La luz del LED azul excita a los electrones en el punto cuántico y—dependiendo del tamaño de los puntos utilizados—se produce un color de luz específico. Un punto de seleniuro de cadmio de seis nanómetros de ancho, por ejemplo, produce luz roja; un punto de cuatro nanómetros de ancho produce luz verde; y uno de dos nanómetros produce luz azul. Por tanto en vez de una luz blanca amarillenta, la luz consiste en rojos, azules y verdes más puros.

Con los puntos cuánticos, los fabricantes pueden utilizar filtros de color de LCD que sólo dejen pasar los colores de luz puros. Sullivan afirma que los puntos cuánticos pueden mejorar la gama de color del LCD de un 80 a un 100 por ciento.

Además, se necesitan menos LEDs para conseguir el mismo resultado. Y los LEDs que se necesitan son más simples y baratos que los del fósforo amarillo. “De pronto,” afirma Sullivan, “tu televisión es igual de buena que tu CRT [tubo de rayos catódicos] hace diez años en cuanto al color, y para los fabricantes de LCDs también supone un ahorro en cuanto a costes, algo que es de gran importancia.”

Los fabricantes cada vez se fijan más en el uso de LEDs como retroiluminación de las pantallas más grandes. La Comisión de Energía de California recientemente anunció que va a imponer unos nuevos límites en 2013 en el consumo de energía para las televisiones de alta definición en el estado, el mayor mercado de este tipo de aparatos en los EE.UU.. Puesto que los LEDs son más eficientes en cuanto a energía que las luces fluorescentes de cátodo frío, los puntos cuánticos “podrían ser una buena forma de hacer que la retroiluminación con LEDs fuese mejor, más eficiente y más efectiva en cuanto a costes,” afirma Bruce Berkoff, presidente de la LCD TV Association.