Si los televisores LCD empiezan a mostrar muchos más colores —y a ser más eficientes energéticamente— en los próximos años, probablemente será gracias a QD Vision, empresa derivada del MIT y pionera en pantallas de televisión de puntos cuánticos.
Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores emisores de luz que pueden ajustarse —cambiando su tamaño nanómetro a nanómetro— para emitir todos los colores del espectro visible.
Al ajustar estos puntos para que emitan rojo y verde, y utilizar una retroiluminación azul para activarlos, QD Vision ha desarrollado un componente óptico que puede ampliar en aproximadamente un 50 por ciento la gama de colores de los televisores LCD y aumentar la eficiencia energética en torno a un 20 por ciento.
El pasado junio, Sony utilizó el producto de QD Vision, llamado Color IQ, en millones de sus televisores Bravia «Triluminos», lo que marcó la primera pantalla comercial de puntos cuánticos. En septiembre, el fabricante chino de productos electrónicos TCL comenzó a incorporar Color IQ en ciertos modelos.
Por ahora, estos solo están disponibles en China, «porque allí se concentra gran parte del crecimiento del mercado televisivo», afirma Seth Coe-Sullivan, PhD ’05, cofundador y director de tecnología de QD Vision, quien coinventó la tecnología en el MIT. Pero, según dice, dentro de un par de meses estas pantallas «se estarán lanzando en el resto del mundo».
Sustituir la bombilla
En los televisores LCD convencionales, los píxeles se iluminan mediante una retroiluminación LED blanca que atraviesa filtros azules, rojos y verdes para producir los colores en la pantalla.
Pero esto requiere en realidad fósforos para convertir la luz azul en blanca; debido a este proceso, se pierde mucha luz y las pantallas solo alcanzan entre el 70 y el 80 por ciento de la gama de colores del National Television Standard Committee. Los fabricantes pueden potencialmente ampliar la gama de colores incorporando más LED, pero esto cuesta más y requiere más energía para funcionar.
Color IQ es un tubo delgado de vidrio, lleno de puntos cuánticos ajustados para emitir rojo y verde, que se incorpora durante el proceso de síntesis. Los fabricantes utilizan un LED azul en la retroiluminación, pero sin necesidad de fósforos de conversión. Cuando la luz azul atraviesa el tubo Color IQ, parte de ella pasa como luz azul pura, mientras que otra parte es absorbida y reemitida por los puntos como rojo puro y verde puro.
Al pasar más luz a través de los píxeles, los televisores LCD equipados con Color IQ reproducen el 100 por ciento de la gama de colores, con mayor eficiencia energética que cualquier otra tecnología.
«La propuesta de valor es que no se cambia la pantalla; lo único que se hace es sustituir la bombilla y, aun así, toda la pantalla se ve mucho mejor. Los colores son mucho más vivos —lo que se conoce como una mayor saturación—, lo que permite generar una imagen mucho más verosímil», afirma el cofundador y asesor científico de QD Vision, Vladimir Bulovic, titular de la cátedra Fariborz Maseeh de Tecnología Emergente del MIT, quien también codirige la MIT Innovation Initiative.
Verde «de la cuna a la tumba»
Aunque QD Vision aspira a ofrecer a los consumidores pantallas con colores más saturados, Color IQ también tiene un impacto ambiental positivo, por el que la empresa recibió en octubre el Presidential Green Chemistry Challenge Award de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
Según la EPA, mientras desarrollaba Color IQ —que sustituye al fósforo en las pantallas—, la empresa desarrolló un proceso de síntesis mucho más ecológico. Este proceso consiste en sustituir los disolventes de fosfina de alquilo por hidrocarburos de cadena larga, que son menos peligrosos, y reemplazar los componentes básicos de cadmio y zinc por materiales menos peligrosos.
Esto elimina 40.000 galones de disolventes tóxicos y 100 kilogramos de residuos tóxicos de cadmio en la producción estadounidense cada año. Se prevé que el uso de estos componentes en 20 millones de televisores permita ahorrar 600 millones de kilovatios-hora de electricidad al año en todo el mundo, suficiente para abastecer 50.000 hogares estadounidenses promedio.
«Hemos podido demostrar que, de la cuna a la tumba —desde los materiales que usamos hasta cómo lo fabricamos y cómo se desecha—, existe un beneficio ambiental», afirma Coe-Sullivan.
Otras tecnologías, llamadas pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), utilizan un compuesto orgánico para alcanzar más del 100 por ciento de la gama de colores, pero son muy costosas de producir. Los televisores LCD fabricados con Color IQ son igual de coloridos, pero cuestan unos cientos de dólares menos y funcionan con mayor eficiencia, afirma Coe-Sullivan.
De la iluminación a las pantallas, y de vuelta
La tecnología de QD Vision se originó en el MIT hace más de una década. Coe-Sullivan, entonces estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática, trabajaba con Bulovic y con estudiantes de Moungi Bawendi, titular de la cátedra Lester Wolfe de Química, para incorporar puntos cuánticos a dispositivos electrónicos.
En un estudio financiado por el Deshpande Center for Technological Innovation del MIT, Coe-Sullivan, el cofundador de QD Vision Jonathan Steckel, PhD ’06, y otros desarrollaron una técnica pionera para producir LED de puntos cuánticos (QLED). Para ello, intercalaron una capa de puntos cuánticos, de unos pocos nanómetros de grosor, entre dos películas orgánicas delgadas. Al cargarse eléctricamente, los puntos iluminaban una bombilla con una eficiencia 25 veces mayor que la de los dispositivos tradicionales.
El artículo resultante, publicado en Nature en 2002, se convirtió en un hito en el campo de los dispositivos de puntos cuánticos. «Pronto los inversores de capital riesgo llamaban a Vladimir para preguntarle si íbamos a escindir una empresa», afirma Coe-Sullivan.
Coe-Sullivan empezó a tantear la idea de crear una empresa. Luego, un encuentro fortuito en una recepción en el Martin Trust Center for MIT Entrepreneurship —con un antiguo compañero de clase, el cofundador de QD Vision Greg Moeller, MBA ’02— aceleró las cosas. Al comienzo de la velada, los dos empezaron a hablar de los avances de Coe-Sullivan en QLED; pronto se encontraron trabajando toda la noche en un laboratorio del edificio 13, elaborando una estrategia empresarial.
Después de esa conversación, Coe-Sullivan se matriculó en 15.390 (New Ventures) para seguir desarrollando un modelo de negocio. «Eso dio lugar a la formulación más rigurosa de planes de ventas y marketing, y a la creación del producto», afirma. En 2004, Coe-Sullivan, Bulovic, Moeller, Steckel y el mentor Joe Caruso fundaron QD Vision.
En 2010, la empresa lanzó su primer producto, una bombilla de puntos cuánticos, junto con su socio Nexxus Lighting. Sin embargo, al darse cuenta de que pronto tendría que venderse por 10 dólares, frente a los 100 dólares iniciales, para seguir siendo competitiva, QD Vision comprendió que necesitaba un nuevo mercado: las pantallas de puntos cuánticos. «Una transición así [de la iluminación a las pantallas] pone a prueba los nervios de todos los implicados, de arriba abajo», afirma Coe-Sullivan. «La historia de QD Vision está llena de momentos tensos, y ese fue uno de ellos».
Al concentrar todos sus recursos en las pantallas, la empresa acabó llamando la atención de Sony y el año pasado fue la primera en comercializar una pantalla de puntos cuánticos. Hoy, QD Vision sigue siendo una de solo dos empresas de pantallas de puntos cuánticos cuyos productos han llegado al mercado.
Ahora, con un marcado aumento de su uso comercial, las tecnologías de puntos cuánticos están en condiciones de penetrar en la industria de las pantallas, afirma Coe-Sullivan. Además de los televisores LCD con Color IQ, Amazon lanzó el año pasado un Kindle de puntos cuánticos y Asus tiene un portátil de puntos cuánticos. «Y no hay nada en medio que los puntos cuánticos no puedan abordar», afirma.
En el futuro, añade Coe-Sullivan, QD Vision podría incluso volver a su primer reto: las bombillas de puntos cuánticos. «El mercado se ha estabilizado bastante», afirma. «Creemos que, en algún momento, habrá una aplicación y una propuesta de valor para la iluminación con puntos cuánticos».
Publicado en colaboración con MIT News
Autor: Rob Mathseon es colaborador de MIT Technology Review.
Imagen: Un hombre pasa frente a una exposición de televisores en una tienda de electrónica para el hogar en Yakarta el 1 de septiembre de 2005. Una moneda debilitada y el aumento de los precios de la energía en Indonesia podrían elevar el costo de los productos. REUTERS/Darren Whiteside.
