Si los televisores LCD comienzan a ser mucho más coloridos (y energéticamente eficientes) en los próximos años, probablemente será gracias al spinout del MIT QD Vision, un pionero de las pantallas de televisión de puntos cuánticos.

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores emisores de luz que se pueden ajustar, cambiando su tamaño, nanómetro por nanómetro:para emitir todos los colores en el espectro visible.

Al ajustar estos puntos a rojo y verde, y usando una luz de fondo azul para energizarlos, QD Vision ha desarrollado un componente óptico que puede aumentar la gama de colores de los televisores LCD en aproximadamente un 50 por ciento. y aumentar la eficiencia energética en aproximadamente un 20 por ciento.

El pasado junio, Sony utilizó el producto de QD Vision, llamado Color IQ, en millones de sus televisores Bravia "Triluminos", marcando la primera pantalla comercial de puntos cuánticos. En septiembre, El fabricante chino de productos electrónicos TCL comenzó a implementar Color IQ en ciertos modelos.

Actualmente solo están disponibles en China, "porque existe un gran crecimiento para el mercado de la televisión, "dice Seth Coe-Sullivan PhD '05, cofundador y director de tecnología de QD Vision, que co-inventó la tecnología en el MIT. Pero dentro de un par de meses, él dice, estas pantallas se "extenderán al resto del mundo".

Reemplazo de la bombilla

En televisores LCD convencionales, Los píxeles están iluminados por una luz de fondo LED blanca que atraviesa el azul, rojo, y filtros verdes para producir los colores en la pantalla.

Pero esto en realidad requiere fósforos para convertir una luz azul en blanca; debido a este proceso, mucha luz se pierde, y las pantallas solo alcanzan entre el 70 y el 80 por ciento de la gama de colores del Comité Nacional de Estándares de Televisión. Los fabricantes pueden potenciar el color al incorporar más LED, pero esto cuesta más y requiere más energía para funcionar.

Color IQ es un tubo de vidrio delgado, lleno de puntos cuánticos sintonizados en rojo y verde, que se implementa durante el proceso de síntesis. Los fabricantes utilizan un LED azul en la retroiluminación, pero sin necesidad de fósforos de conversión. A medida que la luz azul atraviesa el tubo Color IQ, algo de luz brilla como pura luz azul, mientras que algo es absorbido y reemitido por los puntos como rojo puro y verde puro.

Con más luz brillando a través de los píxeles, Los televisores LCD equipados con Color IQ producen el 100 por ciento de la gama de colores, con mayor eficiencia energética que cualquier otra tecnología.

"La propuesta de valor es que no está cambiando la pantalla, todo lo que estás haciendo es reemplazar la bombilla, y, sin embargo, toda la pantalla se ve mucho mejor. Los colores son mucho más vívidos, conocidos como mucho más saturados, lo que le permite generar una imagen mucho más creíble. "dice el cofundador y asesor científico de QD Vision, Vladimir Bulovic, la Cátedra Fariborz Maseeh de Tecnología Emergente en el MIT, quien también codirige la Iniciativa de Innovación del MIT.

Verde de "la cuna a la tumba"

Si bien QD Vision tiene como objetivo brindar a los consumidores pantallas más saturadas de color, Color IQ también tiene un impacto ambiental positivo, que le valió a la compañía el Premio Presidential Green Chemistry Challenge de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. en octubre.

Mientras desarrollaba su Color IQ, que reemplaza al fósforo en las pantallas, la empresa desarrolló una síntesis mucho más ecológica, según la EPA. Esta síntesis implica la sustitución de disolventes de alquilfosfina por hidrocarburos de cadena larga, que son menos peligrosos, y reemplazar bloques de construcción de cadmio y zinc con materiales menos peligrosos.

Esto elimina 40, 000 galones de solventes tóxicos y 100 kilogramos de desechos tóxicos de cadmio en la producción de EE. UU. Cada año. Se proyecta que el uso de componentes en 20 millones de televisores ahorrará 600 millones de kilovatios-hora de electricidad por año en todo el mundo, suficiente electricidad para alimentar 50, 000 hogares estadounidenses promedio.

"Hemos podido mostrar, cuna a la tumba, desde los materiales que usamos hasta cómo lo hacemos y cómo se pone en reposo, que hay un beneficio ambiental, "Dice Coe-Sullivan.

Otras tecnologías, llamadas pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED), use un compuesto orgánico para alcanzar más del 100 por ciento de la gama de colores, pero son muy costosos de producir. Los televisores LCD fabricados con Color IQ son igual de coloridos, pero están hechos por unos cientos de dólares menos y funcionan con mayor eficiencia, Dice Coe-Sullivan.

Iluminación para pantallas, y regreso

La tecnología de QD Vision comenzó en el MIT hace más de una década. Coe-Sullivan, luego estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática, estaba trabajando con Bulovic y estudiantes de Moungi Bawendi, el profesor Lester Wolfe de Química, sobre la implementación de puntos cuánticos en dispositivos electrónicos.

En un estudio financiado por el Centro de Innovación Tecnológica Deshpande 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 hacerlo intercalaron una capa de puntos cuánticos, unos nanómetros de espesor, entre dos películas delgadas orgánicas. Cuando se carga eléctricamente, los puntos iluminaban una bombilla 25 veces más eficientemente que los dispositivos tradicionales.

El papel resultante, publicado en Naturaleza en 2002, se convirtió en un hito en el campo de los dispositivos de puntos cuánticos. "Pronto los capitalistas de riesgo estaban llamando a Vladimir, preguntando si escindiríamos una empresa, "Dice Coe-Sullivan.

Coe-Sullivan comenzó a jugar con la idea de iniciar una empresa. Luego, un encuentro casual en un cóctel 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. Temprano en la noche, los dos comenzaron a discutir los avances QLED de Coe-Sullivan; pronto se encontraron despiertos toda la noche en un laboratorio en el edificio 13, desarrollar una estrategia empresarial.

Siguiendo esa conversación, Coe-Sullivan se inscribió en 15.390 (New Ventures) para desarrollar aún más un modelo comercial. "Eso ha llevado a una formación más rigurosa de planes de marketing y ventas, y creación de productos, ", dice. En 2004 Coe-Sullivan, Bulovic, Moeller, Steckel, y el mentor Joe Caruso lanzaron QD Vision.

En 2010, la empresa lanzó su primer producto, una bombilla QD, con el socio Nexxus Lighting. Sin embargo, al darse cuenta de que esta bombilla de $ 100 pronto tendría que venderse por $ 10 para seguir siendo competitiva, QD Vision vio que necesitaba un nuevo mercado:las pantallas de puntos cuánticos. "Hacer una transición como esa [de la iluminación a las pantallas] pone a prueba los nervios de las personas involucradas, de arriba a abajo, "Dice Coe-Sullivan." La historia de QD Vision es uno de muchos ... momentos tensos, y ese era uno de ellos ".

Agrupar todos los recursos en pantallas, la empresa finalmente llamó la atención de Sony, y el año pasado se convirtió en el primero en comercializar con una pantalla de puntos cuánticos. Hoy dia, QD Vision sigue siendo una de las dos únicas empresas de pantallas de puntos cuánticos que han visto cómo sus productos llegan al mercado.

Ahora, con un fuerte aumento en el uso comercial, Las tecnologías de puntos cuánticos están posicionadas para penetrar en la industria de las pantallas. Dice Coe-Sullivan. Junto con televisores LCD con tecnología Color IQ, Amazon lanzó un Kindle de punto cuántico el año pasado, y Asus tiene un cuaderno de puntos cuánticos. "Y no hay nada intermedio que los puntos cuánticos no puedan abordar, " él dice.

En el futuro, Coe-Sullivan agrega, QD Vision puede incluso volver atrás y abordar su primer desafío:las bombillas QD. "El mercado se ha estabilizado bastante, ", dice." En algún lugar de la línea, creemos que hay una aplicación y una propuesta de valor para la iluminación de puntos cuánticos ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.