Podrían surgir pantallas más brillantes, más finas y con menor consumo eléctrico a partir de una solución sorprendentemente simple.
Investigadores del MIT y de Samsung han recubierto diodos de puntos cuánticos con una resina protectora. En algunos prototipos azules, esta operación ha multiplicado su vida útil por más de 5.000, sin alterar su fabricación.
Los puntos cuánticos son diminutos cristales semiconductores, que miden solo unos nanómetros. Cuando reciben energía, emiten una luz cuyo color depende precisamente de su tamaño. Así permiten producir rojos, verdes y azules particularmente puros, con menos pérdidas de luz que varias tecnologías actuales.
Algunos televisores ya utilizan estas nanopartículas, pero solo como filtros de color frente a otra fuente de luz. Los QD-LED estudiados aquí funcionan de manera diferente. La corriente eléctrica excita directamente los puntos cuánticos, que producen ellos mismos la luz. Esta arquitectura podría simplificar las pantallas al mismo tiempo que reduce su grosor y su consumo energético.
Sin embargo, persistía un obstáculo: los diodos azules envejecían demasiado rápido. Su estabilidad seguía siendo entre 50 y 100 veces inferior a la de las versiones rojas y verdes. En un televisor completo, esta debilidad podría haber limitado la duración de funcionamiento a solo unos meses, imposibilitando cualquier comercialización realista.
Para comprender esta degradación, los investigadores cortaron los diodos en láminas extremadamente finas. Potentes microscopios les permitieron luego observar cada capa antes y después de un funcionamiento intensivo. En los componentes azules, varios materiales se adelgazaban, cambiaban de forma y terminaban mezclándose. Los puntos cuánticos perdían entonces su estructura inicial.
Estas transformaciones parecen estar vinculadas especialmente a la liberación de hidrógeno y oxígeno durante el funcionamiento. Estos elementos favorecerían la formación de humedad alrededor de las nanopartículas, acelerando su deterioro. El equipo encapsuló por lo tanto los diodos en una resina a base de acrilato, ya compatible con procesos industriales simples y relativamente poco costosos.
La protección mejoró ocho veces la vida útil de los diodos rojos. Para los azules, la ganancia superó un factor de 5.000 en algunos experimentos. La resina limita la liberación de gases y ralentiza los cambios físicos observados en las diferentes capas. Sin embargo, no elimina todos los mecanismos responsables del envejecimiento.
Los investigadores desean ahora añadir otras capas protectoras para aumentar aún más la estabilidad y la eficiencia. Esta tecnología podría equipar televisores, teléfonos inteligentes, cascos de realidad virtual o dispositivos de imagen médica. También podría servir para fabricar grandes superficies luminosas, sensores o láseres que utilicen colores muy precisos.