Mediante calculos de mecánica cuántica, investigadores de la Universidad de Alicante y otros centros internacionales han descubierto cómo las moléculas pueden emitir un azul más puro en los pixeles de las pantallas. Actualmente los subpixeles de color azul representan el 50% del tamaño total de cada pixel, pero en el futuro tendrán la misma proporción que los rojos y verdes, lo que ofrecerá mayor resolución y menor consumo en los dispositivos.
Un equipo de investigadores internacionales acaba de resolver cómo las moléculas pueden emitir colores más puros, en concreto, el azul, para los pixeles de las pantallas usando cálculos mecánico-cuánticos. Conseguir la máxima eficiencia, resolución y menor consumo energético en dispositivos como teléfonos móviles, relojes inteligentes o tabletas es uno de los retos científicos y tecnológicos del momento.
En este trabajo, publicado en la revista científica Nature Communications, ha participado un investigador del departamento de Química Física y miembro del Grupo de Química Cuántica de la Universidad de Alicante, Juan Carlos Sancho, junto a colegas de las universidades de Mons (Bélgica), Bolonia (Italia) y la Saint Andrews (Reino Unido).
Hasta ahora no parecía posible tener un color azul puro, según Sancho: “O la molécula emitía muchos fotones de color azul pero tan poco intensos que apenas se veían, o la molécula ofrecía pocos fotones pero muy brillantes. Ni una ni otra opción convenían finalmente para la eficiencia del dispositivo móvil, la resolución de la pantalla o su consumo energético”.
Experimentalmente, en 2016, el científico japonés Takuji Hatekayama comprobó que había un tipo de moléculas que contradecían este comportamiento, aunque sin conocerse las razones de este fenómeno.
Reconducir dos efectos antagonistas
Ha sido este trabajo internacional el que logra demostrar que esos efectos antagonistas (muchos fotones pero poco convenientes versus pocos pero muy eficaces fotones) pueden reconducirse y explicarse desde el punto de vista molecular lo que despeja el camino para seguir avanzando en esa dirección. “Hemos encontrado las razones físicas para ese comportamiento aplicando métodos químico-cuánticos más sofisticados de lo habitual”, asegura Sancho.
Actualmente, para conseguir la suficiente resolución de pantalla se necesitan subpixeles de color azul que aproximadamente son el 50% del tamaño total de cada pixel, con los colores rojo y verde completando la gama de colores primarios o RGB. “Esto produce que al mismo tiempo se pierda una parte importante de la energía proveniente de la batería, ya que solo una parte de los electrones que van a ese subpixel azul acaban convertidos a fotones”, apunta Sancho.
En cambio, señala el investigador, “si se logra aumentar la eficacia del proceso, mejorando la capacidad de las moléculas activas que forman parte de ese subpixel, tendríamos una doble ventaja: se podría, por una parte, reducir el tamaño del subpixel azul mejorando incluso la calidad de la imagen al poder aumentar la densidad de pixeles por pulgada; y, por otra parte, disminuiría considerablemente el consumo energético ya que una mayor proporción de electrones se convertirían así en fotones”.
Referencia bibliográfica:
“Highly emissive excitons with reduced exchange energy in thermally activated delayed fluorescent molecules”.Anton Pershin, David Hall, Vincent Lemaur, Juan-Carlos Sancho-Garcia, Luca Muccioli, Eli Zysman-Colman, David Beljonne & Yoann Olivier. Nature Communications volume 10, Article number: 597 (2019)
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