Una innovación láser ilumina el sector de las pantallas electrónicas
Los láseres de femtosegundos emiten pulsos extremadamente cortos, en el orden de una millonésima de una milmillonésima de segundo. Una de sus aplicaciones más importantes es en el micromecanizado, es decir, la fabricación de estructuras micrométricas. «La duración extremadamente corta de los pulsos, junto con los correspondientes picos elevados de intensidad, permite una modificación limpia y precisa de los materiales», explica el coordinador del proyecto DISPLAYGHT, Roberto Osellame, del Consejo Nacional de Investigación Italiano. Otro factor interesante es su capacidad de modificar (en tres dimensiones) materiales transparentes como el vidrio o el cristal. Los láseres de femtosegundos pueden emplearse en este caso para crear circuitos fotónicos, es decir, canales micrométricos en los que la luz queda confinada y se canaliza por dentro del cristal. Estos circuitos pueden utilizarse en las pantallas de cristal líquido (LCD, por sus siglas en inglés) de los televisores y otras pantallas electrónicas. Por supuesto, esto está lejos de ser algo sencillo. «Hay que tener en cuenta que una pantalla convencional puede tener millones de píxeles por los que la luz debe distribuirse de la forma más homogénea posible —comenta Osellame—. Esto supone un gran reto. Los circuitos fotónicos complejos deben crearse con un control preciso».
Diseño de circuitos tridimensionales
Osellame conoció a Jonas Zeuner y Chiara Greganti, cofundadores de la empresa emergente VitreaLab, en un proyecto de investigación sobre tecnología cuántica. Durante su doctorado, Zeuner y Greganti descubrieron que las tecnologías de las pantallas actuales solo dirigen el 5 % de la energía lumínica generada hacia el espectador. Su solución consistió en emplear circuitos fotónicos para canalizar la luz hacia los puntos adecuados (los píxeles) y así evitar cualquier desperdicio de energía. «Mi tecnología, basada en el micromecanizado láser de femtosegundos, parecía el complemento perfecto —señala Osellame—. Este fue el inicio del proyecto DISPLAYGHT». El equipo de DISPLAYGHT se centró en demostrar la viabilidad de la fabricación de estas estructuras de circuitos altamente complejas, así como en automatizar lo máximo posible este proceso, a fin de lograr un rendimiento elevado. Estos avances permitieron construir circuitos fotónicos complejos capaces de distribuir luz láser roja, verde y azul a los píxeles de una pantalla. Esta luz es invisible siempre que se mantenga en el circuito fotónico. Sin embargo, la capacidad tridimensional de la tecnología permite que el circuito pueda curvarse en el píxel y dirigir la luz hacia fuera, en dirección al espectador. El equipo del proyecto pudo mostrar un prototipo de 27 000 subpíxeles en los 3 colores, lo que ayudó a abordar una de las principales preocupaciones de los inversores: cómo se puede escalar esta tecnología. «Estos conocimientos también nos permitieron aumentar de manera significativa nuestra cartera de patentes, otro elemento clave con probabilidades de atraer inversores», añade Zeuner.
Aprovechar el interés de la industria
El éxito del proyecto, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, ha conllevado un crecimiento significativo de VitreaLab. Ahora, la empresa tiene un laboratorio independiente dedicado a varias aplicaciones concretas, ha obtenido una financiación significativa y ha establecido vínculos fuertes con clientes potenciales. «El sector industrial ha mostrado un gran interés —afirma Zeuner—. Al inicio del proyecto, la aplicación que se buscaba era el uso de cristales fabricados por láser como retroiluminación en las LCD, pero durante el proyecto, identificamos más aplicaciones, como las pantallas tridimensionales y las gafas de realidad aumentada». En la actualidad, se está enviando prototipos a los socios potenciales y sus comentarios están ayudando a conformar prioridades futuras. No obstante, queda mucho trabajo por hacer antes de que se pueda comercializar la tecnología. En concreto, la transición hacia la fabricación con láseres multihaz, un paso clave en la fabricación de bajo coste, requerirá más avances», concluye Osellame.
Palabras clave
DISPLAYGHT, láseres, micromecanizado, electrónica, LCD, píxeles, fotónico, circuitos
