-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
1/7
LAMPARAS OLED
El estudio de las propiedades elctricas de materiales
semiconductores orgnicos comenz
alrededor de los aos 50, debido a la necesidad de entender los
dispositivos xerogrficos.Estos orgnicos reproducan muy pobremente
las caractersticas semiconductoras de los
materiales inorgnicos. La situacin fue cambiando poco a poco a
medida que iban
apareciendo nuevos tipo de polmeros orgnicos ms conductores y ms
estables en el aire.
Pero a final de los aos 80 y principios de los 90, con el
descubrimiento de laelectroluminiscencia de diodos basados en
polmeros conjugados, creci considerablemente
el impacto de los semiconductores orgnicos. Este tipo de
materiales tienen gran inters
comercial especialmente en el campo de la tecnologa de imgenes,
debido a diversaspropiedades: el bajo precio de la fabricacin en
serie de los dispositivos, bajo consumo, lacalidad de la imagen
independientemente del ngulo del observador, alta luminosidad,
pequeo espesor, alta gama de colores, ligereza y, dependiendo
del sustrato, flexibilidad.
Tambin tienen un enorme potencial en el campo de la iluminacin
general.
Fig1. Recombinacin de portadores inyectados en un OLED (Fuente:
Phi li ps).
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
2/7
Un dispositivo orgnico emisor de luz (OLED) consiste en una capa
muy fina (unos 100nm) de material orgnico insertada entre dos
electrodos de metales diferentes, Fig. 1. Uno
de estos metales tiene una funcin de trabajo muy alta para
facilitar la inyeccin de huecos
(el nodo), y el otro una funcin de trabajo muy baja para
favorecer la inyeccin deelectrones (el ctodo). La inyeccin se
facilita con capas adicionales de transporte, Fig. 2,
que realizan una funcin de bloqueo. Los electrones inyectados
por el ctodo y los huecosque entran por el nodo avanzan conducidos
por un campo elctrico hasta la capa emisiva,
donde forman excitones y recombinan emitiendo luz.
El nodo est constituido por una capa de ITO (Indium tin oxide,
una mezcla deIn2O3/SnO2), por su alta funcin de trabajo y por su
transparencia. Existen ahora dos
tecnologas de capa emisiva en OLEDs. En los sistemas de pequea
molcula, se evaporan
diversas capas de materiales moleculares de bajo peso molecular
en procesos de vaco. En
la segunda tecnologa, largas cadenas de polmeros emisores de luz
se depositan ensolucin sobre el substrato usando mtodos de
impresin. Los polmeros luminiscentes ms
comunes son el PPV, Poly(p-phenylene) vinyleney sus derivados, y
el PFO, Polyfluorene.
Los metales ms utilizados para el ctodo son calcio, aluminio y
bario. Incluso con el
sistema multicapa, el sistema entero es muy delgado, normalmente
menor que 1 m, y elgrosor del dispositivo est determinado por el
substrato y el recubrimiento.
Fig. 2. Ar qui tectura de un OL ED de emisin. Los electrones se
inyectan desde el nodo y transportan en
una capa dopada tipo p, hasta la capa de emisin. Los electrones
se inyectan desde el ctodo y se
transportan por una capa tipo n. La recombinacin tiene lugar en
la capa emisora, y se produce luz
Las limitaciones de los actuales dispositivos de OLED son
debidas a las limitaciones
existentes en los materiales que forman los polmeros conductores
y polmeros emisores deluz. Los polmeros luminiscentes utilizados en
la actualidad presentan valores de tiempos
de vida y eficiencias limitados debido a inestabilidades, bajas
movilidades en electrones y
huecos, y a la naturaleza no emisiva de los excitones en estado
triplete. Otro factor
importante para los OLEDs es su estabilidad. Esta se puede
incrementar mejorando laestabilidad del material emisor de luz,
mejorando la estabilidad del dispositivo y mejorando
las condiciones de procesamiento.
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
3/7
Actualmente la vida media de los dispositivos depende
crticamente del tipo de ctodo.Mejorando las propiedades de los
materiales y dispositivos, la estabilidad de los OLEDs ha
aumentado a lo largo de los aos hasta 40.000 horas para el
material amarillo estndar
(super-yellow de Covion-Merck) a temperatura ambiente. El
tratamiento de la extraccin dela luz tambin juega un papel
importante en el desarrollo de los OLEDs. Con diseos
simples, slo un 20-30% de la luz generada puede escapar del
dispositivo. El control ymodificacin de las trayectorias de la luz
puede aumentar la extraccin en un factor 2.
F ig. 3. I zquierda: display comercial OLED Picti va de 1
pulgada con 96 x 64 lneas RGB, de OSRAM .
Derecha: display experimental OLED fl exibl e de Covion
(actualmente Merck).
El color de la luz emitida por los polmeros depende de su
composicin qumica. Mediante
modificacin qumica de la estructura del polmero, se ha podido
formar una variedad depolmeros solubles emisores de luz en el
dominio de 400 nm a 800 nm. As, puede
obtenerse cualquier color del espectro visible. Las eficiencias
de los OLEDs blancos han
superado la marca de las lmparas incandescentes (13 lm/W).
Cuando se usa para producir displays, la tecnologa de OLEDs
proporciona capasluminosas que no necesitan iluminacin trasera (en
contraste con la tecnologa LCD), lo
que da lugar a pantallas muy finas y compactas, con amplio ngulo
de visin hasta 160
grados, y con bajos requerimientos de potencia, slo 2-10
voltios. Actualmente los OLEDs
se comercializan en displays auto-emisivos de pequeas
dimensiones, Fig. 3, enequipamiento electrnico porttil como
telfonos mviles y reproductores MP3. Estos
displays tambin podran realizarse sobre un substrato flexible,
Fig. 3. En la actualidad
todas las empresas punteras en pantallas electrnicas como
Philips, Sony, etc., priorizanentre sus actividades de I+D el
estudio de OLEDs ya que dicha tecnologa va a permitir
desarrollar nuevas formas de mostrar la informacin (por ejemplo,
pantallas flexibles, ultra
finas o extensibles) y mejoras en la calidad de las imgenes.
F ig. 4. Prototipo de placa OLED de gran dimensin emisora de luz
blanca, de Siemens.
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
4/7
F ig. 5. Propuesta de papel de pared lumi noso de OSRAM.
El potencial para la iluminacin general con OLEDs es enorme pero
la investigacin en los
prximos aos debe lograr dispositivos de altas prestaciones. La
investigacin actual se
centra en la obtencin de OLEDs blancos de alto brillo, alta
eficiencia y estabilidad, parailuminacin general y sealizacin (Fig.
4). Tambin se contemplan para los OLEDs las
dos estrategias de creacin de luz blanca que comentamos para los
LEDs, es decir,
desplazamiento de frecuencias o mezcla de colores. Se espera que
los OLEDs suministren
luz blanca de alta calidad y alto CRI (>90).
Los desafos para llegar al mercado de iluminacin general
consisten en elevar la eficiencia
de los OLEDs de luz blanca a 50 lm/W (similar a la de los tubos
fluorescentes) a la vez quereducir el coste de los dispositivos en
1-2 rdenes de magnitud.8 Los OLEDs podran
combinar la eficiencia de los tubos fluorescentes y la agradable
calidad de color de laslmparas incandescentes, en configuracin
totalmente plana. Los OLEDs admiten nuevos
diseos arquitectnicos, como el papel de pared luminoso (Fig. 5)
y pueden integrarse en el
mobiliario, llevarse en la ropa, y emplearse de muchas formas
todava por descubrir.
Las proyecciones ms recientes9 indican la posibilidad de rpidos
progresos, de modo que
se podran conseguir en un plazo de unos 3 aos sistemas OLED con
un CRI > 80, una vida> 5000 h, y una eficacia > 50 lm/W.
Estos avances permitiran a los dispositivos OLED
comenzar a competir con las lmparas fluorescentes compactas en
el mercado general de
iluminacin. La va hacia eficiencias de 100 lm/W y superiores
depender crucialmente dela mejora de la extraccin de luz y de una
optimizacin de todos los aspectos del sistema.
BIBLIOGRAFIA:
http://www.cajaespana.com/Images/05_tcm6-7079.pdf
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
5/7
LAMPARAS DE INDUCCION
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Las lmparas de descarga electromagntica son una evolucin de las
lmparas
fluorescentes, pero con la diferencia de que no usan un
electrodo para inducir una corriente
en el interior. La rotura del electrodo o desgaste del electrodo
son las principales causas defallo de las lmparas de descarga, ya
sean de halogenuros, vapor de sodio o fluorescentes.
Las lmparas de descarga electromagntica utilizan un inductor de
ferrita alrededor del cualse enrola un cable.
Se pasa una corriente de baja frecuencia que induce un campo
electromagntico en el
interior de la lmpara. Ese campo excita los tomos de mercurio
del interior generando
radiacin UV. Al igual que las lmparas fluorescentes, el
recubrimiento exterior transformaesa radiacin en luz visible.
Las lmparas de induccin electromagntica se opera sin electrodos
, utiliza la energa de
un campo magntico inducido de alta frecuencia que a la vez
interacta en el interior de lalmpara con otro campo magntico, que
genera un toroide en el material de plasma del
interior, el cual es plasma de mercurio a baja presin.
Cuando los tomos de mercurio estn bajo la influencia del campo
magntico irradian luzultravioleta de 253 nm, la cual pasa a travs
de la capa interna de fosforo blanco, dando
como resultado la luz visible, de la misma forma que la lmpara
fluorescente convencional.
Esta nueva tecnologa resuelve los problemas relacionados con el
envejecimiento de loselectrodos, lo cual limita la vida til de las
lmparas fluorescentes utilizadas hasta ahora,
siendo esta una de las mayores ventajas que ofrece el Sistema De
Induccin
Electromagntica de Baja Frecuencia (LFED), dando como resultado
lmparas libres demantenimiento y con una larga vida til en las
piezas instaladas.
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
6/7
Existen en la actualidad dos sistemas distintos para producir
esta nueva ionizacin del gassin electrodos.
LMPARAS FLUORESCENTES DE ALTA POTENCIA SIN ELECTRODOS
La descarga en esta lmpara no empieza y acaba en dos electrodos
como en una lmpara
fluorescente convencional. La forma de anillo cerrado del vidrio
de la lmpara permiteobtener una descarga sin electrodos, ya que la
energa es suministrada desde el exterior por
un campo magntico. Dicho campo magntico est producido en dos
anillos de ferrita, lo
que constituye una importante ventaja para la duracin de la
lmpara.
F ig.1. Lmpara f luorescente de alta potencia sin
electrodos.
El sistema consta, adems del tubo fluorescente sin electrodos,
de un equipo de control
electrnico (a una frecuencia de 250 kHz aproximadamente)
separado de la lmpara, lo que
permite conservar la energa ptima de la descarga en la lmpara
fluorescente y alcanzaruna alta potencia lumnica con una buena
eficacia.
Las principales ventajas de esta lmpara son:
- Duracin de vida extremadamente larga: 60.000 horas.
- Potencia de lmparas 100 y 150 W.
- Flujo luminoso hasta 12.000 lmenes.- Eficacia luminosa de 80
lm/W.
- Bajo perfil geomtrico que permite el desarrollo de luminarias
planas.
- Luz confortable sin oscilaciones.- Arranque sin parpadeos ni
destellos.
Estas lmparas son especialmente indicadas para aquellas
aplicaciones donde las
dificultades de sustitucin de las lmparas incrementan los costos
de mantenimiento
excesivamente, como por ejemplo, iluminacin de tneles, techos de
naves industriales
muy altos y de difcil acceso, etc.
-
5/21/2018 LAMPARAS OLED
7/7
LMPARAS DE DESCARGA DE GAS A BAJA PRESIN POR INDUCCIN
Este tipo de lmpara consta de un recipiente de descarga que
contiene el gas a baja presin
y un acoplador de potencia (antena). Dicho acoplador de
potencia, compuesto por un
ncleo cilndrico de ferrita, crea un campo electromagntico dentro
del recipiente de
descarga que induce una corriente elctrica en el gas generando
su ionizacin. La energasuficiente para iniciar y mantener la
descarga es suministrada a la antena por un generador
de alta frecuencia (265 MHz) mediante un cable coaxial de
longitud determinada, ya que
forma parte del circuito oscilador.
Fig 2. Lmpara de descarga de gas por induccin.
Las principales ventajas de estas lmparas son:
- Duracin extremadamente larga: 60.000 horas.- Potencias de
lmparas de 55, 85 y 165 W.- Flujo luminoso hasta 12.000 lmenes.
- Eficacia luminosa entre 65 y 81 lm/W.
- Encendido instantneo libre de parpadeos y efectos
estroboscpicos.- Agradable luz de gran confort visual.
Estas lmparas se utilizan para muchas aplicaciones de alumbrado
general y especial,
principalmente para la reduccin de costos de mantenimiento, como
en edificios pblicos,
alumbrado pblico exterior, aplicaciones industriales, etc.
BIBLIOGRAFIA:
http://manoel.pesqueira.ifpe.edu.br/cefet/anterior/2009.1/instalacoes2/lampadas.pdf
http://manoel.pesqueira.ifpe.edu.br/cefet/anterior/2009.1/instalacoes2/lampadas.pdfhttp://manoel.pesqueira.ifpe.edu.br/cefet/anterior/2009.1/instalacoes2/lampadas.pdf