LAMPARAS OLED

5/21/2018 LAMPARAS OLED

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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).


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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.


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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.


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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


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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.


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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.


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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

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