5 leds

Diodos Emisores de Luz (LED)
1. Introducción
2. Portadores y uniones pn
3. Luminiscencia por inyección
4. Materiales LED
5. Recombinación
6. Recombinación no-radiativa
7. Procesos de Recombinación radiativa
8. Eficiencia
9. Estructura de LEDs
10. Tiempos de respuesta
11. Circuitos para operación de LEDs
12. LEDs en una cavidad
13. Visión Humana
14. LEDs para iluminación
15. LEDs Orgánicos (OLED)

Referencias

• “Optoelectronics, an introduction” J. Wilson and J. Hawkes, Prentice
Hall (1998)
• “Semiconductor Optoelectronic Devices”, Pallab Bhattacharya,
Prentice Hall (1997)
• www.lightemittingdiodes.org, by E.F. Schubert

• “Optoelectronics and photonics”, S.O. Kasap, Prentice Hall (2001)

• PN Junction Devices, S.O.Kasap,
http://materials.usask.ca/samples/PNJunctionDevices.pdf

• “Optical Electronics in Modern Communications”, Amnon Yariv,
Oxford University Press, 1997

1 Introducción

LED LÁSER
emisión espontánea emisión estimulada
sin cavidad necesita cavidad y espejos

incoherente coherente
multimodo 1 modo
anchura de línea grande pequeño

barato, fiable degradación
output lineal modulación no lineal, pero anchura de
banda pequeña

Aplicaciones de LEDs

• Comunicación óptica

• Pantallas

• Iluminación (color o luz blanca):
• semiconductores
• semiconductores con fósforos

Aplicaciones de LEDs

Previsión de la expansión del mercado
Desarrollo nuevo en: de Iluminación por LED

• LEDs de alta potencia
• LEDs en cavidades resonantes
• LEDs de emisión azul/verde
• LEDs Orgánicos (OLED)

Emisión del primer LED

Emisión de un diodo Schottky de SiC en 1907

2. Portadores y Unión pn
Distribución de portadores
Mecánica estadística en semiconductores
Los electrones en equilibrio térmico se distribuyen según estadística de Fermi-Dirac

IH ( 7 = con ȝ el potencial químico y kB la cte. de Boltzman, [ȝ≡EF]
( −µ
(kBT= 25 meV @ 300 K)
+H N %7

Fermiones, Principio de Exclusión de Pauli
1.00
Factor ocupación Fermi , f(E)

0.75
0.1 K (0.83 meV)
12 K (1 meV)
ȝ, energía para la que ocupación = ½
144 K (12 meV)

A T=0, f ≡ función escalera
300 K (25 meV)

0.50

Para huecos:
0.25
( −µ
N %7
H
0.00 IK ( 7 = − (−µ
= ( −µ
= − ( −µ
0 10 20 30 40 50 60 70

Energía (kBT) +H N %7
+H N %7
+H N %7

Energías hacia abajo


Para energías mucho mayores que ȝ, la distribución se comporta como Maxwell-Boltzmann:
( µ
−
I0 −% ( 7 = $ H N %7
FRQ $ = H N %7

Probabilidades de ocupación bajas poca influencia Ppo Exclusión de Pauli

La posición de ȝ (EF) depende de Nº e’s, N, y de distribución en energía de estados disponibles

El nº de e’s por unidad de intervalo de energía es:
Q ( = I (7 J ( FRQ J ( OD GHQVLGDG GH HVWDGRV
Con lo que el número total de e’s: 1 =
³I ( 7 J ( G(
y ȝ es como un parámetro de normalización para dar N correcto

Para una densidad de estados parabólica y a T = 0 K:

§ P · § P · =
( π 1)
()
1 =³ ( G( = () () = =
π ¨ = ¹
©
¸ ¨ ¸
π © = ¹ P

Estadísticas degeneradas y no-degeneradas

Muy pocos e’s
probabilidad de ocupación a T finita << 1 no-degenerada
aproximación de Maxwell-Boltzmann >>kBT
ȝ

> 2kBT dentro del gap

Muchos e’s ȝ
probabilidad de ocupación de algunos estados ~ 1 >>kBT degenerada
Estadística de Fermi-Dirac
Incluso a T 0: =
() = =
P
( π 1)
> 4kBT dentro de la banda

Portadores, diagrama de energía
no-degenerada

DOS Densidad de energía de los
densidad de Distribución
electrones = f(E)g(E) (BC)
estados g(E) Fermi-Dirac
© 1999 S.O. Kasap, Optoelectronics (Prentice Hall)

Ley de acción de masas
Si uno de los siguientes criterios se cumple:
¾Masa efectiva grande Válida estadística no-degenerada
¾Concentración de portadores pequeña
¾Alta temperatura

Usando un mismo nivel de referencia de energías para BC y BV y mismo convenio de signos:
()K ()H − (J
−
S ≅ 1Y H N %7
Q ≅ 1F H N %7

QS = QL
− (J N %7
Por lo que: Con QL = 1 F 1 Y H

Sin dopaje (intrínseco)
ni (cm-3) 0º C 50º C el nº de e’s y h’s debe ser el mismo
Si 1.04x109 7.06x1010
GaAs 1.02x105 2.18x107

(J N %7 §1 · (J N7 §P ·
() = + ORJ ¨ F ¸ = + % ORJ ¨ K ¸ en (intrínseco)
© 1Y ¹ © P H ¹ EF cerca del medio del gap

Bandas de energía
intrínseco tipo n tipo p

EF

degenerado tipo n tipo p
- +

Unión pn

‘built-in
potential’


Unión pn
NA concentración de aceptores
ND concentración de donores

http://materials.usask.ca/samples/PNJunctionDevices.pdf

Unión pn

portadores mayoritarios

portadores minoritarios

Electrostática de la unión p-n

4 3 2 1
9 =
ρ(x)
x T1 $
-xp xn 9 = [ + [S
ε
E(x)
T1 ' 1'
9 = − [ + [[Q + [Q
ε 1$
V(x) T1 ' T1 $
9 = [Q + [ S = 9L
ε ε
Vi

w


4 3 2 1 Union real (LPE)
ρ(x)
ε 9D
x ρ [ = [
-xp xn D +[
E(x)
9D
( [ =−
D +[
V(x)
9§ [ ·
9 [ = ¨ −
¨ ¸
¸
Vi © D +[ ¹

Transporte
NA concentración de aceptores
ND concentración de donores

conductividad: σ = TQµ H + TSµ K

Drift corriente ohmica: (drift) movilidad= velocidad de drift promedio
por unidad de campo

ϑ' Tτ H
µH = =−
( PH

Difusión difusión: De (electrones) Dh (huecos)
'H K N %7
relación de Einstein =
µH K T


- +
- +
- + E
jdiff

jdrift

§ GQ ·
M = MGULIW + MGLII = T¨ Qµ ( + ' ¸=
© G[ ¹

Anchura de la zona de vaciado

ρ(x) = depletion layer
= space charge layer (SCL)

x
-xp xn
T1' T1$ ½
( = [Q = [S °
ε ε ° ª ε§ · º
¾ : = [Q + [ S = « ¨¨ 1 + 1 ¸9L »
¸
T ( ¬T© ' $¹ ¼
9L = 1 $ [ S + 1' [Q = [Q + [ S °
°
ε ¿

ª ε º
1 ' >> 1 $ Ÿ : = « 9L »
¬ T1 $ ¼

Manda el dopaje residual

Polarización

Sin polarizar
Nivel de Fermi igual
en todo el material

Polarización directa
(forward bias)

Polarización inversa
(reverse bias)

Polarización: Vi Ÿ Vi-V

ε § ·
:= ¨
9L − 9 ¨ + ¸
T © 1' 1 $ ¸
¹

Boltzmann

Unión pn: polarización H − H 9 −9 N %7

circuito polarización
abierto directa

generación
polarización térmica de
inversa portadores


Corrientes a través de la unión p-n
MHS→Q Q→ S
MHQ→ S M H
Inyección y difusión
S →Q
p M K

S →Q
n M H
S →Q
M K Q→ S
Generación térmica
M K + drift

MK → S
Q

G
Corriente ohmica ( ≠ Ÿ - GU = TQµ(
∂Q G ∂Q
Corriente de difusión ≠ Ÿ - GLII = T'
∂[ G[
S→Q Q→ S S→Q Q→ S
Equilibrio: M H = M H M K = M K

Corrientes a través de la unión p-n
µ H K N %7
'H K =
T
p
n /H K = τ H K 'H K
+ - Longitud de difusión

Log (n,p)

pP0
nN0
nP(0-) pn(0+)
§ 'K S 1 'H Q 3 ·§ T9
·
M = T¨
¨ / + ¸¨ H
¸¨
N7
− ¸
¸ pN0
/H nP0 δp(x)
© K ¹© ¹ δn(x)

W

T9 T9
−
p 9 → −9 Ÿ H N7
− →H N7
− ≈−
§ 'K S 1 'H Q 3 ·
n ¨
M ≈ −T¨ + ¸ = MV
¸
© /K /H ¹

En general:
§ T9 · jS
M = MV ¨ H − ¸
¨
N7
¸
© ¹
V > meV
T9
ηI
M = MV H N7

Ecuación del diodo
En general:
§ T9 ·
M = MV ¨ H − ¸
¨
N7
¸
© ¹

jS

3 Luminiscencia por inyección


Inyección de portadores minoritarios
Recombinación radiativa

λJ = KF ( J KF λJ = (F − (Y = ( J

Densidad de portadores

Polarización Directa Inversa
p n p n

Portadores
Mayoritarios

Portadores
minoritarios

Homouniones y heterouniones

Homounión Sin Polarizar

Homounión Polarización directa

Heterounión
doble

4 Materiales para
LEDs

Materiales para LEDs
• GaAs Eg=1.43 eV (860 nm)
Zn en tipo n GaAs
Si en material tipo p o n (más eficiente)

• GaP Eg=2.26 eV (549 nm) gap indirecto
O impureza profunda

• GaAs1-xPx de directo x<0.45 a indirecto x>0.45

• GaxAl1-xAs alta eficiencia rojo e IR

• III-V Nitruros
GaN, AlN, .. azul-verde

• InP (compuestos)
InGaAs, InGaPAs IR cercano: 1.1 – 1.6 µm
uso: comunicaciones con fibra óptica

• II-VI (ZnSe .. ) degradación

• SiC difícil fabricación

Materiales semiconductores para LEDs

Atenuación de
una Fibra Óptica

Semiconductores III-V

El sistema AlGaAs apto para LEDs IR y rojo de alta potencia

El sistema AlGaInP/GaAs

Sistema para LEDs muy brillantes en el rojo, naranja y amarillo

5 Recombinación

A) radiativa B) NO-radiativa

• Transiciones Interbanda • Trampas
• Centros de Impureza • Superficie
• Excitones • Auger

Transiciones Interbanda

Conservación de vector de onda total Directa Indirecta

N IRWRQ = π λ << π D ≈ NHOHFWURQ
Ec
( D constante de red)

-> transiciones verticales Ev

Coeficiente de recombinación r :
r=Bnp
B constante del material
(direct recombination capture coefficient) Transiciones indirectas
necesitan fonon para
Problema: reabsorción de fotones conservación de k
emitidos es posible

Constante de Recombinación

indirecto

directo


Recombinación por centros de impureza
Banda de
Conducción
- Nivel de donor

Banda de - Nivel de aceptor
Valencia

Electrón en impureza: localizado

∆[∆ S ≥ = ∆N ≥
∆[
π
∆[≈D ∆N ≥ ≈ FRPSDUDEOH FRQ
∆[ D D

( D constante de red) transiciones indirectas
posibles sin fonones


Recombinación por centros de impureza
Ec Banda de Conducción

- Ed Nivel de donor

- Ea Nivel de aceptor

Ev Banda de Valencia
Impurezas poco profundas

Impurezas profundas
Ec-Ed , Ea-Ev ≈ 0.02 eV ≈ 0.8 eV para O en GaP

kT ≈ 0.025 eV ¡no hay reabsorción !

reabsorción posible


Recombinación por excitones

Energía de ligadura Eb del excitón (par de electrón-hueco ligado):

PU § ·
(E = ¨
¨ε ¸
¸ H9
P © U ¹
mr masa reducida

GaAs: εr =11.5, mr =0.06m0 : Eb = 5.9 meV (calc), 4.8 meV (medida)

Excitones libres o ligados a impurezas neutrales o ionizados

Energía de ligadura de un excitón ligado a una impureza:

Eb ≈ 0.1 Ei

Espectro de Emisión Interbanda


, ( ∝ ( − (F H − ( − () N7 N %7 λ
∆λ ≈
KF
(HPLVLyQ ≈ ( J + N %7
λ=870 nm, T=300 K : ∆λ0 = 47 nm
∆( = − N %7

6 Recombinación no-radiativa
• Trampas (niveles profundos)
• Superficie
• Auger

no-radiativa Nivel profundo Auger radiativa

Recombinación no-radiativa: Trampas

Nivel profundo (trampa) producido por una variedad de defectos:
impurezas: sustitucional, intersticial,
vacantes, combinaciones de

ET La trampa puede capturar o emitir
huecos o electrones

Recombinación
Trampa opticamente activa

Teoría de Shockley-Read-Hall de recombinación:

QS − QL
5QU = VϑWK 1 7 Ritmo de
§ ( − ( )L · recombinación
Q + S + QL FRVK ¨ 7
¨ N 7 ¸ ¸ no-radiativa
© % ¹
V = VHFFLyQ HILFD]
ϑWK = YHORFLGDG WpUPLFD GH ORV SRUWDGRUHV
1 7 = FRQFHQWUDFLyQ GH WUDPSDV
( )L = QLYHO LQWUtQVHFR

QS − QL desviación de equilibrio

ET se aleja del centro del gap Ÿ R ↓

• Semiconductor tipo n: n >> p
• ET en el centro del gap,
• inyección de bajo nivel (∆n << n0)

5QU = VϑWK 1 7 [ S − S ] Tiempo de vida no depende de la
concentración de portadores
= [S − S ] mayoritarios n
τK
Rnr determinado por concentración
portadores minoritarios

τK =
VϑWK 1 7

Recombinación no-radiativa: Superficie


Portadores
Mayoritarios

Portadores
minoritarios


Estados de defectos a la superficie por ‘lazos sueltos’, o ligados a Oxigeno

minimizar:
• pasivar con un dielectrico (SiO2 o SiN por ejemplo)
• heterounión
(materiales con gap más grande no hay absorción: ventana)

Inyección en tipo n: n >> p
NST densidad de estados a la superficie.
Ritmo de recombinación a la superficie:
RS = flujo de portadores minoritarios (huecos)

Inyección en tipo n: n >> p
NST densidad de estados a la superficie, hasta una profundidad [O
Ritmo de recombinación a la superficie RS
= flujo de portadores minoritarios (huecos)
a la superficie
∂S
56 = VϑWK 1 67 [O [ S ( ) − S ] = 'K
∂[ [ =
Velocidad de recombinación a la superficie:

6 5 = VϑWK 1 67

Recombinación a la superficie en
semiconductor tipo p

7 El proceso de Recombinación

Portadores minoritarios en exceso se
recombinan después de un tiempo
de vida con portadores mayoritarios.

Ritmo de Recombinación

En un semiconductor tipo n : generación y recombinación de huecos:

Ritmo de Recombinación (Recombination rate)

5= (S − S )
τK τK tiempo de vida
del hueco

Recombinación
- Radiativa - No-Radiativa
- Volumen: Defectos, Trampas, Auger, …
- Superficie
foton fonon

Procesos de recombinación
radiativa

Tiempo de vida de los portadores:
= +
τ τ U τ QU
no-radiativa
Ritmo de recombinación total:

5WRWDO = 5U + 5QU = 5VS

Eficiencia cuántica interna (eficiencia radiativa de recombinación):

5U
ηU = = FXDQGR τ U QU = ∆Q 5U QU (proceso exponencial)
5U + 5QU + τ U τ QU

∆Q Concentración de
portadores en exceso

Portadores

Q S = QL ‘law of mass action’
ni concentración intrínseca

S = S + ∆S
Inyección:
Q = Q + ∆Q

QS − QL Desviación
de equilibrio

Recombinación radiativa: Interbanda
S = S + ∆S
5U = %U QS 5U = %U (Q + ∆Q )( S + ∆S )
Q = Q + ∆Q
∆Q = ∆S
Ritmo de recombinación de portadores en exceso (inyectados):
∆Q
5UH[ =
τU
Ritmo de recombinación de portadores en equilibrio:

5U = %U Q S

Ritmo de recombinación

GQ G ∆Q
5UH[ = − =− = %U ( Q + ∆Q )( S + ∆S ) − %U QL
GW GW

Ritmo de recombinación de portadores en exceso (inyectados):

G ∆Q
5UH[ = − = %U ∆Q ( Q + S + ∆Q )
GW

τU =
%U ( Q + S + ∆Q )

Inyección baja ∆n, ∆p << n0, p0 τU =
%U ( Q + S )
tipo n: n0 >> p0

G∆S
− = %U Q ∆S Ÿ ∆S = ∆S ( ) H[S ( − %U QW ) = ∆S ( ) H[S ( −W τ K )
GW


Inyección baja ∆n << n0, p0

−
τ K U = ( %Q ) Tiempo de vida de recombinación de portadores minoritarios
(de huecos en material tipo n)

determinado por concentración de portadores mayoritarios

G ∆Q
Inyección alta ∆n >> n0, p0 5UH[ = − = %U ∆Q ( Q + S + ∆Q )
GW
−
τ U ≅ ( % ∆Q ) Caso de LED con inyección alta y láser

determinado por concentración de portadores
inyectados (minoritarios)

Tiempo de vida de portadores minoritarios
−
τ U = ( %Q )
1 µV
GaAs a 300 K

1 QV

Tiempo de vida disminuye con dopaje

Ritmo en GaAs y Si

radiativa
Rb-b interbanda

no-radiativa
Rdl nivel profundo

RA Auger

8 Eficiencia
Eficiencias de

¾ inyección η LQ la parte de la corriente creando portadores
minoritarios para recombinar

¾ recombinación
ηU η U = 5U (5U + 5QU )
(interna)

¾ extracción ηH nº fotones emitido al exterior / total emitido

Total
( conversión externa)
η = η LQ η U η H
3RXW 2SWLFDO
η = η H[WHUQD =
,9

Eficiencia de inyección ηLQ
Corriente a través de la unión p-n en polarización directa

§ 'K S 1 'H Q 3 ·§ T9 ·
M = MK +
+ MH −
= T¨
¨ / + ¸¨ H − ¸
¸¨
N7
¸
© K /H ¹© ¹

Para sólo inyección de electrones en capa p

'H Q 3
Electrones inyectados
−
en la parte p MH /H
= η LQ = + −
=
Corriente total MK + MH 'K S 1
+
'H Q 3
/K /H

Eficiencia de inyección ηLQ
Para sólo inyección de electrones en capa p

η LQ = ≈
'K /H S 1 µ K S3
+ +
' H /K Q 3 µHQ1

con µ H >> µ K
/H ≈ /K
Q3 S3 = Q1 S 1 = QL

Ÿ η LQ ≅ mas alta con nN >> pP capa n mas dopado

Dispositivo con sólo inyección de electrones ηLQ
p n
LED Asimétrico:

ρ(x) Unión n+-p : ND (capa n) >> NA (capa p)
x
-xp xn
1 ' [Q = 1 $ [ S Ÿ 9 S >> 9Q
E(x)

Realización de nN >> pP

V(x) Sólo importan para la recombinación
electrones minoritarios inyectados en
capa p
Vi

w

Union n+-p : Surface-emitting LED ηLQ

simple y barato por ejemplo:
- con emisión de excitones (GaP)
- heterouniones

energía emisión < energía gap

Eficiencia de Recombinación ηU
η U = 5U (5U + 5QU )

Materiales de gap directo (homounión) ~ 50%

- electrones entran profundo en región activa
- fotones reabsorbidos
- fotones emitidos hacia dentro del LED

Materiales de gap indirecto: pequeño

con impurezas profundas: GaP:Zn, O: ~ 30%
GaP:N ~ 3%

Estructuras de Doble Heterounión: 60 - 80%

Eficiencia de extracción ηH
Limitado por:

1. Reabsorción

Limitado por:

2. Geometría de radiación del LED
(fotones emitidos con θ > θc atrapados)

θ F = VLQ − (Q Q )
Para GaAs n=3.6 θc=17º


§Q · ª §Q −Q · º
Fracción transmitida )= ¨
¨Q ¸
¸ « −¨
¨Q +Q ¸ »
¸
a medio 2 © ¹ « ©
¬ ¹ »
¼

GaAs: n1=3.6, n2=1 (aire) F ≈ 0.013
n2=1.5 (plástico) F ≈ 0.036

Distribución angular de Intensidad ηH

Distribución angular de Intensidad ηH

LED planar:

Lambertian

, , FRV Φ

Eficiencia de extracción
ηH

(ILFLHQFLD H[WHUQD 7,3 /(' YV /('
FRQYHQFLRQDO /DUJH -XQFWLRQ

Recombinación en gap indirecto- GaAsP

nivel N

Energía de
emisión

Eficiencia externa (total) η

Perdidas al acoplar con una fibra ηF
Fibra con índice núcleo nr 1, índice ‘capa’ nr 2 (nr 1 > nr 2)

Angulo de aceptación: θ D = VLQ − (QU − QU ) = VLQ − ( $Q )
An apertura numérica

Eficiencia de acoplo: ηF = VLQ θ D

9 Estructuras: LED de heterounión

Homounión Sin Polarizar

Homounión Polarización directa

Heterounión
doble

Estructuras: LED de heterounión
unión
p
n+

Problemas con homouniones:

1. estados de superficie en capa p cerca de la unión Ÿ recomb. no radiativa
2. electrones inyectados en capa p se alejan por difusión, recombinan con
portadores mayoritarios de forma no radiativa
3. reabsorción posible

Ventajas heterounión:

1. densidad estados intercara << densidad de estados superficie
2. barrera es transparente para luz emitido (no hay reabsorción)
3. eficiencia de inyección mayor

Estructuras: LED de heterounión
AlxGa1-xAs AlxGa1-xAs

zona activa delgada
GaAs
1000 – 2000 ǖ

p-

con polarización
directa

Heterounión doble: Eficiencia de Recombinación

60 %

ηU

LEDs acoplados a una fibra

Fibra con final
esférico

Microlente

Lente integrado

LEDs acoplados a una fibra
Lente integrado

LED emitiendo por el borde

divergencia reducida

Estructuras especiales: dispersión de corriente

Contacto hace sombra, con capa extra sale mas luz

Estructuras especiales: sustrato transparente
(TS)

Estructuras especiales: pirámide invertida

total external efficiency of 55%

10 Tiempos de respuesta

Tiempo de respuesta típica de un LED < 1 µs
• suficiente para pantallas
• crítico para uso en comunicación óptica

Factores que limitan:

1. Capacidad de la unión, 9L − 9H[W
causado por variación de la carga por Vext =
(tiempo RC) & Tε1$

2. Capacidad de difusión:
La carga inyectada desaparece por difusión y recombinación
Con modulación de Vext (bias) la carga tiene que desaparecer
por difusión, para adquirir nuevo equilibrio.

Ÿ tiempo de vida de portadores minoritarios es determinante

Tiempos de respuesta
Electrones inyectados en capa p

Densidad de electrones en exceso n disminuye por recombinación y difusión

∂Q( [ W ) ∂ Q( [ W )
= − 5 + 'H 5= Q( [ )
∂W ∂[ τ
Respuesta a una modulación Q [ W = Q [ + Q [ H[S(LωW )

3ω
Respuesta del LED: U (ω ) = =
( +ω τ ) 3

τ tiempo de vida de portadores minoritarios

Tiempos de respuesta / modulación
Mejor respuesta con τ pequeño, se consigue con:

1. Mayor dopaje −
τ = ( %Q )
GaAs: dopaje alto: formación de centros no-radiativos
τ = 1.4 ns

2. Dopaje bajo, zona activa pequeña, inyección alta −
τ ≅ ( % ∆Q )
J densidad de corriente de inyección
d región activa
J/de nº de recombinaciones / m3s = R

-τ § HG ·
∆Q = Ÿ τ =¨ ¸
HG © -% ¹

Tiempos de respuesta / modulación
Formulación alternativa:
anchura de banda : frecuencia a la cual P disminuye 3dB

Potencia de salida en
función de la modulación

MHz

11 Circuitos

DC

AC I ~ 20 – 100 mA
Vdirecta 1.2 V (GaAs)
2 V (GaP)

12 LED en cavidad resonante (RCLED)

RCLED - modos en una cavidad

Solape de la emisión espontánea con modo de cavidad

Distributed Bragg Reflector (DBR)

Distributed Bragg Reflector (DBR)

Reflector aire/Plata DBR

RCLED vs. VCSEL

VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) tiene menos
intensidad en régimen de emisión espontánea

13 Visión humana: sensibilidad del ojo

Función de la
sensibilidad del ojo
humano V(λ)

Definición del lumen:
Luz verde (555 nm) de 1
W tiene un flujo luminoso
de 683 lm

Visión humana

Las funciones son similar a la sensibilidad espectral de los conos en el ojo

14 LEDs con luz blanca
LED de InGaN emitiendo azul con un fósforo emitiendo en amarillo

primer diseño

diseño sobre un
solo chip

LED para iluminación

Flujo luminoso Precio

15 LEDs orgánicos (OLEDs)
Carbono con hybridización sp2

E • visible

LEDs orgánicos
Pequeñas moléculas orgánicas (tipo benzeno como unidad básica)

E visible

lowest unoccupied molecular orbital (LUMO)
highest occupied molecular orbital (HOMO)

LEDs orgánicos
Semiconductores de polímeros orgánicos, cadena 1D
conducción por ‘hopping’ de una cadena a otra

LEDs orgánicos
Funcionamiento de un OLED:

configuración simple: configuración para hacer coincidir
contactos de diferentes electrones y huecos
metales

LEDs orgánicos

Desventaja: vida útil limitada

LEDs orgánicos

Pantallas:

Sony
Kodak

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