INTRODUCCION

La historia de la cermica va unida a la historia de casi todos los pueblos del mundo. Abarca sus mismas evoluciones y fechas y su estudio est unido a las relaciones de los seres humanos que han permitido el progreso de este arte. La invencin de la cermica se produjo durante el neoltico, cuando se hicieron necesarios recipientes para almacenar el excedente de las cosechas producido por la prctica de la agricultura. En un principio esta cermica se modelaba a mano, ms adelante comenz a decorarse con motivos geomtricos mediante incisiones en la pasta seca, cada vez ms compleja y perfecta mediante el cocimiento de las piezas en un horno siendo los chinos en iniciar esta tcnica. La historia de la cermica va unida a la historia de casi todos los pueblos del mundo. Si bien las cermicas tradicionales (ladrillos, porcelana, etc.) representan la mayor parte de la produccin de materiales cermicos, ocurre que se han desarrollado nuevos materiales cermicos, denominados cermicas avanzadas, que han encontrado un lugar prominente en nuestra tecnologa avanzada. En particular, las propiedades elctricas, magnticas y pticas, as como la combinacin de estas propiedades nicas de las cermicas han sido explotadas en muchas aplicaciones; pueden ser utilizadas en motores de combustin interna y en turbinas, como placas para blindajes, en el empaquetamiento electrnico, como herramientas de corte, as como en la conversin, almacenamiento y generacin de energa.

INDICE

I. DEFINICIN_________________________________________________________________________ 3

II. PROPIEDADES_____________________________________________________________________ 5

PROPIEDADES MECNICAS______________________________________________________ 5PROPIEDADES MAGNETICAS____________________________________________________ 5PROPIEDADES ELECTRICAS______________________________________________________ 5PROPIEDADES TERMICAS ________________________________________________________ 6 PROPIEDADES MECNICAS DE LA CERMICA______________________________ 6

III. PROCESADO DE MATERIALES CERMICOS___________________________________ 11

IV. OTRAS APLICACIONES DE LA CERMICA___________________________________15

V. DEFINICIN DE LED ______________________________________________________________________________ 17

I. DEFINICION

Los materiales cermicos son compuestos qumicos constituidos por metales y no metales (xidos, nitruros, carburos, etc.) que incluyen minerales de arcilla, cementos y vidrios.

Segn la British Ceramic Society (1979) una cermica es un material sinttico, slido, que no es ni metlico ni orgnico, y en cuya elaboracin es necesario utilizar tratamientos trmicos a altas temperaturas.

Un intento reciente de definir el trmino "cermicas" ha sido hecho por autores rusos, los cuales lo definen como materiales policristalinos consolidados basados en los compuestos de los grupos III-VI de los metaloides uno con otro y/o con metales, en cuya tecnologa de fabricacin se incluyen fenmenos de transporte de masa de los cuales resulta la unin. Incluyen xidos, nitruros y carburos de Si, Al, Ti y Zr.

La definicin ms ampliamente aceptada es que son aquellos productos (piezas, componentes, dispositivos, etc.) constituidos por compuestos inorgnicos, no metlicos, cuya caracterstica fundamental es que son consolidados mediante tratamientos trmicos a altas temperaturas.

Los materiales cermicos por sus aplicaciones se pueden dividir en dos grandes grupos:

1. Cermicas tcnicas o estructurales2. Cermicas elctricas o electrocermicas.

A su vez en las cermicas tcnicas o estructurales se puede efectuar una divisin en funcin de las materias primas utilizadas:

Cermicas oxdicas (Blancas). Cermicas no oxdicas (Negras)

Cuyas principales materias primas pueden verse en la tabla 1

Tabla 1 Principales materias primas para la fabricacin de cermicas avanzadas.

Las propiedades enumeradas anteriormente hacen que las cermicas avanzadas sean tiles como componentes de motores, quemadores, intercambiadores de calor, etc. Por sus propiedades elctricas son tiles como capacitadores piezoelctricos, termistores, substratos de circuitos integrados, aisladores, soportes de semiconductores, condensadores de alta tensin, etc. Por sus propiedades pticas se utilizan como ventanas de infrarrojos, construccin de lseres y de lmparas de sodio de alta presin. Por su dureza y resistencia a la abrasin encuentran utilidad como herramientas de corte. Por otro lado, muchos de ellos son biocompatibles y pueden ser utilizados en el campo de la medicina como implantes seos (Huesos y rtulas)

II. PROPIEDADES

La mayor parte de los materiales cermicos depende crticamente del tamao del grano, de la porosidad, y de la textura que se desarrolla durante el crecimiento del grano. Por este motivo es muy importante controlar el crecimiento del grano para lograr las propiedades del material deseados.

PROPIEDADES MECNICAS

Son duros y frgiles a temperatura ambiente debido a su enlace inico/covalente (al aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedan enfrentados provocando la rotura del enlace), este echo supone una gran limitacin en su nmero de aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el deslizamiento de bordes de grano.

PROPIEDADES MAGNTICAS

No suelen presentar propiedades magnticas, sin embargo podemos encontrar cermicas con propiedades magnticas de gran importancia como ferritas y granates. stas son las llamadas cermicas ferrimagnticas. En estas cermicas los diferentes iones tienen momentos magnticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magntico se produzca como resultado una imantacin neta.

PROPIEDADES ELCTRICAS

Son en su mayora aislantes elctricos debido a que tienen una alta resistencia dielctrica y baja constate dielctrica.

Algunos de ellos presentan otras propiedades dielctricas como es la facilidad de polarizarse.

PROPIEDADES TRMICAS

La mayora de los materiales cermicos tienen bajas conductividades trmicas debido a sus fuertes enlaces inico/covalentes. La diferencia de energa entre la banda de covalencia y la banda de conduccin en estos materiales es demasiado grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conduccin, debido a esto son buenos aislantes trmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalrgicas, qumicas cermicas y del vidrio.

PROPIEDADES MECNICAS DE LA CERMICA

Los materiales cermicos son generalmente frgiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensin y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Los poros y otras imperfecciones microscpicas actan como entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.

El mdulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del orden de 311 GPa en el caso del Carburo de Titanio (TiC). El valor del mdulo de elasticidad depende de la temperatura, disminuyendo de forma no lineal al aumentar sta.

Estos materiales muestran deformaciones plsticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformacin ocurre de forma muy lenta. Con los materiales no cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la deformacin plstica, y tambin es muy lenta. Aun as, es omitido en muchas aplicaciones de materiales cermicos.

Tienen elevada resistencia a la compresin si la comparamos con los metales incluso a temperaturas altas (hasta 1.500C). Bajo cargas de compresin las grietas incipientes tienden a cerrarse, mientras que bajo cargas de traccin o cizalladura las grietas tienden a separarse, dando lugar a la fractura.Los valores de tenacidad de fractura en los materiales cermicos son muy bajos (apenas sobrepasan el valor de 1 MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentados considerablemente mediante mtodos como el reforzamiento mediante fibras o la transformacin de fase en circonia.

Una propiedad importante es el mantenimiento de las propiedades mecnicas a altas temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.

Comportamiento refractario

Algunos materiales cermicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su solidez. Son los denominados materiales refractarios. Generalmente tienen baja conductividad trmica por lo que son empleados como aislantes. Por ejemplo, partes de los cohetes espaciales son construidos de azulejos cermicos que protegen la nave de las altas temperaturas causadas durante la entrada a la atmsfera.

Por lo general los materiales cermicos presentan un buen comportamiento a alta temperatura mientras que pueden sufrir roturas por choque trmico a temperaturas inferiores.

Termofluencia: La conservacin de las propiedades mecnicas a altas temperaturas toma gran importancia en determinados sectores como la industria aeroespacial. Los materiales cermicos poseen por lo general una buena resistencia a la termofluencia. Esto es debido principalmente a dos factores en el caso de cermicos cristalinos: altos valores de temperatura de fusin y elevada energa de activacin para que comience la difusin.

Choque trmico: Se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variacin repentina da lugar a tensiones superficiales de traccin que llevan a la fractura. Entre los factores que condicionan la resistencia al choque trmico toma gran importancia la porosidad del material. Al disminuir la porosidad (aumentar la densidad) la resistencia al choque trmico y las caractersticas de aislamiento se reducen, mientras que la resistencia mecnica y la capacidad de carga aumentan. Muchos materiales son usados en estados muy porosos y es frecuente encontrar materiales combinados: una capa porosa con buenas propiedades de aislamiento combinada con una delgada chaqueta de material ms denso que provee resistencia, pero no se pueden realizar contrastes especifcos.

Tal vez sea sorprendente que estos materiales puedan ser usados a temperaturas en donde se lican parcialmente. Por ejemplo, los ladrillos refractarios de dixido de silicio (SiO2), usados para recubrir hornos de fundicin de acero, trabajan a temperaturas superiores a 1650C (3000F), cuando algunos de los ladrillos comienzan a licuarse. Diseados para esa funcin, una situacin sin sobresaltos requiere un control responsable sobre todos los aspectos de la construccin y uso.

COMPORTAMIENTO ELCTRICO

Una de las reas de mayores progresos con la cermica es su aplicacin a situaciones elctricas, donde pueden desplegar un sorprendente conjunto de propiedades.

AISLAMIENTO ELCTRICO Y COMPORTAMIENTO DIELCTRICOLa mayora de los materiales cermicos no son conductores de cargas mviles, por lo que no son conductores de electricidad. Esto se debe a que los enlaces inico y covalente restringen la movilidad inica y electrnica, es decir, son buenos aislantes elctricos. Cuando son combinados con fuerza, permite usarlos en la generacin de energa y transmisin.

Las lneas de alta tensin son generalmente sostenidas por torres de transmisin que contienen discos de porcelana, los cuales son lo suficientemente aislantes como para resistir rayos y tienen la resistencia mecnica apropiada como para sostener los cables.Una sub-categora del comportamiento aislante es el dielctrico. Un material dielctrico mantiene el campo magntico a travs de l, sin inducir prdida de energa. Esto es muy importante en la construccin de condensadores elctricos.

La cermica dielctrica es usada en dos reas principales: la primera es la prdida progresiva de dielectricidad de alta frecuencia, usada en aplicaciones tales como microondas y radio transmisores; la segunda, son los materiales con alta dielectricidad constante (ferroelctricos). Aunque la cermica dielctrica es inferior frente a otras opciones para la mayora de los propsitos, generalmente ocupa estos dos dichos muy bien.

SUPERCONDUCTIVIDAD

Bajo ciertas condiciones, tales como temperaturas extremadamente bajas, algunas cermicas muestran superconductividad. La razn exacta de este fenmeno no es conocida, aunque se diferencian dos conjuntos de cermica superconductora.

El compuesto estequimtrico YBa2Cu3O7-x, generalmente abreviado YBCO o 123, es particularmente muy conocido porque es fcil de hacer, su manufactura no requiere ningn material particularmente peligroso y tiene una transicin de temperatura de 90 K (lo que es superior a la temperatura del nitrgeno lquido, 77 K). La x de la frmula se refiere al hecho que debe ser ligeramente deficiente en oxgeno, con un x por lo general cercano a 0.3.

El otro conjunto de cermicas superconductoras es el diboruro de magnesio. Sus propiedades no son particularmente destacables, pero son qumicamente muy distintos a cualquier otro superconductor en que no es un complejo de xido de cobre ni un metal. Debido a esta diferencia se espera que el estudio de este material conduzca a la interiorizacin del fenmeno de la superconductividad.

SEMICONDUCTIVIDAD

Hay cierto nmero de cermicas que son semiconductivas. La mayora de ellas son xidos de metales de transicin que son semiconductores de tipos II-IV, como el xido de zinc.

La cermica semiconductora es empleada como sensor de gas. Cuando varios gases son pasados a travs de una cermica policristalina, su resistencia elctrica cambia. Ajustando las posibles mezclas de gas, se pueden construir sensores de gas sin demasiado costo.

FERROELECTRICIDAD, PIEZOELECTRICIDAD Y PIROELECTRICIDAD

Un material ferroelctrico es aquel que espontneamente posee una polarizacin elctrica cuyo sentido se puede invertir mediante aplicacin de un campo elctrico externo suficientemente alto (histresis ferroelctrica). Estos materiales exhiben mltiples propiedades derivadas de su polarizacin espontnea, en ausencia de un campo elctrico externo, y de la posibilidad de su inversin (memorias de ordenador). La polarizacin espontnea puede modificarse mediante campos elctricos (electrostriccin) o de tensiones mecnicas (piezoelectricidad) externos y mediante variaciones de la temperatura (piroelectricidad). La polarizacin espontnea y su capacidad de modificacin es tambin el origen de la alta constante dielctrica o permitividad de los ferroelctricos, que tiene aplicacin en condensadores.

Un material piezoelctrico es aquel que, debido a poseer una polarizacin espontnea, genera un voltaje cuando se le aplica presin o, inversamente, se deforma bajo la accin de un campo elctrico. Cuando el campo elctrico aplicado es alterno, este produce una vibracin del piezoelctrico. Estos materiales encuentran un rango amplio de aplicaciones, principalmente como sensores -para convertir un movimiento en una seal elctrica o viceversa-. Estn presentes en micrfonos, generadores de ultrasonido y medidores de presin. Todos los ferroelctricos son piezoelctricos, pero hay muchos piezoelctricos cuya polarizacin espontnea puede variar pero no es invertible y, en consecuencia, no son ferroelctricos.

Un material piroelctrico desarrolla un campo elctrico cuando se calienta. Algunas cermicas piroelctricas son tan sensibles que pueden detectar cambios de temperatura causados por el ingreso de una persona a un cuarto (aproximadamente 40 microkelvin). Tales dispositivos no pueden medir temperaturas absolutas, sino variaciones de temperatura y se utilizan en visin nocturna y detectores de movimiento.

III. PROCESADO DE MATERIALES CERMICOS

Las cermicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones. El vidrio es formado por cualquiera de los siguientes mtodos: soplado, prensado, laminado, estirado, colado o flotado y galvanizado.

Los materiales cermicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado. Los mtodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoras -hacer cermica en la forma deseada, pro reaccin in situ, o por formacin de polvos en la forma deseada, y luego sinterizados para formar un cuerpo slido. Algunos mtodos usados son un hbrido de los dos mtodos mencionados.

MANUFACTURA IN SITU

El uso ms comn de este mtodo es en la produccin de cemento y concreto. Aqu, los abrasivos deshidratados son mezclados con agua. Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacin, las cuales resultan en cristales grandes, interconectados formndose alrededor de los agregados. Pasado un tiempo, esto resulta en una cermica slida.

El mayor problema con este mtodo es que la mayora de las reacciones son tan rpidas que no es posible hacer una buena mezcla, lo que tiende a impedir la construccin en gran escala. Sin embargo, los sistemas a pequea escala pueden ser realizados mediante tcnicas de depsito, en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato, donde se produce la reaccin y la cermica se forma sobre este sustrato.

CONFORMADO DE LOS POLVOS

El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que d lugar a un aumento de la densidad y, por lo tanto, a una mejora de las propiedades mecnicas. Existen dos formas de realizar el conformado: mediante la aplicacin de presin y temperaturas elevadas. Con la aplicacin de presin y temperatura, el proceso es similar a si no aplicsemos altas temperaturas, pero obtenemos productos ms densos y homogneos a la vez que ahorramos materias primas.

Prensado uniaxial: (en caliente o en fro). Consiste en la aplicacin de presin en una nica direccin hasta conseguir la compactacin de los polvos cermicos. La pieza as conformada tendr la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presin.

Prensado isosttico en caliente o en fro. Consiste en compactar los polvos encerrndolos hermticamente en moldes elsticos tpicamente de goma, ltex o PVC, aplicndoles presin hidrosttica mediante un fluido que puede ser agua o aceite. El fundamento de este proceso es el Principio de Pascal, de este modo conseguimos compactar uniformemente y en todas las direcciones el material.

Slip Casting: Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la cermica tradicional, mediante el cual obtenemos piezas de espesores pequeos utilizando moldes porosos.

MTODOS BASADOS EN LA SINTERIZACIN

Los principios de los mtodos basados en la sinterizacin son sencillos: Una vez que la materia prima es acondicionada para su procesamiento (hornada), es introducida en el horno, con lo que el proceso de difusin compacta a la materia prima.

Los poros se achican, resultando un producto ms denso y fuerte. El quemado se hace a una temperatura por debajo del punto de derretimiento de la cermica. Siempre queda alguna porosidad, pero la verdadera ventaja de este mtodo es que la hornada puede ser producida de cualquier modo imaginable, e incluso puede ser sinterizado. Esto lo hace una ruta muy verstil.

Existen miles de posibles refinamientos de este proceso. Algunos de los ms comunes involucran presionar la hornada para darle la densidad, la quema reduce el tiempo de sinterizacin necesario. A veces, se aaden elementos orgnicos junto a la hornada, que son disueltos durante la quema.

Algunas veces, se agregan lubricantes orgnicos durante el proceso para incrementar la densidad. No es raro combinarlos, agregando materia orgnica y lubricantes a una hornada, y luego presionar. (la formulacin de estos aditivos qumico orgnicos es un arte en s mismo). Esto es particularmente importante en la manufactura de cermica de alto rendimiento, tales como las usadas para la electrnica, en condensadores, inductores, sensores, etc.

Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo, y luego verterlo en el molde deseado, dejndolo secar y luego sinterizarlo. De hecho, en la alfarera tradicional es hecho de esta forma, usando una mezcla plstica que es trabajada con las manos.

Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una cermica, algunas veces la temperatura de sinterizacin es mayor a la temperatura de fundicin de alguno de sus componentes (fase lquida de sinterizacin). Esto genera un perodo ms corto de sinterizacin comparado con el estado slido sinterizado.

Principales ventajasComo en todos los procesos de fabricacin hay que tener presente la energa necesaria y la cantidad de material que se "desperdicia" en forma de virutas o polvo, como puede ser en procesos de mecanizacin; la sinterizacin se usa principalmente con materiales que son caros, como puede ser el carburo de tungsteno.

En resumen, las ventajas de la sinterizacin son: Obtencin de las piezas a temperaturas relativamente bajas (ahorro energtico). Permite la obtencin de las piezas directamente con su forma definitiva (proceso rpido). Y se usa totalmente el material, sin generar residuos, como pueden ser virutas o polvo (ahorro de materias primas y productos).

VARIABLES QUE AFECTAN A LA SINTERIZACION Y LA MICROESTRUCTURA

Variables relacionadas con el material:

Forma de las partculas Tamao de las partculas Distribucin de tamaos Grado de dispersin Composicin Grado de pureza Grado de homogeneidad

Variables relacionadas con el proceso:

Temperatura Tiempo Presin Atmosfera Rampa de calentamiento y de enfriamiento

IV. OTRAS APLICACIONES DE LA CERMICA

Hace un par de dcadas, Toyota investig la produccin de un motor cermico el cual puede funcionar a temperaturas superiores a 3300C. Los motores cermicos no requieren sistemas de ventilacin y por lo tanto permiten una mayor reduccin en el peso, y con esto, una mayor eficiencia en el uso de combustible. La eficiencia en el uso de combustible de un motor es tambin superior a ms alta temperatura. En un motor metlico convencional, mucha de la energa generada desde la combustin debe ser derrochada como calor para prevenir la fundicin de las partes metlicas.

A pesar de todas estas propiedades deseables, tales motores no estn en produccin porque la manufactura de partes cermicas es muy dificultosa. Las imperfecciones en la cermica conducen a quiebras y rompimientos. Dichos motores son factibles en investigaciones de laboratorio, pero las dificultades actuales sobre la manufactura impiden su produccin en masa.

Tabla 2 Propiedades y aplicaciones de algunos materiales cermicos.FuncinPropiedadesAplicacionesMateriales

MecnicaResistencia a la abrasin, ResistenciaCapacidad lubricanteAbrasivosPiezas de precisin, labes de turbinaTiN-Al2O3BSi3N4-SiCSi3N4-SiC

ElctricaSuperconductividadCambio de con TCambio de con VPermitividad , (bajas prdidas dielctricas)PiroelectricidadPiezoelectricidadSemiconductividadImgenes con buen contrasteAlta densidad de corrienteSuperconductoresTermistoresVaristoresCondensadoresDetectores piroelctricosDetectores,piezoelctricosSemiconductores, substratos CI, filtros, detectores de IR,fotmetros, Instrumentos de pantallaElectrodos bateras solaresYBa2Cu3O7BaTiO3ZnOBaTiO3Pb(Zr,Ti)O3Pb(Zr,Ti)O3,LiNbO3Si(B,Al,P,As),AsGa,PIn, InSb, ZnO,CdS

WO3, (In,Sn)O2Cd2SnO4

MagnticaFerromagnetismo y ferrimagnetismoImanes permanentesElementos de memoria,componentes magnticosSrFe12O19 (ferrita dura)NiFe2O4 (ferritablanda) CrO2

pticasCtodoluminiscente,Absorcin, reflexin,TransmisinBuena transpar., Pantallas de tubos de imagenFibras pticas,Cermica translcidas,Electrodo transparente

ZnS(Ag), (Zn,Cd)S/Cu,Y2O2S/EuSiO2/Zr,Ge, GaInAsPAl2O3/MgSnO2

QumicaBiocompatibilidad

Resistencia a la corrosinCatlisisConductividad inicaPrtesis (dientes y huesos)Equipamiento qumico,

CatalizadoresElectrolitos,sensores de gasesCa5(PO4)3OH,

SiC-WC, SnO2-ZnO

Zeolitas: SiO2-Al2O3

-Alumina, ZrO2, SnO2

NuclearResistencia T , refractariaResistencia a la radiacinResistencia a la corrosinRevestimientos dereactoresElementos de combustinMaterial moderadorAlN-SiC

UO2B4C-Al2O3, C

TrmicaAislante trmico,Conductividad trmicaAbsorcin de calorRefractarios (para hornos)Cambiadores de calorRevestimientosMullita, Y/ZrO2BeOSiC-AlN, Si3N4-B4C

Aplicacin de los compuestos cermicos en la tecnologa OLED

V. DEFINICIN DE OLED

OLED se define por sus siglas como diodo emisor de luz, no es ms que un pequeo chip de material semiconductor, que cuando es atravesado por una corriente elctrica, en sentido apropiado, emite luz monocromtica sin producir calor, es decir un componente electrnico semiconductor, con polaridad por lo que se usar en funciones de sealizacin, esttica y, actualmente iluminacin.

Su estructura consta de un hilo muy fino, entre el ctodo y el nodo, que podra dar apariencia de fragilidad, pero no es as; porque no tiene que ponerse incandescente (de hecho apenas se calienta) y no est al aire, sino incrustado dentro del epoxy.

FIGURA 1

Estructura bsica

La estructura bsica de un oled posee dos finas capas orgnicas que son capa de emisin y capa de conduccin, que a la vez estn comprendidas entre una fina pelcula que hace de terminal nodo y otra igual que hace de ctodo.En general las capas de emisin y conduccin estn hechas de molculas o polmeros que conducen la electricidad.

Sus niveles de conductividad elctrica van desde los niveles aisladores hasta los conductores, y por ello se llaman semiconductores orgnicos.

El nodo ITO consiste en un soporte transparente de vidrio o un polmero flexible (plstico), sobre el que se deposita una mezcla de xidos de indio y estao que forman una capa conductora.

Por ltimo el oled tiene el ctodo, que est constituido por un metal o aleacin de metales de baja funcin de trabajo (aluminio, calcio, litio-aluminio, magnesio-plata, etc.).

Figura 2.Estructura de un OLED

Material Orgnico Empleado

El uso de materiales orgnicos en dispositivos emisores de luz es sin duda bueno, debido a su amplia variedad y relativa facilidad en el control de su composicin modificando qumicamente sus propiedades.

1. Galio: Elemento qumico de smbolo Ga, peso atmico 69,72 y numero atmico 31.Arsnico: Elemento qumico de smbolo AS, peso atmico 74,9 y numero atmico 33.Fsforo: Elemento qumico de smbolo AS, peso atmico 30.975 y numero atmico 15.2. Polmeros: son macromolculas (generalmente orgnicas) formadas por la unin de molculas ms pequeas llamadas monmeras.

3. Poliacetileno: es qumicamente el polmero ms simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2)n

4. ITO: composicin qumica del nodo que es de Indium- Tin-Oxide = xidos de Indio y Estao.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOSi se aplica una diferencia de potencial a travs del oled de manera que el nodo sea positivo respecto del ctodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en sentido nodo - ctodo. As, el ctodo inyecta electrones a la capa de emisin y el nodo los sustrae de la capa de conduccin. Seguidamente, la capa de emisin comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conduccin se carga con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electrostticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan.

Esto sucede ms cerca de la capa de emisin, porque en los semiconductores orgnicos los huecos se mueven ms que los electrones.

La recombinacin es el fenmeno en el que un tomo atrapa un electrn. Dicho electrn pasa de una capa energtica de mayor valencia a otra menor, liberndose una energa igual a la diferencia entre energa inicial y final, en forma de fotn. La energa que posea el fotn generado ser la responsable del color de la luz emitida, que se detecta a travs del electrodo nodo.Adems la recombinacin causa una emisin de radiacin a una frecuencia que est en la regin visible, y se observa un punto de luz de un color determinado.

La suma de muchas de estas recombinaciones, que ocurren de forma simultnea, es lo que llamaramos imagen.

FIGURA 3. Principio de funcionamiento del OLED

Donde:1. Ctodo2. Capa de emisin3. Emisin de radiacin4. Capa de conduccin5. nodo

FUNCION DE LOS OXIDOS DE ESTRONCIO Y TITANIO EN EL ANODO DE UN OLED

El xido de estao dopado con indio (ITO) es un material ampliamente utilizado en aplicaciones optoelectrnicas debido a la combinacin de alta conductividad elctrica y transparencia ptica. Se usa principalmente para hacer capas conductoras transparentes en pantallas de cristal lquido, en pantallas planas, de plasma, touch panels y tinta electrnica.

Su empleo signific una revolucin en la industria fotovoltaica, donde se utiliza como ventana ptica. Tambin se usa como detector de gases y en la fabricacin de cubiertas anti-estticas. Uno de los principales focos de inters del ITO es su aplicacin como nodo o capa inyectora de huecos en diodos orgnicos emisores de luz (OLEDs). El comportamiento rectificador del diodo est determinado por la barrera de inyeccin, esto es la diferencia energtica entre la banda de valencia del ITO (Ev) y la capa de transporte de huecos en el orgnico (HOMO- Highest occupied molecular orbital).

De manera anloga existe una barrera de inyeccin para electrones dada por la diferencia de energas entre la banda de transporte de electrones en la capa orgnica, denominada LUMO (lowest unnocupied molecular orbital) y el nivel deFermi del metal, barrera que est fuertemente influenciada por la funcin trabajo del metal.

La luminiscencia del dispositivo se presenta por efecto de la recombinacin de pares electrn-hueco en el material orgnico electroluminiscente, lo cual da lugar a la emisin de fotones cuya longitud de onda depende de la diferencia entre bandas HOMO-LUMO y de la energa de enlace de los excitones. En otras palabras, el color emitido por el OLED depende en ltimas del material orgnico electroluminiscente empleado.

Debido a este principio de funcionamiento resulta esencial la utilizacin de ITO: un material altamente conductor que sea capaz de inyectar huecos a la capa orgnica y a la vez altamente transparente para permitir que los fotones generados en la capa activa puedan ser emitidos al exterior del dispositivo. Claramente, la eficiencia del dispositivo depende fuertemente de las propiedades elctricas y pticas del ITO, las cuales se estudiaron en el presente trabajo.20