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medición de la luz para led, pantallas y fuentes de luz óptica

La medición de la luz para LED y pantallas cuantifica cuánta radiación óptica emite una fuente y cómo se percibe esa radiación por el ojo humano o por un sensor de imagen. El objetivo técnico central es la separación trazable de las magnitudes radiométricas (potencia radiante físicamente presente) y las magnitudes fotométricas (brillo ponderado por la sensibilidad del ojo). El reto central es que los dos sistemas de evaluación divergen notablemente para fuentes de banda estrecha - LED de color, subpíxeles OLED, pantallas convertidas mediante puntos cuánticos - y un sensor de banda ancha simple no resuelve esa divergencia de forma fiable. Las magnitudes físicas decisivas son, por tanto, el flujo radiante, el flujo luminoso, la luminancia, las coordenadas de color, la longitud de onda de pico y, para fuentes conmutadas, la modulación temporal del brillo. Solo una medición resuelta espectralmente proporciona todas las magnitudes derivadas de ella de forma coherente.

¿Cómo evolucionan la tecnología LED y de pantallas?

El panorama tecnológico de la Agencia Internacional de la Energía se apoya en bases más firmes: la iluminación representa aproximadamente el 8 % de la demanda mundial de electricidad en edificios y aplicaciones exteriores (unos 2200 TWh, 2024); la eficacia luminosa media de los LED vendidos hoy casi se ha duplicado desde 2015 hasta acercarse a los 100 lm/W, y los productos punteros alcanzan hasta 230 lm/W (IEA, 2026). Alrededor de 110 países cuentan ya con normas mínimas obligatorias de eficiencia energética (MEPS) para la iluminación. Para la técnica de medición, esta evolución supone pasar del control interno de calidad a ensayos con validez regulatoria y probatoria: la eficacia luminosa, el punto de color y el comportamiento de envejecimiento deben documentarse cada vez más de forma normalizada y trazable, y no limitarse a una simple comprobación de plausibilidad interna.

Otro factor impulsor es el Reglamento de Ecodiseño (UE) 2019/2021 de la UE para pantallas electrónicas, que desde 2023 establece, entre otras cosas, una categoría de eficiencia específica para pantallas micro-LED y requisitos fijos de luminancia máxima de blanco bajo una iluminancia ambiental definida (100 lx) (EUR-Lex, Reglamento (UE) 2019/2021). Desde noviembre de 2024 se está revisando este marco normativo; la Comisión Europea prevé presentar los borradores a principios de 2026 (Comisión Europea, 2024). El crecimiento del mercado de mini-/micro-LED y OLED coincide así con una obligación regulatoria de ensayo cada vez más estricta: ambos factores elevan conjuntamente las exigencias de precisión de medición, resolución espectral y automatización tanto en la fabricación como en el control de entrada.

El paso de los módulos LED discretos a los emisores directos micro-LED traslada la tarea de ensayo del nivel de panel al nivel de emisor individual: con millones de subpíxeles por pantalla, la inspección en línea al 100 % de cada emisor se convierte en un requisito indispensable para una fabricación económica, ya que los conceptos de reparación y redundancia solo funcionan si los defectos se localizan sin lagunas (Yu et al., Journal of Physics D: Applied Physics, 2024). Las retroiluminaciones mini-LED con atenuación local requieren sistemas de medición con un rango dinámico muy elevado, ya que evaluar la luz parásita (blooming) exige medir zonas de imagen muy claras y extremadamente oscuras en el mismo montaje. En el caso de las pantallas OLED, el anclaje normativo de los ensayos de burn-in y de retención de imagen (IEC 62341-5-3, 2.ª edición) está impulsando la normalización de la medición a largo plazo con evaluación de la diferencia de color según CIEDE2000. Las pantallas basadas en puntos cuánticos (QD-OLED, QLED) están desplazando el ensayo colorimétrico de los colorímetros de filtro hacia métodos de resolución espectral, ya que sus colores primarios de banda estrecha (FWHM de 20 a 40 nm) amplifican los errores de aproximación de los sensores clásicos de tres filtros. En el ámbito regulatorio, el Reglamento de Ecodiseño (UE) 2019/2020 de la UE para fuentes de luz está endureciendo por etapas los límites de parpadeo y de efecto estroboscópico -SVM ≤ 0,9 desde septiembre de 2021, SVM ≤ 0,4 desde septiembre de 2024-, con lo que la medición de luz resuelta en el tiempo pasa a ser un ensayo regulatorio obligatorio y no un complemento opcional (EUR-Lex, versión consolidada). El propio reglamento de ecodiseño y etiquetado energético para pantallas electrónicas se encuentra actualmente en revisión, con borradores previstos para principios de 2026 y un enfoque declarado en la durabilidad y la reparabilidad (Comisión Europea, 2024).

Los tamaños de mercado, las tasas de crecimiento y las fuentes de este campo de aplicación se resumen en la página Evolución del mercado de la tecnología UV.

¿Cómo funciona la evaluación fotométrica y radiométrica de la radiación óptica?

Las magnitudes radiométricas - irradiancia, radiancia, flujo radiante - describen la potencia radiante físicamente presente con independencia del ojo humano. Las magnitudes fotométricas - iluminancia, luminancia, flujo luminoso - describen el mismo proceso ponderado con la función de eficacia luminosa espectral V(λ) del ojo humano. V(λ) es cero fuera del intervalo aproximado de 380 a 780 nm: la radiación en ese intervalo existe físicamente pero no contribuye desde el punto de vista fotométrico, aunque puede provocar igualmente envejecimiento de materiales, efectos fotobiológicos o respuesta de los sensores. La conversión se realiza mediante la constante Km = 683 lm/W, definida en el máximo de V(λ) a 555 nm (CIE 018:2019). Dado que V(λ) es una curva fija y tabulada, una medición con resolución espectral permite derivar tanto las magnitudes radiométricas como las magnitudes fotométricas, así como las coordenadas cromáticas, la temperatura de color y el índice de reproducción cromática; el camino inverso, desde un único valor fotométrico hasta el espectro, no es posible.

¿Qué tecnologías se utilizan para la generación de luz y la representación en pantallas?

Las pantallas y los LED difieren fundamentalmente en cómo se genera y modula la luz. Para la técnica de medición, lo relevante es si una fuente emite luz de banda ancha o de banda estrecha, si es autoemisiva o retroiluminada, y cómo se controla en el tiempo.

TecnologíaCaracterísticasVentajasLimitacionesAplicación típica
LCD con retroiluminación LEDUna válvula de luz (cristal líquido) modula una retroiluminación independiente; los filtros de color generan los colores primariosTecnología madura, alta luminancia de pico alcanzable, bajo coste de fabricaciónNo hay negro verdadero sin atenuación local; el contraste y el punto de color dependen del ángulo de visiónMonitores, televisores, señalización
OLEDCapas de semiconductor orgánico emiten luz por sí mismas; cada subpíxel puede controlarse de forma individualNegro verdadero mediante píxeles apagados, alto contraste, poca profundidad del móduloEnvejecimiento individual de píxeles (quemado/imagen persistente), luminancia de pico limitada en funcionamiento continuoSmartphones, televisores premium, monitores médicos
QD-OLED / QLEDLa emisión OLED o LED azul se convierte mediante puntos cuánticos impresos en rojo/verde con un FWHM espectral muy estrecho de 20–40 nm (Samsung Display, 2023)Gama de color muy amplia gracias a primarios de banda estrechaEl ancho de banda estrecho aumenta el riesgo de errores de medición de color de origen espectral con sensores no adecuadosTelevisores de gama alta, monitores críticos en color
Retroiluminación Mini-LEDTamaño de chip LED de alrededor de 100 µm, muchas zonas de atenuación direccionables individualmente detrás de un panel LCD (Allion Labs, 2023)Contraste notablemente superior al LCD convencional, alta luminancia de picoLuz parásita entre zonas ("blooming"/halo) en transiciones de claro a oscuroTelevisores y monitores LCD de gama alta
Micro-LEDChips LED de emisión directa (de alrededor de 10 µm) forman los propios píxeles, sin retroiluminación ni capa orgánica (Allion Labs, 2023)Luminancia de pico muy alta, sin degradación orgánica, larga vida útilTransferencia masiva de millones de chips con exigencias muy altas de rendimiento y reparabilidadPantallas de gran formato, futuros micropantallas AR/VR, automoción

¿Qué magnitudes de proceso son decisivas para la medición de LED y pantallas?

El flujo luminoso o el flujo radiante describen la potencia total que emite un componente en todas las direcciones y son la magnitud de referencia para la eficacia y el binning; solo pueden captarse de forma independiente de la dirección con una esfera integradora, ya que las mediciones puntuales no captan el patrón de radiación. La luminancia depende de la dirección, puesto que describe lo que emite una superficie hacia una dirección de observación concreta; determina el brillo con que una pantalla aparece ante un observador en un ángulo definido, por lo que debe captarse en posiciones de imagen y ángulos de visión definidos. Las coordenadas cromáticas, la temperatura de color y el índice de reproducción cromática dependen directamente del espectro y determinan la fidelidad del color; son especialmente sensibles a la resolución espectral del sistema de medición en el caso de primarios de banda estrecha. La corriente directa y la temperatura de la unión afectan simultáneamente al flujo luminoso, a la longitud de onda de pico y al punto de color de un LED, ya que una temperatura más alta desplaza la banda prohibida del semiconductor y, con ello, la longitud de onda de emisión; comparar dos mediciones solo es válido en el mismo punto de funcionamiento eléctrico y térmico. Cómo varía la salida óptica a lo largo de la vida útil se describe, para los tipos UV, en LED UV para UVA, UVB y UVC. Las métricas de parpadeo (Pst LM, SVM, índice de flicker) cuantifican la modulación temporal del brillo en fuentes atenuadas por PWM y son decisivas, porque la misma luminancia media puede tener un efecto fisiológico completamente distinto según la frecuencia y la profundidad de modulación.

¿Qué limita la medición o conduce a una interpretación errónea?

El consumo de potencia eléctrica no es una magnitud óptica: la eficiencia de un LED al convertir potencia eléctrica en potencia óptica suele ser muy inferior al 100 % y depende a su vez de la temperatura y la corriente; los vatios por sí solos no ofrecen base alguna para derivar el flujo luminoso o la irradiancia. Un valor de tiempo por sí solo no es suficiente para fuentes pulsadas o atenuadas por PWM, porque el resultado de la medición depende del tiempo de integración del instrumento: la misma fuente arroja un brillo aparente distinto para tiempos de integración cortos y largos si la frecuencia de atenuación y la ventana de integración no coinciden. El punto de funcionamiento se subestima con frecuencia: una medición en estado frío inmediatamente después del encendido y una medición tras el rodaje son dos mediciones distintas, porque el flujo luminoso, la posición del pico y la coordenada de color varían con la temperatura de unión. Un sensor de banda ancha solo aproxima V(λ) de forma imprecisa; para fuentes metámeras pero espectralmente distintas -por ejemplo, un LED blanco cálido y una lámpara halógena con la misma impresión de color- el mismo sensor arroja dos lecturas diferentes, de las cuales como máximo una es correcta. Una medición fuera del punto de interés real resulta insuficiente para pantallas, porque la luminancia y el punto de color varían a lo largo de la superficie y del ángulo de visión; una medición de un solo punto en el centro de la imagen no capta el sombreado en los bordes, ni el bloom, ni la dependencia angular. Cada una de estas suposiciones solo es válida bajo condiciones específicas: una medición de banda ancha sigue siendo adecuada mientras las fuentes comparadas sean suficientemente similares espectralmente; para espectros de banda estrecha o desconocidos, esa condición ya no se cumple.

¿qué influencia tienen el espectro y la geometría de medición?

Dos espectros que parecen idénticos para el ojo humano se denominan metámeros. Cuanto más estrechos son los colores primarios de una fuente -como ocurre con los LED de color o las pantallas QD-OLED con valores espectrales de FWHM de solo 20 a 40 nm (Samsung Display, 2023)-, más divergen los resultados de los distintos tipos de sensores al comparar fuentes metámeras. Los colorímetros de tres filtros aproximan las funciones de igualación de color del ojo humano mediante tres curvas de filtro amplias; para espectros de banda estrecha, esta aproximación pierde precisión, porque la distribución espectral real de la fuente ya no se encuentra dentro de la tolerancia de las curvas de filtro. La evaluación de dicho desajuste espectral (índice f1′) se describe en la norma ISO/CIE 19476; CIE 015:2018 (colorimetría, incluidos los iluminantes normalizados para tipos de LED) y CIE 233 (calibración y caracterización de espectrorradiómetros de matriz) son las otras referencias pertinentes (CIE 015:2018; CIE 233).

Desde el punto de vista geométrico, las pantallas y los micro-LED añaden la complicación de que el patrón de radiación no puede tratarse como puntual: en el caso de emisores muy pequeños (tamaño de chip micro-LED en el rango de un solo dígito de micrómetros), los efectos de campo cercano y campo lejano se superponen, y en el caso de retroiluminaciones mini-LED con atenuación local, la luz parásita entre zonas vecinas debe registrarse de forma resuelta según la dirección. En un caso de prueba publicado, se midió una zona de imagen brillante de 340 nits frente a un marco adyacente, teóricamente oscuro, de tan solo 0,0021 nits; el espectrorradiómetro utilizado tuvo que resolver hasta 0,0005 cd/m² y se operó a cinco distancias definidas para apantallar las zonas de imagen brillantes (Allion Labs, 2023). Lo que importa aquí no es la luminancia máxima, sino el rango dinámico y la supresión de luz parásita del sistema de medición.

¿Cómo se relacionan cuantitativamente las magnitudes fotométricas y radiométricas?

La relación entre el flujo radiante radiométrico y el flujo luminoso fotométrico se define mediante la integral sobre la distribución espectral:

Φv = Km · ∫ Φe,λ(λ) · V(λ) dλ

Aquí Φv es el flujo luminoso en lúmenes, Φe,λ(λ) la distribución espectral del flujo radiante en W/nm, V(λ) la función de eficacia luminosa espectral fotópica (adimensional, máximo 1 a 555 nm) y Km = 683 lm/W la constante de equivalencia de radiación fotométrica (CIE 018:2019 - The Basis of Physical Photometry). El modelo supone visión fotópica (ojo adaptado a la luz, campo de visión de 2°); para niveles de luminancia muy bajos (visión mesópica o escotópica) se aplica una función de ponderación diferente, y V(λ) describe un observador estándar estadístico, no la percepción individual. Dos fuentes de radiación con idéntica potencia radiométrica pero distinta posición espectral producen un flujo luminoso completamente diferente: la conversión depende de la longitud de onda, y un factor fijo entre magnitudes radiométricas y fotométricas solo es válido para un espectro fijo.

Ejemplo práctico: ¿cómo difiere el flujo luminoso para una misma potencia radiante pero distinta longitud de onda del LED?

1. Supuestos. Tres fuentes LED monocromáticas emiten cada una exactamente 1 mW de potencia radiante óptica - un LED azul a 470 nm, un LED verde a 555 nm (el máximo de V(λ)) y un LED rojo a 625 nm. Valores tabulados de V(λ) según CIE 018:2019: V(470 nm) = 0,0910; V(555 nm) = 1,0000; V(625 nm) = 0,3210 (BIPM, Principles Governing Photometry, 2019).

2. Fórmula.
Φv = Km · V(λ) · Φe, con Km = 683 lm/W.

3. Cálculo

Longitud de ondaV(λ)Flujo luminoso a 1 mW
470 nm (azul)0,0910≈ 0,062 lm
555 nm (verde)1,0000≈ 0,683 lm
625 nm (rojo)0,3210≈ 0,219 lm

4. Resultado. Con una potencia radiométrica idéntica de 1 mW, el flujo luminoso resultante varía entre aproximadamente 0,062 lm (azul) y 0,683 lm (verde) - un factor de aproximadamente 11.

5. Interpretación técnica. Las cifras de las hojas de datos en milivatios de potencia óptica no son directamente comparables para evaluar el brillo visual mientras no se tenga en cuenta la longitud de onda. Quien compare LEDs de distinta longitud de onda de pico por su potencia radiante no está comparando magnitudes perceptualmente equivalentes. Solo una medición espectralmente resuelta permite la conversión correcta y específica según la longitud de onda al flujo luminoso.

¿Dónde se utiliza la tecnología de medición de luz y pantallas?

En electrónica de consumo, la combinación de luminancia, gama de colores y dependencia del ángulo de visión determina la calidad de la pantalla; lo que más importa aquí es la medición del color en primarios de banda estrecha (QD-OLED, micro-LED) y la medición del contraste bajo atenuación local (local dimming). En la industria del automóvil, las luces traseras LED, los faros matriciales y las pantallas en el interior del vehículo, cada vez más grandes, se someten a ensayos fotométricos y colorimétricos; lo que allí cuenta es la distribución de la intensidad luminosa en ángulos definidos y la estabilidad del color a lo largo del rango de temperatura y de la vida útil. En tecnología médica, las pantallas quirúrgicas y los monitores de diagnóstico deben mantener una luminancia y una respuesta de escala de grises definidas y calibradas, ya que la interpretación de la imagen depende directamente de la consistencia fotométrica. En la fabricación de semiconductores y LED, la magnitud de proceso es la asignación reproducible del flujo luminoso, la longitud de onda de pico y el punto de color a los lotes (binning); las esferas integradoras y los espectrorradiómetros son aquí las herramientas estándar, porque solo ellos captan el flujo luminoso total dependiente del punto de operación de forma independiente de la dirección. En investigación y desarrollo -por ejemplo, al caracterizar chips micro-LED en el rango de un solo dígito de micrómetros- la magnitud crítica es la eficiencia dependiente del tamaño, ya que los chips más pequeños presentan una proporción alterada entre las vías de recombinación radiativa y no radiativa y, por tanto, una característica de longitud de onda y eficiencia diferente (Fan et al., Optics Express, 2023). En la señalización digital (digital signage), la luminancia máxima de blanco bajo luz ambiente es especialmente relevante desde el punto de vista metrológico, porque incide directamente en la clase de eficiencia energética conforme a la normativa. En seguridad laboral y en la evaluación de la seguridad fotobiológica, la irradiancia espectral en el rango de 380–780 nm es la magnitud decisiva para evaluar el riesgo de luz azul según IEC 62471 - un tema tratado en profundidad en la página de aplicación Seguridad laboral y seguridad fotobiológica. Para el rango ultravioleta vecino, la comparación de fuentes según su espectro se muestra igualmente en la base de datos espectral de lámparas UV - la misma representación, la misma pregunta, solo que en un rango de longitud de onda diferente.

¿Cómo se ensayan micro-LED, negro real y burn-in según norma?

En el caso de las pantallas micro-LED con millones de emisores individuales, el muestreo a nivel de panel no es suficiente: incluso con un rendimiento de transferencia del 99,99999 %, quedan, según el cálculo, aproximadamente dos subpíxeles defectuosos por panel 4K (MicroLED Association, 2023); se requiere una inspección en línea al 100 % de cada emisor individual con alta resolución espacial. En el caso de las pantallas OLED con una luminancia de negro muy baja (negro real) combinada con una luminancia máxima elevada, se requiere un rango dinámico extremadamente alto del instrumento de medición, ya que las zonas de imagen claras y oscuras deben captarse en la misma configuración de medición sin que la luz parásita procedente de las zonas claras falsee la lectura en las zonas oscuras. El ensayo conforme a los requisitos de ecodiseño de la UE prescribe la medición bajo una iluminancia ambiental definida de 100 lx, lo que exige una sala de medición controlada y reproducible en lugar de una medición en sala oscura. Para los ensayos de larga duración y de burn-in en OLED, la norma IEC 62341-5-3 estandariza una metodología de medición que abarca semanas, con una referencia estable y una evaluación de la diferencia de color según CIEDE2000, ya que las mediciones puntuales aisladas no captan el envejecimiento individual por píxel y dependiente del contenido (IEC 62341-5-3:2019).

¿Qué magnitudes deben medirse o supervisarse?

La aplicación determina qué magnitud de medición se necesita y dónde debe realizarse la medición. Para el flujo luminoso o radiante total emitido por un componente, se requiere un dispositivo de medición integrador, ya que solo una esfera integradora integra sobre todas las direcciones de emisión y, por lo tanto, mide independientemente del patrón de radiación individual. Para la luminancia y el punto de color en pantallas, la medición debe realizarse en posiciones de imagen y ángulos de visión definidos, ya que ambas magnitudes dependen de la dirección; un único punto en el centro de la imagen no aporta información sobre la homogeneidad de los bordes ni sobre la dependencia del ángulo de visión.

Una medición de banda ancha es adecuada siempre que las fuentes evaluadas sean lo suficientemente similares y de banda ancha, y no se requiera una especificación colorimétrica estricta. Una medición espectral se vuelve necesaria en cuanto intervienen primarios de banda estrecha, espectros desconocidos o variables, tolerancias de punto de color estrictas o una evaluación fotobiológica, porque solo el espectro proporciona la base para una conversión independiente del tipo de sensor. Las mediciones espaciales (sistemas de medición de luminancia por escaneo o por imagen) se vuelven necesarias cuando hay que evaluar la homogeneidad, el "blooming" o defectos locales en toda una superficie; las mediciones resueltas en el tiempo con ancho de banda suficiente son necesarias cuando se deben evaluar la atenuación por PWM, el dithering temporal o las métricas de parpadeo (Pst LM, SVM), ya que de otro modo el tiempo de integración del instrumento distorsiona el resultado.

En la fabricación industrial de LED y pantallas, las pruebas fotométricas y colorimétricas se integran cada vez más en la línea de producción en lugar de realizarse como una verificación de muestras posterior en el laboratorio. En términos técnicos, esto significa: cada componente o panel se mide al final de la línea bajo un punto de operación eléctrico y térmico definido, el resultado se compara en tiempo real con las ventanas de tolerancia para el flujo luminoso, el punto de color y, en el caso de micro-LED, los subpíxeles individuales, y la clasificación (binning) se realimenta directamente al control del flujo de materiales. Para paneles con millones de emisores, la captación de imágenes automatizada de alta resolución con referenciación espectral posterior sustituye a una medición individual completa de cada subpíxel, ya que un único barrido espectrorradiométrico no sería viable dentro del tiempo de ciclo requerido. La importancia técnica radica en que las desviaciones del proceso -por ejemplo, una deriva de la temperatura de unión o un recubrimiento de fósforo no homogéneo- repercuten directamente en la magnitud de medición fotométrica y, por lo tanto, se detectan de forma temprana en el proceso, en lugar de manifestarse únicamente como un fallo del producto terminado.

Las incertidumbres de medición para luxómetros y luminancímetros no pueden indicarse con una cifra general, sino que dependen de la clase del instrumento: la norma CIE 231:2019 define, por primera vez, un sistema de clasificación armonizado internacionalmente para luxómetros y luminancímetros con índices de calidad, donde el peor índice individual siempre determina la clase del instrumento (CIE 231:2019). La trazabilidad metrológica de dichos instrumentos -mediante patrones calibrados de luminancia y radiancia y mediante laboratorios de calibración acreditados- es un requisito previo para que los valores de medición sigan siendo comparables entre sedes, fabricantes y laboratorios de ensayo. Como magnitud de referencia para ello, está disponible el patrón de luminancia y radiancia; la trazabilidad metrológica es gestionada por el laboratorio de calibración acreditado. Para el análisis espectral y la comparación de lotes, están disponibles el SR900 y el resto de la gama de espectrómetros; como dispositivo de medición integrador con un espectrofotómetro, resulta adecuada la esfera integradora Cary 60.

¿Qué muestran las publicaciones científicas?

Seis artículos revisados por pares proporcionan la base metodológica de las afirmaciones centrales de este texto sobre el desajuste espectral, la metrología con esfera integradora, la evaluación del flicker, la eficiencia de los micro-LED y el envejecimiento de OLED:

  1. Martinsons y Hlayhel describen un método para medir la respuesta espectral de un fotómetro utilizando excitaciones ópticas con distribuciones espectrales arbitrarias, la base metodológica para determinar cuantitativamente los errores de desajuste espectral del tipo observado con LED de banda estrecha y primarios de pantalla. Martinsons, Christophe; Hlayhel, Raed: "A method to measure the spectral responsivity of a photometer using optical excitations with arbitrary spectral distributions", Lighting Research & Technology, 2022, DOI 10.1177/14771535211026322.
  2. Poikonen et al. presentan un montaje multifuncional y absoluto con esfera integradora para mediciones de flujo luminoso en LED en geometría 2π y 4π, incluyendo el procedimiento de calibración, el presupuesto de incertidumbre y la comparación con un goniofotómetro, relevante para la trazabilidad metrológica de las mediciones de flujo luminoso de LED en fabricación. Poikonen, Tuomas; Manninen, Pasi; Kärhä, Petri; Ikonen, Erkki: "Multifunctional integrating sphere setup for luminous flux measurements of light emitting diodes", Review of Scientific Instruments 81(2), 023102, 2010, DOI 10.1063/1.3285263.
  3. Miller et al. ofrecen una revisión sistemática de la modulación temporal de la luz (flicker): magnitudes del estímulo, respuestas fisiológicas y una comparación de las métricas en competencia (percent flicker, flicker index, Pst LM, SVM), la base para situar en contexto los límites normativos de flicker. Miller, N. J.; Leon, F. A.; Tan, J.; Irvin, L.: "Flicker: A review of temporal light modulation stimulus, responses, and measures", Lighting Research & Technology, 2023, DOI 10.1177/14771535211069482.
  4. Fan et al. analizan las propiedades optoelectrónicas dependientes del tamaño de micro-LED rojos mediante un modelo de acoplamiento electro-opto-térmico y muestran cómo el amontonamiento de corriente y el daño por grabado en el borde del chip afectan a la eficiencia de los emisores pequeños, un aspecto central para interpretar las mediciones en chips individuales de micro-LED. Fan, Kaili, et al.: "Analysis of size-dependent optoelectronic properties of red AlGaInP micro-LEDs", Optics Express 31(22), 36293-36303, 2023, DOI 10.1364/OE.503024.
  5. Jiang y Xu desarrollan un modelo unificado de envejecimiento de OLED que combina el punto de trabajo, la amplitud de corriente y la temperatura para predecir la disminución de eficiencia de cada píxel, la base para los algoritmos de compensación del burn-in y para protocolos de medición a largo plazo conformes con las normas. Jiang, Xingtong; Xu, Chihao: "A unified OLED aging model combining three modeling approaches for extending AMOLED lifetime", Journal of the Society for Information Display 29, 768-784, 2021, DOI 10.1002/jsid.1064.
  6. Yu et al. resumen, en una revisión, los factores clave de rendimiento en la fabricación de pantallas micro-LED a lo largo de la fabricación del chip, la transferencia masiva y la detección/reparación, el trasfondo técnico de la creciente importancia de las pruebas al 100 % en línea. Yu, Binhai; Li, Yong; Li, Jiasheng; Ding, Xinrui; Li, Zongtao: "Challenges of high-yield manufacture in micro-light-emitting diodes displays: chip fabrication, mass transfer, and detection", Journal of Physics D: Applied Physics 57, 463001, 2024, DOI 10.1088/1361-6463/ad6ce3.

Una séptima tesis, recogida en nuestro propio índice de publicaciones, examina la misma cuestión desde la perspectiva del desarrollo de pantallas: cómo puede reducirse el contenido de luz azul en la retroiluminación de pantallas mediante el uso de clústeres de LED con un espectro de color controlable. Habich, Nils; Homeyer, Kai: "Untersuchung zur Vermeidung der Blaulichtanteile bei der Hintergrundbeleuchtung von Displays unter Einsatz von LED-Clustern mit steuerbarem Farbspektrum", tesis doctoral, Universidad de Hildesheim, 2018. Más trabajos sobre la luz, la visión y los efectos fotobiológicos se recopilan en la página del tema publicaciones de clientes.

El buscador de publicaciones recoge todas las publicaciones sobre tecnología de iluminación que conocemos, con posibilidad de búsqueda por dispositivo, campo y palabra clave.

fundamentos y fuentes adicionales

Preguntas frecuentes sobre la técnica de medición de luz y pantallas

¿En qué se diferencia una medición fotométrica de una radiométrica?
Una medición radiométrica registra la potencia radiante físicamente presente sin ponderación. Una medición fotométrica pondera la misma radiación con la función de eficiencia luminosa del ojo humano V(λ) y es cero fuera del rango aproximado de 380 a 780 nm. Ambos sistemas pueden derivarse de una medición espectral, pero no a la inversa.

¿Por qué dos instrumentos dan lecturas diferentes en el mismo LED?
Si el LED emite luz de banda estrecha y los instrumentos utilizan sensores de banda ancha con diferente respuesta espectral, ambos aproximan V(λ) con distinta precisión. En el caso de fuentes de comparación metaméricas pero espectralmente diferentes, esto conduce a resultados de medición divergentes, a veces contradictorios.

¿Qué magnitud es relevante para las pantallas: la luminancia o la iluminancia?
Para el brillo percibido por un observador de la superficie de una pantalla, la luminancia (cd/m²) es decisiva, ya que describe, en función de la dirección, lo que la superficie emite hacia la dirección de observación. La iluminancia (lux), en cambio, describe cuánta luz incide sobre una superficie y es relevante para las mediciones de luz ambiente.

¿Cómo se mide el parpadeo (flicker) en fuentes LED y OLED?
Se requiere una medición de luz resuelta en el tiempo con suficiente ancho de banda y una frecuencia de muestreo definida, a partir de la cual se calculan magnitudes como Pst LM o SVM según las fórmulas normativas correspondientes. Una simple medición de valor medio no capta la modulación temporal.

¿Por qué la potencia eléctrica nominal de un LED no basta para juzgar el brillo?
La eficiencia de conversión de potencia eléctrica en potencia óptica depende del componente, la corriente y la temperatura, y se sitúa muy por debajo del 100 %. Además, el efecto fotométrico depende fuertemente de la longitud de onda de emisión. Por lo tanto, los valores en vatios por sí solos no permiten deducir el flujo luminoso ni la luminancia. Por qué una potencia nominal no constituye en principio una magnitud de medida se explica en magnitudes radiométricas.

¿Qué norma regula el ensayo de burn-in en OLED?
La norma IEC 62341-5-3 establece métodos de medición para determinar la retención de imagen (image sticking) y la vida útil de los módulos OLED, incluyendo un método de medición HDR y la evaluación de la diferencia de color según CIEDE2000.

¿Cómo se mide el color en pantallas de banda estrecha como QD-OLED?
Debido al estrecho FWHM espectral de los primarios (20–40 nm), se prefieren los espectrorradiómetros de resolución espectral frente a los colorímetros de tres filtros, ya que estos últimos solo aproximan de forma imprecisa las funciones de igualación de color para espectros de banda estrecha.

¿A partir de qué punto se requiere una medición espectral en lugar de una de banda ancha?
En cuanto intervienen primarios de banda estrecha, espectros desconocidos o cambiantes, tolerancias estrictas del punto de color o una evaluación fotobiológica. Para fuentes de banda ancha y espectralmente similares, generalmente basta con una medición de banda ancha.

Campos de aplicación relacionados

La misma radiación se evalúa de forma distinta según su finalidad: la fotovoltaica y la simulación solar la evalúa radiométricamente por su efecto sobre una célula solar, la seguridad laboral la evalúa con funciones de ponderación para el riesgo de luz azul y UV, y la automatización y la integración de procesos describe cómo la medición pasa del laboratorio al final de la línea.

Con qué medidores de Opsytec se registran el espectro, el flujo luminoso y la cromaticidad de los LED se muestra en la página Tecnología de medición de LED.

Experto en la materia

Autor: Dr. Mark Paravia

El Dr.-Ing. Mark Paravia es el director general de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras sus investigaciones sobre descargas de excímeros de xenón pulsadas en el Institute of Lighting Technology del KIT, su interés actual se centra en la técnica de medición de radiación óptica. Es vicepresidente del comité de normalización DIN FNL 7 «Optical Radiation» y miembro del grupo de proyecto de la DVGW sobre desinfección UV.

¿No está seguro de si basta con una medición de banda ancha o si su aplicación LED o de pantalla requiere una medición espectral?

El hecho de que baste con un sensor sencillo o de que se requiera un espectrorradiómetro depende de la anchura espectral de su fuente, de la tolerancia de punto de color exigida y del punto de funcionamiento en el que deba realizarse la medición. Aclarar conjuntamente la tarea de ensayo real - componente individual, módulo o pantalla terminada - permite determinar qué magnitud de medición, qué geometría de medición y qué trazabilidad metrológica se requieren realmente. Póngase en contacto con nosotros.