انواع مختلف منابع روشنایی :

منابع روشنایی نیمه هادی یا ‎(Solid State Lighting, SSL)‎

بیشتر از۲۰% انرژی الکتریسیته در جهان برای سیستم های روشنایی استفاده می شود .

تا به امروز برای منابع روشنایی در مصارف عمومی اکثراً از لامپهای رشته‌ای و فلورسنت استفاده شده است که البته این رویه در حال تغییر است.

منابع روشنایی نیمه هادی به دلیل صرفه جویی بالا در انرژی و اقتصاد و حفظ محیط زیست بدلیل نداشتن جیوه و تشعشعات UV ، بهترین جایگزین برای منابع روشنایی متعارف هستند.

SSL ها دارای طول عمر زیاد و تنوع رنگی گسترده می باشند .

از این محصولات می توانیم به عنوان نور مصنوعی که تمامی مشخصه‌های نور طبیعی روز را داراست، استفاده کرد.

از آنجا که منابع نوری SSL به راحتی با تجهیزات هادی نور کوپل می شوند، میتوان از ترکیب آنها به یک توزیع نور موثر که در بهینه سازی میزان مصرف انرژی بسیار تاثیر گذار است، دست یافت.

یکی از مهمترین تکنولوژی‌های سالهای اخیر که انتظار می‌رود باعث ایجاد تحول شگرفی در سیستم‌های نوری شود، دیودهای نوری ارگانیک(O-LED) می باشند.

به دیود نوری ساخته شده از نیمه هادی‌های غیر آلی، LED و به دیود نوری ساخته شده از نیمه هادیهای آلی، O-LED یا دیود نوری ارگانیک می گویند.

به دلیل وجود تفاوتهایی در مشخصه‌های نوری و طیف رنگی ، LED ها و O-LED ها، کاربردهای متفاوتی برای هر یک وجود دارد و تحقیقات زیادی بر روی این دو نوع تکنولوژی در حال انجام است.

دیودهای نوری ارگانیک با استفاده از انواع مختلف مواد آلی مانند مواد آلی با جرم مولکولی پایین، الیگومرها، پلیمرهای دارای شاخه جانبی، مخلوط های پلیمری، پلیمرهای مزدوج وشبکه پلیمری ساخته می شوند.

این دیودها دارای پیکره بندی یکسانی می باشند.

یک یا چند لایه آلی بین دو الکترود با جنس متفاوت با تابع کار(φ) مختلف قرار داده می شوند.

تحت یک ولتاژ رو به جلو،آنیون‌ های رادیکالی با تزریق الکترون به ماده آلی از کاتد دارای تابع کار پایین (مثلاً کاتد از جنس آلومینیم یا کلسیم) جدا شده و در همین زمان حفره‌ها نیز به صورت کاتیون‌های رادیکالی از آند (الکترود با تابع کار بالا مثل ایندیوم/ اکسید قلع) به درون ماده آلی تزریق میگردند.

الکترونها و حفره‌ها تحت تاثیر میدان الکتریکی در خلاف جهت یکدیگر و به سمت الکترود با قطبیت مخالف در درون ماده آلی حرکت میکنند.

این ساختار، یک دیود را نشان میدهد زیرا جریانی که تحت جهت رو به جلوی ولتاژ بین آند و کاتد بوجود میآید، بسیار بیشتر از زمانی است که جهت اعمال ولتاژ برعکس میشود.

الکترونها وحفره‌ها که بین آند و کاتد در خلاف جهت یکدیگر در جریان هستند با یکدیگر برخورد میکنند که نتیجه آن ایجاد حالت تحریک شده میباشد. در اثر بازگشت از حالت تحریک شده به حالت پایه اولیه و در صورتیکه حالت تحریک شده یک Singlet باشد، نور ساطع می‌شود.

با تغییر نوع مواد، ضخامت و تعداد لایه‌ها در لایه‌نشانی، پارامترهای مهمی از قبیل طول عمر، بهره نوری، درخشندگی و وسعت روشنایی این منبع روشنایی را میتوان بهینه کرد.

O-LED ها را برحسب نوع درایو کردن به دو دسته تقسیم می کنند :

O-LED با آرایه پسیو
O-LED با آرایه اکتیو

از لحاظ نوع استفاده نیز به 4 دسته تقسیم می شوند :

O-LED های شفاف
O-LED های که از بالا تابش دارند
O-LED های انعطاف پذیر
O-LED های سفید

LEDها با مصرف انرژی در حدود %۱۰ مصرف انرژی لامپهای رشتهای در مقایسه با CFها که ۲۵% انرژی لامپهای رشتهای، انرژی مصرف میکنند راندمان بهتر و نیز طول عمر بیشتری دارند.

اما برای طراحی یک LED با طول عمر و راندمان انرژی بالا لازم است ابتدا مشکلات طراحی حرارتی، الکتریکی و مکانیکی در نظر گرفته شوند.

از طرفی دیگر با اینکه LEDها با لامپهای رشته ای رقابت می کنند ولی بخاطر شکل ظاهریشان نمی توان از آنها برای روشن کردن نواحی وسیع استفاده کرد و این یکی از معایبی است که با جایگزینی O-LED ها برطرف خواهد شد.

زیرا O-LEDها بسیار انعطاف‌پذیر و نازک هستند و به هر شکلی درمی آیند.

برای استفاده از O-LED ها در مصارف عمومی می توان آنها را به شکل کروی یا استوانه‌ای ساخت که در نتیجه توزیع نوری کاملاً مشابه لامپهای رشته‌ای و CFL ها بدست می آید.

استفاده آسان از آنها در ساخت سیستمهای روشنایی در اشکال، ابعاد و رنگهای مختلف و امکان کنترل روشنایی این قطعات توسط مدارات دیمر، در آینده ای نزدیک، تحول شگرفی در شکل استفاده از نور در خانه‌ها و ساختمانهای تجاری ایجاد خواهد کرد که منجر به تغییر شکل نورپردازی و تغییر الگوی مصرف می شود.

از آنجا که در ساخت O-LED ها به شیوه ی تبخیر در خلاء، ترکیبات آلی را میتوان در سطح وسیعی لایه ‌نشانی کرد، در نتیجه حرارت تولید شده در داخل قطعه در یک حجم کوچک، مانند LEDها، جمع نمی شود .

بنابراین در این مورد با مشکلات ناشی از خنکسازی LEDها روبرو نیستیم.

در مقایسه با سیستمهای روشنایی موجود که به منظور بهینه‌سازی مصرف انرژی الکتریکی، به عنوان جایگزینی برای لامپهای رشته‌ای قدیمی توصیه شده‌اند، در دو مشخصه بارز CRI و میزان بازده انرژی، O-LED ها

به میزان چشمگیری در سالهای اخیر پیشرفت داشته‌اند.