 LED-Beleuchtung
Artikel (Nr.4899) wurde am 12.12.2011 veröffentlicht
Geschichte und Entwicklung der LED-Beleuchtung
Das Leuchtphänomen der Lichtemission durch anorganische Kristalle ist überraschenderweise bereits seit dem späten 19. Jahrhundert durch die Entdeckung von Ferdinand Braun im Jahr 1876 bekannt. Diese konnte damals jedoch noch nicht eindeutig erklärt werden, da es zu diesem Zeitpunkt nicht in das Bild der Elektronik passte und man nur ohmsche Elektrobauteile kannte, wodurch der Gleichrichteffekt nicht erklärbar war.
Joseph Round entdeckte im Jahr 1907 schließlich, dass auch andere anorganische Kristalle unter Anlegung von Spannung zur Lichtemission befähigt sind. Dieser Effekt wird heute als Round-Effekt beschrieben.
Erst mit dem Aufkommen der Halbleiterelektronik und damit von Transistoren Mitte des 20. Jahrhunderts konnte der Round-Effekt endgültig verstanden werden. Es sollte fast ein weiteres Jahrzehnt vergehen, ehe man sich komplett auf die Lichtemission durch Halbleiter konzentrierte. Frühe Halbleiterelemente, die zur Untersuchung von Lichtemission durch Halbleitern entdeckt und untersucht wurden, waren Galliumphosphid und Galliumarsenid.
In den 1960er Jahren schließlich wurden erste LEDs markt- und serienreif, allerdings war die Lichtausbeute im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Leistung noch äußerst gering. Die Lichtausbeute damaliger Leuchtdioden betrug kaum mehr als 0,1 Lumen/Watt.
Im Zuge der Entwicklung immer effektiverer Halbleitermaterialien und besserer Herstellungsverfahren wurde in großen Schritten bis zu den 1980er Jahren die Leistung von LEDs entscheidend verbessert. Ein Problem war in diesen vergangenen Jahrzehnten fortwährend die Herstellung farbiger LEDs mit speziellen aber auch grundlegenden Farbmöglichkeiten. Erst Mitte der 1960er Jahre gab es rote und gelbe LEDs und Mitte der 1970er Jahre stießen grüne LEDs hinzu. Erst Ende der 1980er und 1990er Jahre kamen Farben wie Grün, Blau, Blau-Weiß und Töne wie Weiß hinzu. Besonders die Entwicklung blautöniger LEDs galt als schwierig. Halbleiter, die effizient im kurzwelligen Bereich des Lichts (Blau, UV usw.) zu emittieren vermochten wurde fieberhaft gesucht.
Aktueller Stand der Technik
Aktuelle href="http://www.candelaris.de" target="_blank">LEDshaben ihren Wirkungsgrad gegenüber anfänglichen Modellen vervielfacht. So können aktuelle LEDs eine Lichtausbeute von 100 Lumen/Watt und mehr erreichen, auch das Darstellen sämtlicher Farben des Lichtspektrums und des UV-Bereich stellen kein Problem mehr dar.
Die aktuelle Forschung und Entwicklung konzentriert ihre Untersuchungen derzeit verstärkt auf eine natürlichere Darstellung des Lichts durch LEDs, so genannte OLEDs (organische Leuchtdioden). Weiterhin wird ständig an einer Optimierung der Leistung und preiswerteren Herstellungsmethoden geforscht.
Im Jahr 2010 wurden weitere große Sprünge insbesondere in der Lichtausbeute von LEDs erreicht. Neue Modelle mit Baujahr 2010 schaffen inzwischen über 200 Lumen/Watt bis hin zu 250 Lumen/Watt, was sich langsam aber sicher dem theoretisch-physikalischen Maximum der Strahlungsleistung von LEDs nähert.
Die höhere Leistungsaufnahme und Lichtabgabe hat jedoch einen Haken. Je wärmer eine LED wird, umso stärker verkürzt sich ihre Lebensdauer. Viele Hersteller aktueller Modelle liefern daher LEDs mit niedrigerer Leistung ausgeliefert, als beschrieben. Die Energieeffizienz steigt und die Lebendauer wird dadurch erhöht.
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