LED |

Skript über LEDs 1/2010 (technische Updates als Kommentare willkommen)

Geschichte
- Elektrolumineszenz 1907 entdeckt
- 1962 rot
- 1971 grün, orange, gelb
- 1993 blau, grün mit hoher Effizienz → weiß
  möglich
- 1995 erste weiße LEDs
- heute: Ziel Steigerung Effizienz, Senkung Herstellungskosten,
  transparente Träger, Halbleiter, Zuleitungen, organische LED
  (dünne, selbstleuchtende, biegsame Flächen)
Elektrolumineszenz – keine Temperaturstrahler
Halbleitermaterial wird direkt zum Leuchten angeregt
fast gesamte Energie wird in Licht umgewandelt
wenig Abwärme
monochromatisches Licht in vielen Farben
- z.B. Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs) – rot und
  infrarot, bis 1000 nm Wellenlänge
- Galliumphosphid (GaP) – grün, Siliziumkarbid –
  blau
Vorteile im Einsatz
- sehr klein,
- robust, erschütterungsfest, wartungsfrei
- lange Lebensdauer (1.000 h-100.000 h) LED-Glühlampe
  10.000h, Energiesparlampe 3-15.000 h, d.h. Lichtausbeute ist auf
  50% gefallen/Farbe bleibt/Halbleiter zersetzt sich – kein
  Totalausfall
- geringe Oberflächentemperatur
- hohe Schaltgeschwindigkeit
- Farbmischung ohne Filter
Lichtausbeute
- theoretisch 90% → 600 lm/W (monochromatisch)
- 1962 0,1 lm/W
- 2007 – E27 300lm = 20W-Lampe
- 2009 Spitzenwert: 186 lm/W weiß
- September 2010: 250 lm/W
- März 2014: 303 lm/W Das theoretische Maximum liegt bei ca. 350 lm/W
- weiß: 35-80 lm/W (Glüh- und Halogenlampen 17 – 30
  lm/W, Leuchstofflampen, 60 – 110 lm/W)
- Verdoppelung aller 4 Jahre ?
Strombegrenzung durch Widerstand wichtig
weißes Licht
- MultiLEDs aus RGB erscheinen Weiß aber
  Ansteuerung schwierig, schlechte Farbwiedergabe wegen
  monochromatische Zusammensetzung, gut für RGB-Mischung
- LUCO-LED (Lumineszenzkonversions-LED)/PC-LED
  (Phosphor-Converted-LED)/Weißlicht-LED wie Leuchtstofflampe:
  Blaue (üblich) oder UV-LED (teuer) wird mit
  Lumineszenzfarbstoff kombiniert →bessere Farbwiedergabe
Bauformen
- T-Typ – ältester Typ mit Anschlussbeinen Wärmeprobleme
- SMD-Typ (surface mount device) zum Aufkleben auf Leiterplatte Wärmeprobleme
- COB (chip on board) cip direkt auf leiterplatte gute Ableitung der Wärme
Helligkeitssteuerung → keine Änderung der Farbtemperatur
- Spannung geht nicht
- PWM (Probleme im Filmbereich)
- Stromsteuerung für Filmbereich
Anwendung
- Ablösung von Allgebrauchs/Halogenlampen (wartungsfrei,
  schnelles Schalten, höhere Lichtausbeute) z.B. KFZ
- 2007 300lm ≅ 20W; 2009 900lm ≅ 75W
- Videowände mit add. Farbmischung
- washlight z.B. LED-Washlight EyeColor von Ayrton
- PAR64/PAR56 mit 5 DMX-Kanälen
- neue Anwendungen:
  - Fluter mit regelbarer Farbe
  - ColorStream (ao-lighting.de)
  - „bunte Wände“ ChromaPanel
  - → neue Möglichkeiten statt Ersatz der alten
    Leuchtmittel
Probleme
- Binning / Fluxbinning
- Farbwiedergabe
- farbige Schatten
- lassen sich nicht mit herkömmlichen
  Beleuchtungsstärkemessern/Farbtemperaturmessern testen
- teuer
- keine Projektion
- schnelle Alterung bei hoher Leistung