LED - Technologie

Was genau ist eine LED?

Eine LED, stellvertretend für Light Emitting Diode ist technisch gesehen ein elektronisches Halbleiter-Element und gehört zur Klasse der Dioden. Sie besitzt einen p-n Übergang und strahlt beim durchgang (in der korrekten Richtung) von Strom Licht mit einer bestimmten Wellenlänge ab (Halbleitermaterialabhängig). Den ersten Vortrag zum Thema Stromleitung durch Kristalle hielt 1876 Ferdinand Braun, wurde aber weitgehend ignoriert. Er beschrieb seinen Versuch in welchem er eine Metallspitze auf einen Schwefelkristall presste - und dieser den Strom in einer Richtung gut und in der anderen Richtung schlecht leitete. Seine Beobachtungen passten damals aber nicht in die gängigen bekannten Physikalischen Gesetze und es dauerte fast 60 Jahre bis dieser Gleichrichteffekt erklärt werden konnte.

 

Wie funktioniert eine LED?

Man nehme sich einen reinen Halbleiterkristall in dem sich immer gleich viele Leitungselektronen wie Elektronenlöcher befinden. Die Anzahl der freien Ladungsträger lässt sich durch Zugabe (Dotieren) einiger fremdatome steigern. Das nennt man dann "dotierter Halbleiter". Durch Zugabe von 5-wertigen Fremdatomen (Ladungsspender - Donatoren) erhält man Elektronen Überschuss (p-leiter). Durch den umgekehrten Einbau von nur 3 wertigen Fremdatomen (Ladungsaufnehmer - Aktzeptoren) erhält man Elektronen Mangel (n-leiter). Man verbindet nun den n & p Leiter durch ein winziges stück Edelmetall und legt eine Spannung an. Elektronen aus n/p Schicht wandern nun durch den pn Übergang und rekombinieren sich - Elektronen werden von den Löchern wieder eingefangen und an ihre Gitterplätze gebunden. Bei diesem Vorgang wird Energie frei welche sich als Licht abstrahlt.

Lichttechnische Daten einer LED

Ledlicht im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln

Vorwegnehmend eine Verbrauchstabelle:

Glühlampe (Watt)	Lichtmenge in Lumen	LED (Watt)
15	100	1-2
25	200	3-4
40	400	5-6
60	700	7-8
75	900	9-10
100	1400	11-13

Gut zu sehen ist der wesentlich geringere Stromverbrauch der LED-Technologie. Man sollte aber immer zwischen Qualität und Herkunft der verwendeten LED unterscheiden. Diese Daten gelten nur für Hochwertige Qualitätsprodukte.

 

Wissenswertes rund ums Thema Lichttechnik:

Beleuchtungsstärke: ist das Maß für das auf eine Fläche auffallende Licht. Die Einheit ist Lux [lx].
Energieeffizienz: Variiert bei Lampen von Energieeffizienz-Klasse A++ bis G. A++ ist die Lampe mit der höchsten Energieeffizienz, G die mit der niedrigsten.
Lichtfarbe: wird auch Farbtemperatur genannt und in Kelvin [K] gemessen. Je niedriger der Wert, desto wärmer ist die
Lichtfarbe:. Je höher die Zahl, desto kühler der Farbeindruck.
Lichtstrom: ist die gesamte, von einer Lichtquelle nach einer Richtung abgestrahlte Lichtleistung. Dieser wird in Lumen [lm] angegeben.
Lichtstärke: Eine Lichtquelle strahlt mit unterschiedlicher Stärke in die einzelnen Richtungen. Den in einen bestimmten Raumwinkel abgestrahlten Lichtstrom nennt man Lichtstärke I. Sie hat die Einheit Candela [cd].
Schaltfestigkeit: Gibt die Anzahl der Schaltzyklen eines Leuchtmittels an.
Startverhalten: Erklärt in welchem Zeitraum eine Lampe ihre maximale Lichtstärke erreicht.

 

Lichtstrom in LumenLichtstärke in Candela

Die Sache mit dem angenehmen Licht:

Lichtfarbe, bzw. Lichttemperatur wird mit Kelvin bemessen. Die Farbtemperatur ist wärmer, je niedriger der Wert ist. So liegen angenehm-warmweiße Farben, die häufig im Wohnbereich verwendet werden zwischen 1500 und 3000 Kelvin.
Neutrale Lichtfarben liegen zwischen 3000 und 5000 Kelvin und werden häufig in Büros und Arbeitsumgebungen benutzt.
Tageslichtweiße Lichtfarben gehen ab 5000 Kelvin los und werden häufig in Fabrikhallen verwendet.
Wenn sie ihre alten Glühbirnen durch LED's tauschen möchten sollten sie zu einer 2700K Version greifen.

 

Kompatibilität:

Viele LED-Hersteller bieten kompatible Versionen mit E27 Sockel an. Der E27 Sockel ist die gebräuchlichste Fassung für ganz normale 230V Glühlampen. Auch E14 Sockel sind verfügbar welche bei Glühlampen als Standard bis 40W galten. Wenn ein Leuchtmittel mit falscher Fassung vorliegt können auch Adapter hinzugekauft werden.