LED geballte Lichtpower Technologie der Zukunft

Transkript

1 LED geballte Lichtpower Technologie der Zukunft

2 Übersicht S. 3: Begriffserklärung S. 4: Geschichte S. 5: Aufbau S. 6: Funktion S. 7: LED vs. Glühlampe S. 8: Einsatzbereiche S. 9: Die Zukunft heißt LED S. 10:Brennenstuhl setzt auf LED 2

3 Begriffserklärung Light Emitting Diodes sind elektronische Halbleiter-Bauelemente, die eine Diode bilden. Eine Diode kann Strom nur in eine von zwei Richtung fließen lassen. Daher kommt auch der Name Halbleiter. Fließt durch die Diode Strom in Durchlassrichtung, so strahlt sie Licht ab. Bei herkömmlichen Leuchtmitteln entsteht Licht als Nebenprodukt bei der Erwärmung von Metallwendeln oder durch Umwandlung des in einer Gasentladung erzeugten UV-Anteils. 3

4 Geschichte er/ 1980er 1994 Elektolumineszenzerscheinungen an SIC- Kristallen wurden durch H.J. Round erstmalig beobachtet die systematische Erforschung des pn- Übergangs bis hin zur Entwicklung der ersten Transistoren durch Bardeen, Brittain und Shockley eine quantenphysikalische Beschreibung des LED-Effekts durch Lehovec, Accado, Jamgochian großtechnische Produktion von roten LED s auf Basis von dotierten III -V-Halbleitern des Typs GaAsP bei General Electric durch systematische Erforschung von neuen Kristallzuchtverfahren gelang es LED s im roten, orangen und grünen Spektralbereich mit hoher Lichtausbeute in Massenproduktion herzustellen Die erste effiziente blaue LED wurde durch die japanische Firma Nichia realisiert. Nun war der Weg offen für weiße LED s. 4

5 Aufbau einer LED Kunststofflinse Golddraht LED-Kristall in einer Reflektorwanne Anode Kathode 5

6 Funktion einer LED P n Licht + U - Die LED besteht aus einem n-leitenden Grundhalbleiter. Darauf ist eine sehr dünne P-leitende Halbleiterschicht mit großer Löcherdichte aufgebracht. Wird eine Spannung in Durchlassrichtung angelegt, wandern Elektronen von der n-dotierten auf die P- dotierte Seite. Die Elektronen rekombinieren mit den Löchern. Dabei geben sie Energie in Form eines Lichtblitzes frei. Da die P-Schicht sehr dünn ist, kann das Licht entweichen. Schon bei kleinen Stromstärken ist eine Lichtabstrahlung wahrnehmbar. Die Lichtstärke wächst proportional mit der Stromstärke. Da von dem Halbleiterkristall nur eine geringe Lichtstrahlung ausgeht, ist das Metall unter dem Kristall halbkugelförmig, dadurch wird das Licht gestreut. Das linsenförmige Gehäuse bündelt das Licht, sodass Leuchtdioden schon mit wenigen Milliampere Strom sehr hell leuchten. 6

7 LED vs. Glühlampe Stromverbrauch Lebensdauer Lichtleistung bei 1 W Wärmeentwicklung LED 10% h lm ca. 40 C Glüh- Lampe 1000 h 10 lm ca. 90 C weitere Vorteile von LEDs: leuchten sofort mit voller Leuchtkraft bruchfest und erschütterungsresistent Nachteile: höhere Anschaffungskosten LED-Lampen strahlen nur in eine Richtung 7

8 Einsatzbereiche Anfangs wegen geringer Lichtausbeute und fehlenden Farben nur als Anzeigenelemente (z.b. Anzeigetafeln, Statusanzeigen) genutzt. Ebenso zur Signalübertragung genutzt, wo die LED für den Benutzer oft unsichtbar ist (z. B. Infrarotfernsteuerungen, Lichtschranken). In diesem Bereich ist die LED bis heute dominierend. weitere Einsatzmöglichkeiten: -Raumbeleuchtung (Vitrinen, Regale usw.) Straßen- und Verkehrsbeleuchtung (z. B. Laternen, Ampeln, Warnsignale) -Taschenlampen -Werbe- und Effektbeleuchtung, -Kfz-Beleuchtung (Rückleuchten, Scheinwerfer) 8

9 Die Zukunft heißt LED Die herkömmliche Glühlampe wurde von der EU verboten. Aktuell gibt es keine Glühlampen mehr zu kaufen, die mehr als 40 Watt haben. Die lichtemittierende Diode (LED) führte anfangs ein Nischendasein, aber sie erobert immer mehr Anwendungsbereiche und verfügt über enormes Innovations- und Wachstumspotenzial. Sie ist der energiesparende Ersatz für die Glühlampe. Experten haben errechnet, dass bei einem Komplettaustausch sämtlicher Glühlampen gegen Leuchtdioden ein Energieeinspar-Potenzial entstünde, das 12,5 Millionen Tonnen Steinkohle oder 68 Milliarden Autobatterien pro Jahr entspricht. 9

10 Brennenstuhl setzt auf LED Auch brennenstuhl setzt auf die Vorteile der LED-Technologie und tut damit langfristig etwas für die Umwelt, denn für viele unserer Leuchten setzen wir LEDs als Leuchtmittel ein: Erfahren Sie mehr auf