Allgemeines über die LED

Transkript

1 Allgemeines über die LED Quelle: LED steht für Licht emittierende Diode (oder technisch oft Luminiszenzdiode genannt) und gehört zu den elektronischen Halbleiter- Elementen. Aufgrund von Halbleiterverbindungen im Inneren der LED wird die elektrische Energie direkt in Licht umgewandelt und erzeugt so Licht, Infrarotstrahlung oder auch Ultraviolettstrahlung, je nach Verwendung des Halbleitermaterials. Mittlerweile lassen sich so Farben in fast allen möglichen Farbnuancen erstellen. Die LED gibt es schon seit Jahrzehnten und wird sehr vielfältig eingesetzt. Viele von uns kennen LED s beispielsweise als rote, grüne oder gelbe "Lampen" an Videorekorder, TV, Computer oder beispielsweise auch im Armaturenbrett vom Auto. Schon damals war man sich den positiven Eigenschaften der LED s bewusst und hat die Weiterentwicklung der LED s stets vorangetrieben. Im Laufe der letzten Jahre ist der LED nun endgültig der Durchbruch in der Beleuchtungstechnik gelungen. So genannte Hochleistungs- LED s wurden entwickelt, dessen Leistungsdaten teilweise die der Glüh- und Halogenlampen übertrafen. Seit dem ist die LED in der Beleuchtungstechnik nicht mehr wegzudenken. Experten bestätigen, dass in den nächsten Jahren die Entwicklung sowie die Verbreitung von LED Leuchtmitteln in schnellem Tempo voranschreiten wird. Um die Zeichen der Zeit zu erkennen, muss man jedoch kein Experte sein. Längst hat die LED- Technik für Beleuchtungszwecke Einzug in unser Leben gehalten. Alltäglich begegnen wir Hochleistungs- LED s: ob in Scheinwerfern und Rücklichtern vom Auto, auf Bühnenshows, in Beleuchtungseinrichtungen für den Innen- und Außenbereich, als Effektbeleuchtungen, als Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen, oder... Die Anwendungsbeispiele sind aufgrund der Gestaltungsmöglichkeiten nahezu unbegrenzt. Neben einem großen Anwendungsspektrum hat die LED jedoch auch noch weitere, bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Glüh- und Halogenlampen: Die größten Vorteile Hohe Energieeinsparung Verglichen mit Glüh- und Halogenlampen benötigen LED Leuchtmittel nur einen Bruchteil an Energie. Der Grund darin liegt, wie bereits oben im Text angesprochen, in der fast verlustfreien, direkten Umwandlung der Energie in Lichtenergie. LED s wandeln ca. 90% der zugeführten Energie in Licht um. Bei herkömmlichen Leuchtmitteln (z.b. Glühlampen) werden gerade einmal ca.10%!! der zugeführten Energie in Licht umgewandelt. Der Rest der Energie verpufft sinnlos als Wärme. Glüh- und Halogenlampen können Sie nach

2 kurzem Betrieb nicht mehr anfassen, LED Leuchtmittel im Regelfall schon. LED- Leuchtmittel beispielsweise haben in den meisten Fällen eine maximale Betriebstemperatur von bis zu 45 C, wärmer nicht! Durch den Einsatz eines LED Leuchtmittels können Sie somit bis zu 90% Ihrer bisherigen Energiekosten einsparen, verglichen mit dem Einsatz einer vergleichbaren Glüh- oder Halogenlampe. Hohe Lebensdauer Die Betriebsdauer einer LED wird im Schnitt mit Std. angegeben. Zum Vergleich: Die Lebensdauer einer Standard-Glühlampe beträgt ca Std., eine Halogenlampe hat eine Lebensdauer von ca Std. Zur weiteren Erklärung bedarf es wohl keiner weiteren Worte mehr.. Hinzuzufügen ist noch, dass LED Lampen nicht einfach ausgehen, sondern nach und nach ihre Leuchtkraft verlieren (Degradation). Laut Definition der Halbleiterindustrie ist die durchschnittliche Lebensdauer einer LED dann erreicht, wenn der Lichtstrom 50% des Ausgangswertes erreicht hat. Und diese liegt im Schnitt bei rund Stunden. Erschütterungsunempfindlich Durch den geschlossenen Aufbau einer LED ist diese nahezu unkaputtbar. Die LED wird durch einen Epoxydharzverguss bzw. durch eine Kunststofflinse optimal geschützt und zählt als stoß- und vibrationsfest. Weitere Vorteile der LED : - geringe Wärmeabgabe, - umweltschonend, - keine UV Strahlung - keine IR - Abstrahlung

3 Und noch etwas Um LED Leuchtmittel und Preise verschiedener Hersteller oder Anbieter vergleichen zu können, sollten Sie sich immer die Datenblätter bzw. technischen Daten der Leuchtmittel geben lassen um so auch korrekt vergleichen zu können. Die Aussagen mancher Anbieter wie z.b. super hell, ultra oder mega helles Licht o.ä. geben ohne zugehörige technische Daten keine Auskunft über die tatsächlichen Eigenschaften des Leuchtmittels. Nach unseren Erfahrungen lassen sich Kunden auch oftmals durch die Anzahl einzelner LED s auf einem Leuchtmittel täuschen. Viele LED s auf einem Leuchtmittel müssen nicht zwangsläufig eine hohe Lichtleistung bedeuten. Dieses kommt aber natürlich auf die Leistungsdaten der verwendeten LED s an. Auch hier gibt es eben solche und solche daher sollten Sie immer die technischen Daten beachten. Einheiten und Definitionen Man unterscheidet zwischen strahlungsphysikalischen Größen, die sich auf Strahlung beliebiger Wellenlänge beziehen, und lichttechnischen Größen, die das sichtbare Licht, bezogen auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, bezeichnen. Für den sichtbaren Bereich verwendet man zur Bewertung von Lichtstrom und Lichtstärke die fotometrischen Einheiten Lumen (lm) und Candela (cd). Diese bauen auf die Strahlungsbewertung durch das menschliche Auge auf. Für den übrigen Wellenlängenbereich werden strahlungsphysikalische Einheiten (z.b. Watt/sterad usw.) gebraucht.

4 Tagsüber sieht der Mensch am besten bei etwa 555 nm (gelb-grün). Nachts reagieren andere Rezeptoren des menschlichen Auges, sie sind im blauen Bereich am empfindlichsten. Sehr starke Lichtquellen, deren Wärme wir fühlen können, sehen wir auch im infraroten Bereich (IR) bis etwa 1100 nm. Wir könnten auch ultraviolettes Licht wahrnehmen, wenn nicht die Augenlinse dieses Licht verschluckte. Menschen, deren Linse etwa wegen eines Grauen Stars operativ entfernt wurde, sehen bis zu etwa 300 nm. Insekten wiederum sind für ultraviolettes Licht besonders empfindlich. DEFINITIONEN: Lichtstrom (Lumen) Der Lichtstrom ist der mit der V(λ)-Kurve (spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges) bewertete elektromagnetische Strahlungsfluss und stellt die von einer Lichtquelle abgestrahlte oder von einem Körper reflektierte Lichtleistung dar. Der Lampenlichtstrom ist die gesamte abgegebene Lichtleistung einer Lampe unabhängig von der Ausstrahlungsrichtung. Lichtstärke (Candela) Der in einer bestimmten Richtung in einen Raumwinkel ausgestrahlte Lichtstrom (lm), bezogen auf diesen Raumwinkel (sr (Steradiant)). Es wird die Richtungsabhängigkeit des ausgestrahlten Lichtstroms dargestellt. Die Einheit ist Candela (cd). In Datenblättern von Leuchtdioden werden häufig mcd (Millicandela) angegeben. Beleuchtungsstärke (Lux) Maß des auf eine Fläche auffallenden Lichtstromes. Wenn ein Lichtstrom von 1 lm gleichmäßig auf eine Fläche von 1 m 2 trifft, dann ist die Beleuchtungsstärke 1 lx. Farbwiedergabeindex CRI (Colour Rendering Index) Die Farbwiedergabe bezeichnet die Beziehung zwischen Farbreiz und Farbeindruck, d.h. die Wiedergabe der Farben von Gegenständen bei

5 Beleuchtung mit verschiedenen Lichtquellen im Vergleich zu einer Referenzlichtquelle. Lampen werden in verschiedene Stufen der Farbwiedergabeeigenschaften eingeteilt, die durch den allgemeinen Farbwiedergabeindex R a gekennzeichnet sind.