Technologien die unser Leben verändern - LED Univ.Prof.Dr.Günther Leising Institut für Festkörperphysik Technische Universität Graz g.leising @tugraz.at www.leising.at
Historisches: - 1980 Start der Forschungaktivitäten an der TU Graz Organische Elektronik und Optoelektronik - 1986 Pionierarbeiten Dünnschichttechnologien für Superkapazitäten - 1992 erste blaue Leuchtdiode aus Polymeren - 1996 erster optisch angeregter blauer Polymerlaser - 1997 Gründung > Staatspreis Innovation 2007-1999 Gründung des Institutes für Nanotechnologie und Photonik Joanneum Research, Weiz (organische Elektronik RFID) erster high performance sub-µm organischer Transistor - derzeitige Forschungsrichtung Rechnen mit Licht 16 Patente >650 wissenschaftliche Publikationen most cited author
Licht im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung
elektronische Farben Univ.Prof.Dr.Günther Leising
Anregung -Emission Angeregter Zustand Dotierung Farbzentrum 1 Photon Prozess Grundzustand Lumineszenz
sysynthetischer Rubinn synthetischer Rubin (Al (Al 2 O2O 3 3: : CrCr) ) (Al 2 O 3 : Cr) 1 cm
Rubicen 1 mm
strukturelle Farben Univ.Prof.Dr.Günther Leising
structural colors - Durch Sedmentation künstlich hergestellte Opale
Objektive Photometrie Univ.Prof.Dr.Günther Leising
Anregung - Emission Messung: Angeregter Zustand - Photonen pro Zeit und Fläche - Leistung pro Fläche 1 Photon Prozess Grundzustand
Subjektive Photometrie Messung: - Candela (Lichtstärke) - Lumen (Lichtstrom) - Lux (Beleuchtungsstärke) -> Lumen/m² - Candela/m² (Leuchtdichte)
Erzeugung von Licht Univ.Prof.Dr.Günther Leising
Erzeugung von Licht elektrischer Strom elektrische Spannung
Erzeugung von Licht elektrischer Strom V elektrische Spannung
LEDs -Licht Emittierende Dioden - Light Emitting Diodes
LED = Festkörperlichtquelle - + Saphir (Al 2 O 3 )
LED = Festkörperlichtquelle Menschliches Haar Saphir (Al 2 O 3 ) ~100µm 600µm = 0.6mm
- LED = Festkörperlichtquelle +
Anregung - Emission Angeregter Zustand 1 Photon Prozess Grundzustand
Weißes Licht mit LEDs RGB oder RGBA Anwendungen Blaue LED und Farbkonversion
LED-grün Alle Farben innerhalb des weissen Dreiecks können mit diesen drei LEDs (RGB) erzeugt werden LED-rot LED-blau CIE Normfarbtafel
Wichtige Eigenschaften von Leuchtquellen - Effizienz: lm/w - Farbwiedergabe (Lichtqualität) CRI - clour rendering index Ra allgemeiner Farbwiedergabeindex
Wichtige Eigenschaften von Leuchtquellen - Farbe / Farbtemperatur 7500K 6500K 4200K 3000K CIE 1931
Leuchtstoffröhre, Energiesparlampe Effizienz: 70-100 lm/w Ra: 60-95 Farbtemperatur: 3000K, 4200K, 6500K Lebensdauer: 8000 30.000 Std. Nachteil: Vorschaltgerät Vorteil: Effizienz Energiesparlampe Effizienz: 40-60 lm/w Ra: 80 Farbtemperatur: 3000K, 6500K Lebensdauer: 4000-6000 Std. Nachteil: Vorschaltgerät, Dimming Vorteil: Effizienz
Glühbirne Effizienz: 10-15 lm/w Ra: 100 Farbtemperatur: 3000K Lebensdauer: 1000 Std. Nachteil: Effizienz, Lebensdauer Vorteil: Anschaffungskosten Halogenlampe Effizienz: 40-60 lm/w Ra: 80 Farbtemperatur: 3000K, 6500K Lebensdauer: 4000-6000 Std.. Nachteil: Vorschaltgerät, Dimming Vorteil: Effizienz
Weisse LED Lichtquellen Effizienz: >> 100 lm/w Ra: bis 100 Farbtemperatur: 2800K bis 6500K Lebensdauer: > 50.000 Stunden 50.000 Stunden = 5.7Jahre
LED Die Lichtquelle der Zukunft Univ.Prof.Dr.Günther Leising
LED Licht Univ.Prof.Dr.Günther Leising Effizienz Komfort Befindlichkeit
Danke! Univ.Prof.Dr.Günther Leising
Anregung Lumineszenz Emission Licht Fluoreszenz Strom Chem.Raktion Phoshoreszenz.. Wärme