Mit der LED ist eine völlig neue Lichtquelle auf den Markt gekommen. Während in konventionellen Lampen ein Glühdraht oder ein Gas Licht erzeugen, sind LEDs winzige Elektronik-Chips aus speziellen Halbleiterkristallen. Die Lichttechnik entwickelt sich mit der LED-Technologie weiter zur Optoelektronik.
Das völlig neue Prinzip der Lichterzeugung führt dazu, dass sich die LED in vielen Punkten von anderen Lichtquellen unterscheidet:
- LEDs in Leuchten und Modulen arbeiten 50.000 Stunden und mehr. Für optimale Lichtausbeute und Lebensdauer benötigen LEDs eine Wärmeableitung und eine Konstantstrom-Versorgung.
- LEDs emittieren gerichtetes, nahezu punktförmiges Licht. Linsen erlauben als Primäroptik eine fast verlustfreie Lichtlenkung durch Transmission.
- LEDs erzeugen von Natur aus farbiges Licht, das in weißes Licht umgewandelt werden kann.
- LEDs geben Licht ohne Wärmestrahlung ab (Es entsthet jedoch Wärme durch die Elektronik).
Hersteller, Leuchtendesigner und Lichtplaner müssen die besonderen Eigenschaften der LED bei ihrer täglichen Arbeit berücksichtigen. So können sie das revolutionäre Potenzial, das diese Lichtquelle bietet, voll ausschöpfen.
Das LED-Funktionsprinzip
LEDs sind winzige Elektronik-Chips aus speziellen Halbleiter-Verbindungen. Fließt Strom durch diesen Festkörper, beginnt er zu leuchten; er „emittiert“ Licht. In der Lichttechnik wird dieser Prozess „Elektrolumineszenz“ genannt. Mit einer Kantenlänge von etwa einem Millimeter gehören LEDs zu den kleinsten verfügbaren Lichtquellen. Sie strahlen ein nahezu punktförmiges Licht ab.
Schon wenig Energie reicht aus, um die Halbleiter zum Leuchten anzuregen. Das Rohmaterial für LEDs bilden Halbleiterkristalle, die auf einem sogenannten Wafer aufgebaut und dann zu Chips geschnitten werden. Die Leuchtdioden bestehen aus einem negativ leitenden Grundhalbleiter mit einem Überschuss an Elektronen. Darüber kommt eine sehr dünne, positiv leitende Halbleiterschicht mit einem Mangel an Elektronen, „Löcher“ genannt. Unter Spannung wandern die überzähligen Elektronen und „Löcher“ nun aufeinander zu und rekombinieren in der sogenannten Sperrschicht. Die freigesetzte Energie wird im Halbleiterkristall in Licht und Wärme umgesetzt.
Um die elektrische Kontaktierung zu vereinfachen und die LED vor Umwelteinflüssen zu schützen, wird sie in eine Kunststoffhülle gegossen, die zugleich den Lichtaustritt verbessert. Reflektoren sorgen dafür, dass das Licht in einem Ausstrahlungswinkel bis zu 180 Grad in den oberen Halbraum des Gehäuses ausgestrahlt wird. Linsen übernehmen die primäre Lichtlenkung.