LED
Eine LED ist eine Licht aussendende Diode. Die Abkürzung LED steht für „Light emitting Diode“, zu deutsch „Licht emittierende Diode“. Eine Diode bezeichnet ein elektronisches Halbleiter-Bauelement, in diesem Fall einen Halbleiterkristall. Und Halbleiter meint, dass das Element sowohl als Leiter als auch als Nichtleiter oder Isolator eingesetzt werden kann. Die Stromleitung und die Lichterzeugung erfolgen nur in der Durchlassrichtung des Kristalls und die Leitfähigkeit ist zudem temperaturabhängig. Anders herum kann der Strom bei diesen Elementen gar nicht fließen.
Menschen planen einen Teil ihrer Aktivitäten nicht nur nach dem natürlichen Tagesverlauf, sondern verrichten ihr Tagwerk auch zu Zeiten oder an Orten, zu denen und an denen die Sonne als unsere natürliche Lichtquelle nicht zur Verfügung steht. Aber ihre Augen sind nicht auf Nachtsicht eingerichtet. Deshalb brauchen sie Lichtquellen, die für genügend Helligkeit sorgen. Offenes Feuer, Fackeln und Kerzen, sowie natürliche, selbst leuchtende oder brennbare Substanzen, wie zum Beispiel Öl und Talg, sind schon seit Jahrtausenden bekannt und reichten lange aus, um dem Tag noch ein paar zusätzliche beleuchtete Stunden hinzuzufügen.
Erst mit der fortschreitenden Industrialisierung und tief greifenden Veränderungen im Lebens- und Arbeitsrhythmus der Menschen sowie mit der Nutzung von elektrischem Strom wurden andersartige Leuchtmittel notwendig.
Anfang des 19. Jahrhunderts wurde die Glühbirne erfunden, Gaslampen eingesetzt und im 20. Jahrhundert folgten Neonröhren, Halogenlampen und andere künstliche Leuchtmittel, sowie auch LEDs. Zwar gab Ferdinand Braun schon 1876 bekannt, dass Strom durch Kristalle geleitet werden könne, aber es dauerte noch mehr als achtzig Jahre, bis es auf die dazu auftauchenden Fragen ausreichende Antworten gab und der Prozess der Lichtemission aufgeklärt werden konnte.
Ab 1957 konzentrierte man sich auf die Erforschung der Lichterzeugung mittels Halbleiter, insbesondere auf die Lichtemission im sichtbaren Bereich, wobei die Stoffe Galliumarsenid (GaAs) und Galliumphosphid (GaP) von besonderer Bedeutung waren und noch sind.
Einige Quellen schreiben Nick Holonyak die Erfindung der Leuchtdiode zu und datieren dieses Ereignis auf 1962. Die Lichtausbeute dieser Leuchtdiode war allerdings sehr gering. Wieder mussten verschiedene Probleme erst noch gelöst werden, unter anderem durch die Verbesserung der Qualität der verwendeten Halbleiterschichten. Ab 1992 gab es dann die ersten kommerziell verwendbaren blauen LEDs, die allerdings auch noch nicht besonders effizient waren. Heute werden blaue, grüne, rote und weiße LEDs hergestellt und verwendet. Weiße LEDs können eine Lichtausbeute bis 250 Lumen pro Watt erreichen und dies ist schon nahe am theoretischen Maximum. Diese Werte gelten bislang jedoch nur unter Versuchsbedingungen.
Die Verwendung von LEDs in Lampen erfordert Vorschaltgeräte und eventuelle andere optische Konstruktionen, die zu einem Leuchtkraftverlust führen. Massengefertigte Waren erreichen derzeit eine Leistung von 30 bis 80 Lumen pro Watt und liegen damit über der Lichtausbeute von Glüh- und Halogenlampen aber unterhalb von Leuchtstofflampen. Weitere Kriterien für Effizienz und Rentabilität sind die Leistung pro Einheit und die Lebensdauer der LEDs und selbstverständlich die Herstellungskosten.
Leuchtmittel mit LEDs sind inzwischen konkurrenzfähig und werden zu vielen Zwecken verwendet, aber die Entwicklung geht noch weiter. Gesteigerte Effizienz und preiswertere Herstellung der Halbleiter sind dabei nach wie vor die angestrebten Ziele.
