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Lampen und Leuchtmittel

 

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Die Geschichte der LED (Light Emitting Diode)

Henry Joseph Round gilt als Erfinder der Leuchtdiode. Der Wissenschaftler entdeckte 1907, dass anorganische Stoffe zu leuchten fähig sind, wenn man ihnen elektrische Spannung anlegt. Im gleichen Jahr veröffentlichte er seine Beobachtung in der Zeitschrift „Electrical World“. Unwissend von der Beobachtung, machte 1921 der aus Russland kommende Physiker Oleg Vladimirovich Losev auch diese Endeckung. Diesen Effekt untersuchte er von 1927 – 1942 genauer und vermutete in ihm die Umkehrung des Einsteinschen photoelektrischen Effektes. Durch Zufall beobachtete 1935 auch der Wissenschaftler George Destriau ein Leuchtphänomen an Zinksulfid. Die Entdeckung benannte Destriau nach dem Russen in „Lossew-Licht“. Als Erfinder der Leuchtdiode wird auch oft der Wissenschaftler Nick Holonyak benannt. Seine Forschungen lagen aber nicht im Halbleiterbereich sondern galt den organische Leuchtdioden die unter den Namen „OLEDs“ (Organic Light Emitting Diode) bekannt sind.

Im Jahr 1951 gab es einen großen Fortschritt in der Halbleiterphysik. Man konnte sich nun, durch die Entwicklung des Transistors,  erklären wie die Lichtemissionen zu Stande kamen. Es wurde zwar noch weiter mit Zinksulfid experimentiert, jedoch setzte man viel Hoffnung in die Forschung an den Halbleitern. Durch denn zunehmenden Erfolg an der Forschung mit Halbleitern, konzentrierte man sich ab 1957 nur noch darauf. Durch die Halbleiter Galliumarsenid und Galliumphosphid konnte die Lichtemission im sichtbaren Bereich deutlich erhöht werden.

LED Heutzutage gibt es Leuchtdioden in nahezu allen Farben. Die ersten LEDs in den 1960er Jahren hatten ein Spektrum von rot bis gelb. In den siebziger Jahren kamen dann auch grüne LEDs dazu und in den achtziger- und neunziger Jahren von grün über blau bis UV. Es gibt nur einen einzigen Fahrbereich, grün-gelb, der nicht möglich ist nach heutigem Wissen. Die Wissenschaft forschen aber weiter um auch diese Lücke zu füllen. Schon die suche nach Halbleitern im kurzwelligen blau und UV Licht, gestaltete sich als äußerst kompliziert. Erst 1992 gelang es Shuji Nakamura die erste kommerzielle blaue LED zu entwickeln. Durch seine Forschung konnte 1993 die Palette um weiße LEDs und blaue Laser erweitert werden. Alle blauen LEDs die es vor 1992 gab, waren auf Siliziumcarbid Basis und hatten nur eine geringe Lichtausbeute.

Die erste LED 1962, erreichte eine Lichtausbeute von 0,1 Lumen pro Watt. Heute hat sich die Effektivität auf 100 Lumen pro Watt erhöht. Diese rasante Entwicklung ist auf die immer besser werdende Qualität der Halbleiterschichten zurück zu führen. Aber auch der Einsatz von transparenten Substraten, Halbleiterheterostrukturen, Quantenwells und die  verbesserte Lichtauskopplung spielen für die Effizienz eine große Rolle. Einige Wissenschaftler haben bereits Leuchtdioden mit über 150 Lumen pro Watt (Tendenz steigend), sie gibt es aber noch nicht für kommerzielle Einsatzgebiete. (Stand Juli 2007)