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Die Leuchtdiode

Eine Leuchtdiode (auch Lumineszenz-Diode, LED) ist ein elektronisches Halbleiter-Bauelement. Fließt durch die Diode elektrischer Strom in Durchlassrichtung, so strahlt sie Licht, Infrarotstrahlung (als Infrarotleuchtdiode) oder auch Ultraviolettstrahlung mit einer vom Halbleitermaterial und der Dotierung abhängigen Wellenlänge ab.

Alterung
Als Lebensdauer (Licht-Degradation) einer LED wird die Zeit bezeichnet, nach der die Lichtausbeute auf die Hälfte des Anfangswertes abgesunken ist. Leuchtdioden werden nach und nach schwächer, fallen aber in der Regel nicht plötzlich aus. Die Lebensdauer hängt vom jeweiligen Halbleitermaterial und den Betriebsbedingungen (Wärme, Strom) ab. Hohe Temperaturen (gewöhnlich durch hohe Ströme) verkürzen die Lebensdauer der LEDs drastisch. Die angegebene Lebensdauer reicht von einigen hundert Stunden bei älteren 5-Watt-LEDs bis zu über 100.000 Stunden (11,4 Jahre) bei mit niedrigen Strömen betriebenen LEDs. Aktuelle Hochleistungs-LEDs werden, um eine maximale Lichtausbeute zu erreichen, oft an Arbeitspunkten betrieben, bei denen ihre Lebensdauer bei 15.000 bis 30.000 Stunden liegt. Gute Hersteller von LED Leuchten erreichen jedoch durch eine optimale Auslegung ihrer Systeme deutlich bessere Werte und garantieren bis zu 100.000 Stunden wartungsfreien Betrieb. Dies wird durch eine kostenaufwendige Selektion der Bauteile aller Komponenten (sowohl der LED's als auch der Bauelemente des Treibers) erreicht. Die von den Herstellern angegebene Leuchtdauer bezieht sich in der Regel auf die Anzahl der Betriebsstunden, bis die Leuchte noch mit 80 % der ursprünglichen Leuchtkraft arbeitet. Auch im Handel erhältliche LED-Leuchtmittel in Glühlampenform werden mit über 25.000 Stunden bis hin zu 45.000 Stunden Lebenszeit angegeben. Durch thermische Probleme, die u. a. in der vorgegebenen Bauform bedingt sind) erreichen sie diese wenn überhaupt, dann nur mit erheblichem Helligkeitsverlust. Alternativen sind konsequent als LED Leuchte entwickelte Komplettsysteme.

Anwendung
Da die Effizienz erheblich gestiegen ist und die Lebensdauer sehr viel höher als die von Glühlampen ist, schreitet die Anwendung besonders bei der Fahrzeugbeleuchtung und in anderen Bereichen, wo es auf Wartungsarmut und Zuverlässigkeit ankommt, immer weiter voran. Typische Beispiele sind auch Verkehrsampeln und Hindernis-Befeuerungen. Für Blinker, Rück- und Bremsleuchten sowie Tagfahrlichter (vgl. LED-Scheinwerfer) sind Leuchtdioden seit 2001 im Einsatz, als Hauptscheinwerfer aufgrund höherer Anforderungen erst seit 2008.

Bereits jetzt ist die LED dabei, die Glüh- und Gasentladungslampen in etlichen Spezialanwendungen zu verdrängen. Genannt seien Hintergrundbeleuchtungen auch großer Flüssigkristallanzeigen oder Effektscheinwerfer (Farbwechsel).

Glühlampen-Ersatz (10 W = 100 W bei warmem Lichtton) steht von allen großen Herstellern wie Osram, Philips und Zumtobel zur Verfügung. Die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Glühlampe: Die LED verbraucht weniger Energie bei gleicher Lichtmenge, erzeugt weniger Wärme, ist unempfindlich gegenüber Erschütterungen, verkraftet ca. 1 Mio. Schaltzyklen, ist ohne Farbänderung und Wirkungsgradverlust dimmbar und hat, eine niedrige Sperrschicht-Temperatur vorausgesetzt, eine sehr viel höhere Lebensdauer.