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Rote Leuchtdiode stellt Effizienzrekord auf

09.08.2010
Osram Opto Semiconductors hat die Effizienz seiner roten Hochleistungs-Leuchtdiode (LED) im Labor um 30 Prozent gesteigert. Dieser Rekord geht auf die Optimierung der eingesetzten Chips zurück.

Die verbesserte LED ist derzeit effizienter als alle anderen Dioden im gleichen Wellenlängenbereich. Rote LED finden sich zum Beispiel in den Rück- und Bremslichtern von Autos oder in der Beleuchtung von Gebäuden und Bühnen.


Sie liefern eine der drei Grundfarben in kleinen Projektoren oder erzeugen im Zusammenspiel beispielsweise mit weißen LED angenehmes, warm-weißes Licht für die Raumbeleuchtung. Durch den Effizienzsprung liefern sie nun mehr Licht bei gleichem Stromverbrauch. Anwendungen sparen nicht nur Energie, sondern auch Platz, weil sie mit weniger Leuchtdioden die gleiche Helligkeit erzeugen können.

Die Effizienz einer LED beschreibt, welche Menge Licht man aus einem Watt elektrischer Leistung erhält. Sie hängt davon ab, wie viel Licht im Chip erzeugt wird und welcher Teil tatsächlich an der Oberfläche emittiert oder ausgekoppelt wird. Für eine hohe Auskoppel-Effizienz muss die Struktur im Chipinnern und an der Oberfläche so beschaffen sein, dass möglichst wenig Licht reflektiert und im Chip absorbiert wird. Für den neuen Chip haben die Entwickler von Osram sowohl das Material als auch die Auskoppel-Effizienz ihrer leistungsfähigen Dünnfilmchips verbessert.

Das Resultat ist der Prototyp eine roten Golden Dragon Plus LED mit 615 Nanometern (nm) Wellenlänge, die bei 350 Milliampere Strom 119 Lumen Licht pro Watt liefert. Ihr hoher Wirkungsgrad von 44 Prozent bedeutet auch, dass sich die Verlustwärme im Vergleich zur bisherigen LED-Version fast halbiert. Dadurch sinkt der Aufwand für die Kühlung und die Designs können kleiner ausgelegt werden. Weil das Vergussharz im Gehäuse die Auskopplung des Lichts ebenfalls beeinflusst, profitieren unvergossene Chips noch stärker von den erreichten Effizienzsteigerungen.

Die Technologie soll jetzt möglichst schnell vom Labor in die Fertigung überführt werden. Die Osram-Entwickler erwarten sich weitere deutliche Effizienzsteigerungen, denn bisher sind weder die Möglichkeiten der Materialverbesserung noch der Optimierung der Auskoppeleffizienz ausgereizt. Außerdem ist geplant, die neue Technologie auf gelbe (590 nm) und hyperrote (645 nm) LED auszuweiten. (RN 2010.08.1)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

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