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LED Wissen

Wissenswertes rund um LED

Seit wann gibt es LED, wie hat sich die Technologie bis heute entwickelt? Wo wird sie bevorzugt eingesetzt und welche Bedeutung hat sie auf dem deutschen Markt? Dies und mehr beantwortet unser kleines LED-Lexikon.

Historie der LED-Technologie

Die Geschichte der Halbleiter – und somit auch der LEDs – beginnt mit einer wissenschaftlichen Entdeckung, die lange völlig ignoriert wurde. 1876 hielt Ferdinand Braun einen Vortrag über Stromleitung durch Kristalle. Deren Hauptmerkmal, die Leitung von Strom in nur eine Richtung, passte nicht in die damals bekannten Eigenschaften der Materie. Geläufig waren nur ohmsche Leiter und Isolatoren, nicht jedoch der sogenannte Gleichricht(er)effekt. Erst fast 60 Jahre später konnte eine Erklärung für diese besonderen Merkmale gefunden werden.

Anfang der 50er Jahre ebnete die Entwicklung des Transistors den Weg zu weiteren wissenschaftlichen Fortschritten in der Halbleiterphysik. Nun war es möglich, den Prozess der Lichtemission zu erklären und daraufhin Forschungen an den Halbleitern zu forcieren.

Seit den frühen 60er Jahren wurde die Lichtausbeute der LEDs um mehr als drei Größenordnungen von unter 0,1 Lumen/Watt auf über 100 Lumen/Watt gesteigert. Gab es zunächst nur die Farben Rot und Gelb, kamen durch neue Halbleitermaterialien erst grüne LEDs bis hin zu UV dazu; ab den 90er Jahren dann Halbleiter, die Licht im kurzwelligen Bereich (blau und UV) effizient erzeugen. Heute stehen LEDs in nahezu allen Farben des Spektrums zur Auswahl.


EU-Richtlinie verbietet herkömmliche Glühlampen

Einen erheblichen Schub bekam die LED-Technologie im Jahr 2007 als die EU-Kommission erstmals das Ziel formulierte, die Emission der Treibhausgase bis 2020 um mindestens 20% zu reduzieren und damit wieder unter das Niveau von 1990 zu senken. 2009 folgte der unerwartet konsequente Beschluss des Glühlampenverbots durch das EU-Parlament und noch im selben Jahr startete die sukzessive Umsetzung durch ein entsprechendes Verkaufsverbot in Deutschland. Effiziente Beleuchtungstechniken wie LEDs und andere Energiesparalternativen rückten in den Fokus.

Die schrittweise Abkehr von der ineffizienten Beleuchtung.

Ausblick und Marktpotenzial

Der Anwendungsbereich der ersten wirtschaftlich einsetzbaren LEDs umfasste, aufgrund der geringen Lichtausbeute und fehlender Verfügbarkeit aller Farben, zunächst hauptsächlich Anzeigeelemente beispielsweise in Uhren oder im PKW-Innenraum. 1992 hielten LEDs ihren Einzug in die Fahrzeugaußenbeleuchtung und wurden in der sogenannten dritten Bremsleuchte eingesetzt; seit 2007 gibt es auch LED-Scheinwerfer.

Mittlerweile findet man LEDs nahezu überall, die Anwendungsbereiche werden immer breiter. Das Spektrum reicht von

  • ganz klein, wie z.B. in der Medizin, wo unter anderem ultraviolette LEDs zum polymerisieren von Kunststoffen in der Zahntechnik eingesetzt werden,
  • über ganz groß, wie die Beleuchtung eines ganzen Flughafenvorfeldes mit LEDs in Innsbruck (hier leuchtet ein System mit 14 hohen Masten eine Fläche von 49.000 m² aus),
  • zu ganz speziell, wie z.B. bei der Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristallbildschirmen (LED/LCD Fernseher).

Bürogebäude, Industriehallen, öffentliche Gebäude – Experten schätzen die Anzahl der Lichtquellen in Deutschland auf etwa 1 Mrd. Allein deutsche Kommunen betreiben mehr als 9 Mio. Straßenbeleuchtungsanlagen.

Enormes Einsparpotenzial

Durch einen vollständigen Wechsel zu energieeffizienter Beleuchtung in Kommunen, Industrie und Privathaushalten könnten in Deutschland bis zu 13 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Das jährliche Einsparpotenzial im Bereich Bürobeleuchtung beträgt über 3 Mrd. Kilowattstunden; für Industriebeleuchtung sogar mehr als 8 Mrd. Kilowattstunden. Der Umstieg auf effiziente LEDs und andere effiziente Leuchtmittel ist aufgrund der rechtlichen Rahmenbedingungen und der wirtschaftlichen Vorteile lediglich eine Frage der Zeit. Einsatzmöglichkeiten und Marktpotenzial sind im Moment nahezu unbegrenzt.

Prognostizierte Umsatzanteile im Beleuchtungsmarkt in %