Man schlendere durch eine Einkaufspassage, über den Times Square oder über ein Festivalgelände. Überall leuchtet es, farbenfrohe Bilder flimmern über Bildschirme: Aus unserem Alltag sind LEDs gar nicht mehr wegzudenken. Ob als Werbetafeln oder zur Liveübertragung auf Sport- oder Musikevents – LED-Wände leuchten uns mittlerweile überall entgegen. Über ihre Vorzüge gegenüber anderen (Werbe-)Medien und wie man sich für die richtige Wall entscheidet, auch darüber berichten wir in unserem Newsblog.

Doch wie funktionieren LEDs eigentlich? Und woher kommt diese Technologie, die heute so gern und vielfältig angewandt wird? Wir wollen hier einen kleinen Einblick in die Funktionsweise und Entwicklungsgeschichte der LEDs geben.

Verschiedene LEDs

LEDs in verschiedenen Gehäusen

LEDs – wie funktionieren die eigentlich?

Im Prinzip ist der Aufbau einer LED (englisch: light-emitting diode; deutsch: Lichtemittierende Diode/Lumineszenzdiode) recht simpel. Die wesentlichen Bauteile sind der LED-Chip, ein Reflektor mit Kontakt zur Kathode, ein Gold- oder Kupferdraht mit Kontakt zur Anode und dem LED-Chip und eine Kunststofflinse (Quelle). Aktuell geht der Trend deutlich zum Verbauen von Kupferdrähten, die auf den ersten Blick vielleicht weniger edel erscheinen, in ihrer Leistung aber nichts zu wünschen übrig lassen und – ganz wichtig – bei LED- Wänden einen deutlichen Preisunterschied ausmachen. Der Quadratmeter LED-Wand wird durch die Nutzung von Kupfer- anstelle von Golddrähten um einiges günstiger.

Leuchtdioden werden aus Halbleitermaterialien hergestellt und funktionieren wie andere Dioden auch, indem sie Strom nur in eine Richtung fließen lassen (daher auch Halbleiter).
Der LED-Chip, der in einer Reflektorwanne auf der Kathode sitzt, besteht aus zwei Halbleiterschichten: der n-Schicht (negativ geladen), die einen Überschuss an Elektronen besitzt und der p-Schicht (positiv geladen), die „zu wenig“ Elektronen aufweist. Wird nun eine Spannung in Flussrichtung aufgebaut, so wird der Elektronenfluss von der n- zur p-Schicht angeregt: Strom fließt. Bei diesem Prozess geben die Elektronen ihre Energie in Form von Lichtblitzen ab. Die Stärke des ausgesandten Lichtes hängt dabei von der Stromstärke ab (Quelle). Die Reflektorwanne leitet das Licht in die obere Hälfte der LED.

SMD LEDs

Es gibt verschiedene Unterarten von LEDs. Da wir für unsere Module sogenannte SMD-LEDs (englisch: surface mounted device, deutsch: oberflächenmontierbares Bauteil) nutzen, wollen wir hier ein paar Worte über die Besonderheiten dieses LED-Typs verlieren.
SMD-LEDs können direkt im Leuchtmittel auf der Leiterplatte befestigt werden. Das Gehäuse trägt zeitgleich zur Kühlung des LED-Chips bei, wodurch sich die LED mit höherem Strom betreiben lässt, was mehr Effizienz ermöglicht. Sie sind außerdem kompakter als andere LED-Formen und eignen sich daher besonders gut für LED-Wände, auf denen sie in großer Zahl verbaut sind. In Sachen Lebensdauer und Helligkeit übertreffen SMD LEDs andere Arten und auch Farbtemperaturen können genauer und vielfältiger dargestellt werden, was der Wiedergabe von Bild- oder Videomaterial auf einer LED-Wall zugutekommt (Quelle).

Luxeon K2 LED. cropped

SMD-LED

Der lange Weg zur LED

Wenn man so will hat die Geschichte der LED-Technologie schon im Jahr 1876 begonnen, als der Physiker Karl Ferdinand Braun die Halbleitereigenschaft entdeckte, allerdings noch keine Erklärung für sie finden konnte (Quelle). 1907 veröffentlichte der Engländer Henry Joseph Round die Entdeckung, dass anorganische Stoffe leuchten können. Da man zu der Zeit mit dieser Erkenntnis allerdings nichts Praktisches anzufangen wusste, geriet sie wieder in Vergessenheit. Der russische Physiker Oleg Vladimirovich Lossew und sein französischer Kollege Georges Destriau beobachteten ebenfalls diese Leuchtemission, und zwar an verschiedensten anorganischen Materialien, in den 20er und 30er Jahren. Die Erklärung der Lichtemission wurde 1951 durch die Entwicklung des Transistors erreicht – einem Steuerelement für elektrische Spannungen. Und somit waren die Weichen gestellt für den Siegeszug der LED-Technologie (Quelle).

SiC LED historic

Nachbildung des Experiments von H.J. Round

1962 erschien die erste rote LED auf dem Markt. Die Entwicklung der LEDs ging seither stetig voran. In den 80ern waren sie schon in den verschiedensten Farben einsetzbar und wurden zum Beispiel für Taschenrechner und Armbanduhren genutzt. Ihre stetige Weiterentwicklung sorgte für immer mehr Leistung und Effizienz. Den Durchbruch für den Einsatz in der Beleuchtungstechnik brachte dann die Möglichkeit, mit LEDs weißes Licht zu erzeugen (Quelle).
Heutzutage sind LEDs in unglaublich vielen Anwendungsgebieten zu finden. Ihre Entwicklung ist noch lang nicht abgeschlossen, sie wird weiter und weiter vorangetrieben und steigert so die Effizienz – und damit auch das Ansehen – der LED-Technik.

Für uns als Hersteller von LED-Wänden ist die Entwicklung natürlich spannend zu beobachten und wir stellen uns die Frage, was da wohl noch kommen wird im Laufe der Zeit.

Falls Sie Interesse an unseren LED-Produkten haben oder Ihnen noch Fragen im Kopf umherschwirren, dann melden Sie sich doch gern bei uns unter +49 551 492 493 44 oder per Mail an vertrieb@ledtek.de. Wir beraten Sie gern individuell.