Diskussion:Leuchtdiode

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Abschnitt Farben und Technologie -> Weiße LED

Im dritt- und vorletzten Absatz dieses Abschnitts wird Bezug genommen auf Abbildungen, die so nicht mehr im Artikel zu finden sind. Auch ist unklar, ob sich der Ausdruck "RGB-LEDs" im vorletzten Absatz auf die Form der RGB-LED mit drei verschiedenen Chips oder auf die Bauweise mit der UV-LED und drei Floureszenzfarbstoffen bezieht (siehe Auflistung im ersten Absatz des Abschnitts). Sobald klar ist, auf welche Art der RGB-LED sich der Absatz bezieht, kann auch der Verweis auf die Abbildungen angepasst werden. -- Sebástian San Diego 14:50, 17. Nov. 2010 (CET)

III-V-Halbleiter

"Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) – rot und infrarot, bis 1000 nm Wellenlänge" & "Galliumaluminiumarsenid (GaAlAs) – z. B. 665 nm, rot, LWL bis 1000 nm"

AlGaAs und GaAlAs sind das selbe. AlGaAs ist allerdings der gebräuchlichere Ausdruck. Ich habs mal zusammengeführt.

(Der vorstehende, nicht signierte Beitrag – siehe dazu Hilfe:Signatur – stammt von 92.226.150.150 (Diskussion • Beiträge) 19:29, 4. Dez. 2008 (CET))

Naja nicht ganz, mit der Reihenfolge wird oft versucht die Anteile der einzelnen Bestandteile zu umschreiben. Daher würde AlGaAs mehr Aluminium als Gallium enthalten. Da sist aber eh alles sehr waage. --Cepheiden 09:35, 10. Aug. 2010 (CEST)

I.A. werden bei Verbindungshalbleitern die Elemente der selben Hauptgruppe alfabetisch aufgeführt, Beispiele: AlGaInAs, GaInAsP. Früher waren mal andere Bezeichnungen üblich, z.B. nach den Mischungsverhältnissen. Man hat sich aber auf das Alfabet geeinigt (leider gerade keine Quelle zur Hand). Die "alten" Bezeichnungen halten sich noch sehr lange (z.B. InGaAsP). AndiFant 19:57, 1. Nov. 2010 (CET)

Nun habe ich mal in einem alten Werk nachgesehen: S.M. Sze hält sich in "Physics of Semiconductors, 2. Auflage" überwiegend, bis auf wenige Ausnahmen) an die alfabetische Reihenfolge der Elemente einer Gruppe. Das war 1981 ... AndiFant 20:25, 1. Nov. 2010 (CET)

Eine solches Übergewicht kann ich in der 3. Auflage von 2007 nicht ausmachen. Dort findet sich GaAs, InGaAs, AlGaAs (auch GaAlAs), GaAsP, InGaN, InAlAs, InAlGaAs, SiGeC, uvm. Ich kann da weder eine alphabetische noch eine mengenabhängige Reihenfolge erkennen. Ich könnt zwar auch mal in die 2. schauen, aber ich glaube das macht keinen Unterschied. An welchen Verbindungen machst du deine Aussage fest? Interessanter als eine Stichprobe in bestimmten Werken wäre sowieso die von dir angesprochen "Einigung", sowas müsste ja beispielsweise irgendein Gremium festgelegt haben. --Cepheiden 21:25, 1. Nov. 2010 (CET)

Weiße LEDs

"Da blaue LEDs den höchsten Wirkungsgrad haben (UV-LEDs hingegen weniger als die Hälfte) und der Blauanteil sichtbar ist, ist das die wirtschaftlichste Methode, weißes Licht per LED zu erzeugen."

Der intere Quantenwirkungsgrand ist meines Erachtens nach unabhängig von der Bandlücke (bzw. Farbe). Bei direkten Bandlücke, wie sie in der LED-Herstellung nunmal Verwendung finden, ist der interne Wirkungsgrand immer bei nahezu 100%. Der Wirkungsgrad reduziert sich lediglich durch die Totalrefelexion beim optischen Übergang zwischen HL und dem ihn umgebenen Medium. Folglich haben alle LED aus direkten Halbleitermaterialien den gleichen Wirkungsgrad von einigen wenigen Prozent. (Kann natürlich durch Epoxid-Harze und ähnlichen erhöht werden)

siehe auch: [Halbleiter-Bauelemente, M. Reisch, Springer Verlag, 2007, ISBN: 978-3-540-73199-3]

Damit ist die zitierte Aussage einfach Falsch.

Meines Wissens nach werden blaue LEDs lediglich benutzt, weil es Einfach ist. Eine Blaue-LED mit einer Phosphorschicht überzogen ergibt eine fürs menschliche Auge weiß erscheinende Farbe.

MfG Tobias (nicht signierter Beitrag von 95.119.140.36 (Diskussion) 16:04, 11. Jan. 2011 (CET))

Intern immer 100%?? Einbußen nur bei der Auskopplung?? So einfach ist es nicht! Das sieht man schon an der Strom- und Temperaturabhängigkeit des Wirkungsgrades. Wer mehr wissen will, liest etwa dort weiter. – Rainald62 23:24, 11. Jan. 2011 (CET)

Wir reden von zwei verschiedenen Dingen. Die sogenannte interne Quantenausbeute von 100% bedeutet, dass jedes in der aktiven Schicht der LED absorbierte Elektron auch genau ein Photon emittiert. Die Temperaturabhängigkeit der aktiven Schicht bewirkt, wie es auch in dem von dir gezeigten Artikel steht, eine Verschiebung des Wellenlängenbereiches (durch Änderung der Bandgap-Energie siehe Formel).

Desweiteren wird von der Intensitätsänderung durch die Temperatur gesprochen. Das ist der externe Wirkungsgrad. Dieser beschreibt wieviele von den emittierten Photonen beim durchlaufen der "nicht-aktiven" Schichten absorbiert werden. Natürlich ist das Temperaturabhängig, da die Gitterschwingungen sich mit steigender Temperatur erhöhen. Zudem kommen parasitäte Kapazitäten zum elektrischen Wirkungsgrad noch hinzu.

Letztendlich ist der einzige Punkt der die prizipell gleich gebaute LEDs unterschiedlicher Farben unterscheidet das Transmissionsverhalten der umgebenden Schichten. Dieses ist Wellenlängenabhängig. Jedoch ist es mir nicht bekannt, dass blaues Licht besser transmittiert wird als z.B. rotes Licht. (nicht signierter Beitrag von 77.6.7.2 (Diskussion) 17:25, 13. Jan. 2011 (CET))

Vermutlich ist einfach die Gesamteffizienz des Systems (also LED plus Leuchtstoff) gemeint. Da sollte die blaue LED einen höheren Wirkungsgrad haben als die UV-LED, weil bei der UV-LED systembedingt alle farbigen Photonen aus UV-Photonen erzeugt werden müssen, wobei die ganze überschüssige Energie des UV-Photons jeweils verheizt wird. Bei der blauen LED müssen keine blauen Photonen vom Leuchtstoff erzeugt werden, der Verlust UV-Blau fällt also weg, und Gelb wird aus Blau erzeugt statt aus UV (die Erzeugung von Gelb führe zum selben Verlust wie im Mittel die des Gemisches Rot/Grün), da fällt also *nochmals* der Verlust UV-Blau weg. -- Janka 19:38, 13. Jan. 2011 (CET)

@Janka: Nein, es ist nicht einfach die Gesamteffizienz. Die Erzeugung von UV-Licht mit LEDs ist bis jetzt mit nur geringem Wirkungsgrad möglich.

@Tobias: Die Transmission der umgebenden Schichten ist bei LEDs mit hohem Wirkungsgrad typischerweise hoch. Reabsorption findet hauptsächlich in der/den aktiven Schicht(en) statt (mehrere bei MQW-Strukturen). Dann gibt es noch den Wirkungsgrad der Ladungsträgerinjektion und die von dir geleugneten Verluste durch nichtstrahlende Rekombination (Elektron werden nicht 'absorbiert'). Letztere hängen stark vom Material ab, was der Grund für den höheren Wirkungsgrad der blauen LEDs ist. – Rainald62 22:44, 13. Jan. 2011 (CET)

Ich denke, daß die warmweißen LEDs nur auf Basis von UV-LEDS möglich sind. Da es aber schon warmweiße LEDs mit mehr als 200 Lumen/W Wirkungsgrad gibt, würde ich annehmen der Wirkungsgrad von UV-LEDs ist nicht mehr als 1/3 geringer ist als der von blauen LEDs. --Schily 12:24, 14. Jan. 2011 (CET)

Annahmen, zudem unplausible, bitte belegen. – Rainald62 00:02, 15. Jan. 2011 (CET)

@Schily: warmweiße LEDs basieren auf einer regulären SMD mit entsprechender Beschichtung. Da UV-Licht keine Strahlen oberhalb des Blauen Farbspektums abgibt, kann daraus wohl kaum weißes Licht entstehen. Selbst bei Osram ist man zudem erst bei 122lm/W bei 2700K angekommen: [1] -- Angerdan 01:00, 15. Jan. 2011 (CET)

Klar kann man aus UV-Licht weißes Licht generieren, bloß ist der Wirkungsgrad der Umwandlung um so geringer, je kurzwelliger die Anregung ist. Dass Leuchtstofflampen (Hauptlinie des Quecksilbers bei 254 nm) leidlich effizient sind, liegt am hohen Primärwirkungsgrad, der aber bei UV-LEDs gerade nicht gegeben ist. – Rainald62 11:14, 15. Jan. 2011 (CET)

Nachtrag: Die von Angerdan verlinkte Osram-LightEngine ist ein Modul aus mehreren LEDs. Wahrscheinlich nutzt es die Primärfarben blau und rot, denn das für eine Farbtemperatur von 2700 K überwiegend benötigte rote Licht lässt sich per Fluoreszenz nicht mit so hohem Wirkungsgrad erzeugen, siehe [2]. – Rainald62 12:01, 15. Jan. 2011 (CET)

Da steht aber nichts davon, daß rote LEDs für warmweiße LEDs verwendet werden. Ich kann mir jedenfalls nicht vorstellen, daß warmweiße LEDs auf Basis blauer LEDs mit Fluoreszenzfarbstoffen darstelbar sind, denn dazu müßte es gelingen das dominante blaue Primärlicht zu beseitigen. Generell wäre es mal interessant im Hauptartikel eine wissenschaftlich Erklärung für die Technologie hinter warmweißen LEDs zu haben. --Schily 20:39, 16. Jan. 2011 (CET)

Öhm, doch, das steht da: Die bessere Performance der LED erweitert die Einsatzmöglichkeiten der innovativen Lichtquelle erheblich. Mit der äußerst hohen Effizienz lassen sich zum Beispiel warmweiße LED-Lösungen durch Farbmischkonzepte mit besserer Lichtqualität und energetisch günstiger realisieren, als mit der marktüblichen Konversion von blauem Licht.

Und: Du kannst es dir nicht vorstellen, dass man aus Blau Warmweiß machen kann, und doch gibt es solche LEDs, z.B. die LXHL-BW03 von Luxeon. Datenblatt hier: www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/226989/LUMILEDS/LXHL-BW03.html (Scheiß Antispam-Filter!) Dominante Wellenlänge des Emitters ist bei 440nm (Blau), mit Ausläufern bis 400nm (Violett, nicht UV). -- Janka 21:08, 16. Jan. 2011 (CET)

Verständlichkeit

hallo liebe autoren dieses artikels, wirklich beeindruckend, wieviel fachwissen hier vermittelt wird! ich denke aber, wikipedia sollte auch für "otto normalverbraucher" verständlich sein, und dies ist bei diesem artikel leider nicht der fall. populärwissenschaftlich nennt man das wohl. gibt es keine einfache erklärung der funktionsweise einer led? vor allem habe ich das gefühl, das leute, die diesen artikel verstehen, bereits wissen, wie eine led funktioniert... --Dilux 19:46, 16. Jan. 2011 (CET)

Ohne Kenntnis des Bändermodells und der besonderen Eigenschaft von III-V-Verbindungshalbleitern, die Bandlücke mit der Materialzusammensetzung einstellen zu können, was direkte, strahlende Energieübergänge erst ermöglicht, kann man die Funktionsweise einer LED leider nicht verstehen. LEDs sind das wohl alltäglichste Objekt, was nur mithilfe der Quantenmechanik verstanden werden kann. Es gibt keine klassische Theorie dafür, leider. Lies die drei obigen Artikel. Sie sind eigentlich auch für Laien einigermaßen gut verständlich. -- Janka 21:50, 16. Jan. 2011 (CET)

nun gut, wir können nicht alle kleine harald lesch´s oder hoimar von ditfurth´s sein, aber nach ein paar minuten googeln hatte ich schon einige erklärungen gefunden, die leichter verständlich sind, als die hier gegebene, z.b. bei youtube eventuell fehlt hier ja das interesse, die funktionsweise einer breiten öffentlichkeit anschaulich zu erklären?--Dilux 12:04, 17. Jan. 2011 (CET)

So. Wo genau wird in jenem Video denn die Funktion einer LED erklärt?

Bis zur Stelle 0:47 wird nur der mechanische Aufbau erklärt. Danach folgt bis zur Stelle 1:20 der innere Aufbau einer stinknormalen Halbleiterdiode. Dann folgt bis 1:34 die "Erklärung", dass Löcher und Elektronen rekombinieren und dabei Licht aussenden. Danach Ausblendung.

Zur "Funktion" wird dabei nicht einmal erwähnt, dass dieser Kristall nicht aus Silizium besteht wie praktisch alle anderen Halbleiterbauelemente, sondern aus Galliumarsenid oder -phospid. Inzwischen hat wohl auch jede OMA die Begriffe "Silizium" und "Halbleiter" gehört und kann sie vermutlich sogar miteinander in Verbindung bringen. Wenn ich derselben OMA nun sagen würde, eine LED besteht aus Galliumarsenid, da steht die dann völlig im Wald: Also, Arsen kenn ich, damit ham'se früher die prügelnden Ehemänner vergiftet. Und genau an der Stelle versagt dieses Video in der Erklärung der Funktion bereits. Warum leuchten Siliziumdioden nicht? -- Janka 13:53, 17. Jan. 2011 (CET)

mmh, also ehrlich gesagt, sind mir keine omas bekannt, die mit begriffen wie "halbleiter" viel anfangen können; meine kann es jedenfalls nicht. deshalb bleibe ich auch bei meiner behauptung, das dieser artikel schlecht ist, weil er nur an einen sehr kleinen teil der bevölkerung gerichtet ist. wikipedia definiert sich aber - zumindestens nach meinem dafürhalten - als enzyklopädie für "alle" und diesem anspruch wird dieser artikel nicht gerecht. das gilt übrigens für viele artikel in der wikipedia zu naturwissenschaftlichen themen; sie sind von "wissenden" für "wissende", alle anderen bleiben aussen vor.--Dilux 09:47, 21. Jan. 2011 (CET)

Blaue LEDs

Blaue Leuchtdioden gab es erstmalig um 1980 im Telefunken Forschungslabor. Die waren aber auf Basis von SiliziumCarbid und in Folge der Härte des Materials fast unbezahlbar. Wenn man schreibt "gibt es seit ca. 20 Jahren", dann ist das wohl falsch. --Schily 11:03, 17. Jan. 2011 (CET)