Diskussion:Lumineszenzdiode
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Bestimmte Halbleiterdioden wandeln elektrischen Strom in elektromagnetische Strahlungsenergie in Form sichtbaren Lichts, UV- oder IR-Strahlung um. Ihre Arbeitsweise ist somit zu der einer Fotodiode genau umgekehrt. Diese Bauteile sind Licht emittierende Dioden oder LEDs. Die Dioden arbeiten in Durchlassrichtung, wobei die Anode ausreichend positiv in Bezug zur Kathode sein muss. Im Halbleiter rekombinieren Ladungsträgerpaare und geben eine nach den Quantengesetzen der Physik bestimmte Energiedifferenz ab. Dieser Vorgang wird Elektrolumineszenz genannt. Sichtbares Licht wird emittiert, wenn im Halbleiter die Energie der Bandlücke und damit die Differenzenergie im Bereich von 3,2 ... 1,6 eV liegt.
Die ersten im Handel zu erwerbenden roten LEDs gab es 1962 und 10 Jahre später kamen grüne Leuchtdioden dazu. Um 1980 wurden Halbleiterdotierungen entwickelt, die eine orangegelbe Spektralfarbe emittieren. Blaue LEDs mit sehr geringer Effizienz, kleiner Lichtausbeute sind erst seit 1990 bekannt. Die Entwicklung zu heller leuchtenden blauen LEDs war in den Folgejahren erfolgreich. Inzwischen lassen sich alle wichtigen Spektralfarben durch anorganische Lumineszenzdioden in brauchbarer Effizienz abdecken. Parallel hierzu hat sich die Technologie der organischen Lumineszenzdioden, OLEDs verbessert und an Bedeutung gewonnen.
Die Herstellung von LEDs ist komplizierter als die einfacher Dioden. Um definierte Wellenlängen mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten, müssen die Schichten lichtdurchlässig und frei von Aufbaustörungen im Kristallgitter sein. Durch unterschiedliche Epitaxiverfahren lässt man dotierte Halbleiterschichten auf einen Halbleiterwaver aufwachsen. Der LED-Chip besitzt eine Sandwichstruktur und wird mit den Metallanschlüssen verbunden zur fertigen LED in Kunststoff eingegossen. Das Gehäuse dient zum Schutz und sorgt als optische Linse für eine bestimmbare Lichtverteilung der sonst fast punktförmigen Lichtquelle.