Hellste LED-Lampe der Welt

Physik Journal – Lichtstarke Leuchtdioden werden anderen Lichtquellen bald noch mehr Konkurrenz machen.

Während sich Leuchtdioden noch Schritt für Schritt ihren festen Platz in Auto-Rückleuchten oder Ampeln erobern, werden sie bald auch Baudenkmäler, Theaterbühnen oder Wasserfontänen ins rechte, bunte Licht rücken. Die für solche Zwecke nötige Lichtstärke liefert nun ein zwei Zentimeter flaches, mit 13 Zentimeter Durchmesser kreisrundes Leuchtmodul der amerikanischen Firma Lamina Ceramics in Westampton, New Jersey. Dicht gepackt strahlen hier 810 Leuchtdioden bei einer Leistung von 860 Watt rekordverdächtige 13.300 Lumen ab. Zum Vergleich: Leuchtstarke Halogenlampen in Projektoren liefern bei 400 Watt rund 4000 Lumen.

Eine bisher unerreichte Lichtstärke liefert dieses Modul aus 810 Leuchtdioden (Quelle: Lamina Ceramics)

Wie bei einem Computerbildschirm können die jeweils 270 roten, grünen und blauen LED durch entsprechende Farbmischung 16 Millionen Farben anzeigen. Über drei getrennte Stromkreise, die ein Dimmen der drei Farben ermöglichen, werden diese Farbtöne additiv erzeugt. Allerdings entwickelt Lamina die verwendeten Leuchtdioden nicht selbst, sondern greift auf die derzeit hellsten Produkte verschiedener Hersteller zurück, die je nach Farbe auf den Halbleiterverbindungen GaInN, GaAsP oder GaAlP basieren.

Die Herausforderung lag darin, trotz der relativ hohen Leistungen die Temperatur des gesamten Moduls deutlich unter 125 °C zu halten. Nur dann liefern die LED ihre volle Lichtstärke und erreichen dennoch Lebensdauern von 30.000 bis 50.000 Stunden. Die Lösung besteht in einer nur rund sechs Mikrometer dünnen, dreilagigen Schicht aus Kupfer und Molybdän unter den LED, die die im Betrieb entstehende Wärme schnell genug abführt (Wärmeleitungswert: 220 Watt/mK), aber dennoch eine zuverlässige Kontaktierung jeder einzelnen Leuchtdiode erlaubt.

Schon im kommenden Jahr ist mit einem ersten leuchtstarken Produkt zu rechnen. In den Lamina-Laboren soll ein verbesserter Prototyp sogar schon 16.800 Lumen erreicht haben.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Dezember 2004