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Licht und OLED

31.08.2011

LED-NACHFOLGER KOMMT - FRAGT SICH WANN

Heute, am letzten Tag der 60 W Birne, die durch die Energiesparlampe ersetzt werden sollte, die durch LEDs ersetzt werden sollte, berichtet die Presse, dass OSRAM in LED-Nachfolger investiere. Der Berliner Tagesspiegel fängt die Meldung so an: „Noch heißt das Zauberwort bei den Lichtkonzernen LED – das Geschäft mit Leuchtdioden boomt.“ Nun, ja. Boomen tut da was mit LED, das sind die Meldungen. Ein Erfolg jagt die anderen, auf dem Papier. Indes, Geld macht man damit noch nicht. Deswegen steckt Philips in Schwierigkeiten, und Siemens muss OSRAM verkaufen. Ansonsten machen erst einmal andere Kasse, Anwälte, die Patentstreitigkeiten anfachen. Jeder lässt dem anderen den Verkauf von Produkten verbieten, wenn er gewinnt. Vorbild: die Branche mit den intelligenten Telefonen und mitunter weniger intelligenten Ingenieuren. Die sollen mit bis zu 250.000 Patenten geschützt sein, die Telefone. Die Ingenieure, die intelligenten, sind Urheber oder Mitarbeiter, zuweilen ungeschützt. Ein Leckerbissen für Patentanwälte.

Aber ehe sich das Geschäft in ein bread-and-butter-Geschäft verwandelt, sieht man sich bereits nach einem Nachfolger um. Es ist OLED! Der Chef von OSRAM hat - fast merkellike - große Worte in den Lichthimmel fliegen lassen: „Wir erleben einen dramatischen Wandel, wie ihn der Lichtmarkt vielleicht in den letzten 100 Jahren nicht erlebt hat“.

Stimmt. Vor hundert Jahren (und etwas mehr) hat sich Siemens mit Hilfe von Licht zu seinem Kerngeschäft verholfen: Verkauf von Generatoren und Stromkabeln. Denn es gab keine anderen Stromverbraucher. Und OSRAM war ein Warenzeichen der Deutschen Gasglühlichtanstalt. An dem Objekt beteiligten sich später Siemens, AEG und General Electric Company. Erst viel, viel später kaufte Siemens alles auf, weil nicht nur AEG, sondern auch OSRAM hatten angefangen, streng zu riechen. Als dann Siemens anfing, alle Bereiche abzustoßen, die nicht zum Kerngeschäft gehören, wurde die Lichtsparte an eine Heuschrecke verkauft, während OSRAM wohl zum Kerngeschäft gehörig erkannt und behalten wurde.

Und nun das! OSRAM wird verkauft. Vielleicht um die LEDs besser und schneller zu entwickeln? Ja und nein. Die gestern gestartete Produktion von OLEDs (organische LEDs) ist wahrlich eine Revolution, weil diese Produkte eine scheinbar unaufhaltsame Entwicklung in der Technik der Leuchtmittel total umkehren. Das Gegenstück zu „immer größer, stärker, schneller“ in der Autotechnik hieß in der Lichtbranche immer heller, immer stärker. Je kleiner eine Einheit, aus der man den gleichen Lichtstrom rausholt, und je größer der Lichtstrom, den man aus der gleichen Menge Energie erzeugt, desto stolzer der Entwickler. Bis zur Ankunft der LED, meistens ein Physiker.

Was ist daran zu bemängeln? Das erfahren Leute, die unter einer Leuchtstofflampe arbeiten müssen. Von der einstigen T12-Lampe (Durchmesser 38 mm) zur T5-Lampe wuchs die Leuchtdichte von einigen Tausend auf etwa 40.000 cd/m², also um den Faktor 20. Da die Blendung etwa mit dem Quadrat der Leuchtdichte ansteigt, ist es kein Wunder, dass nur die Techniker die T5-Lampe offen genießen wollen. Für den Rest der Welt gehört die hinter einen Schleier. Der schluckt aber Licht. Die Lampe ist effizienter, eine Beleuchtung damit nicht unbedingt.

Die LEDs gehören in dieser Hinsicht in die gleiche Linie. In ihrem Kern weisen sie Leuchtdichten bis in siebenstellige Höhe auf. Deren Beherrschung ist weniger den Physikern als den Elektronikern übertragen. Die können natürlich vom Beruf Physiker sein. Und auch deren Kern-Kunst ist gefragt, weil das Beherrschen der Thermik derzeit die Hauptaufgabe ist.

Worin besteht die Revolution? Die OLEDs sind flächige Elemente, die sehr niedrige Leuchtdichten aufweisen und somit völlig andere Wege in der Beleuchtung aufzeigen. Das ist die eine Seite der Revolution. Die andere liegt in der Technik der LED, die verhältnismäßig kleine Lumenpakete erlaubt. Somit kann man auch flächig verteilte Beleuchtung realisieren, aber mit Punkten mit hoher Leuchtdichte. So kann man mit der einen Technik. OLED,  gleichmäßige Lichtschleier erzeugen, ohne jemanden zu blenden, und mit der anderen, LED, Glanzpunkte setzen.

Der OSRAM-Chef wird vermutlich Recht behalten. Ob sein bisheriges Personal seine Arbeit behalten kann, ist indes fraglich. LED, mit oder ohne O davor, verlangt nach anderen Fachleuten sowohl in der Technik der Leuchtmittel, als auch in der Technik der Leuchten. Derzeit besteht es vornehmlich aus Elektronik und Kühlkörpern. Es sind halt neue Zeiten.

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Licht und Lügen drumherum

15.06.2011

LED - EINE MÄRCHENHAFTE LICHTQUELLE

Kann man die Unwahrheit sagen, ohne zu lügen? Oder lügen, indem man die Wahrheit sagt? Normalerweise nicht, aber bei „neuen“ Technologien schon. Das hatten wir z.B. in den 1980er Jahren, als die neuen IuK-Technologien (Informations- und Kommunikationstechnologien) über uns hereingebrochen waren. Was wurde da nicht gelogen! Telex, Teletex, Pattex … Alles Geschichte. Bei dem Internet hingegen ging die Sache so rasant vor sich, dass man nicht selber lügen konnte, man brauchte Profis dafür. Die Blase wuchs so schnell, dass allen schwindelig wurde, und sogar echte Profis von der Wirtschaft mussten sich als „Old Economy“ belächeln lassen. Pffft! Die Blase ging etwa im Jahr 2000 aus.

Ob wir bei LED auch mit einer Blase zu tun haben, kann man nicht sagen. Schwindelig wird einem aber dennoch, weil die ganze Lichttechnik nichts anderes mehr kennt. Heute fand ich eine köstliche Abhandlung darüber, deren Titel so aussieht:Der Autor, ein gewisser Dr. John W. Curran, zieht die Sache treffsicher durch den Kakao. Aber, Vorsicht! Der Mann kennt die Technologie wirklich gut. Kakao zubereiten auch.

So beschreibt er, dass die Lichtausbeute der LEDs, die oberhalb von 25 °C in die Knie geht, hervorragende Aussichten für eine Zukunft für Freilicht(!)-Anwendungen (nachts) und tiefgekühlte Räume (auch tagsüber) verspricht.

Aber auch andere bekommen ihr Fett ab, so z.B. diejenigen, die ein Leuchtmittel nur an seiner Lichtausbeute bewerten. Da sehen „alte“ Technologien eventuell viel besser aus, aber nicht, wenn man die Systemleistung betrachtet. Da macht es sich bemerkbar, dass LEDs viel kleiner sind als herkömmliche Lampen, und dadurch nicht nur andere Anwendungen möglich machen, sondern dass auch Berechnungen der Wirtschaftlichkeit üblicher Art schwach aussehen lassen können. Also können die, die solche Berechnungen anstellen, lügen, ohne dass sie etwas Falsches sagen bzw. sagen wollen.

Aber auch diejenigen, die die neuen Leuchtmittel über den grünen Klee loben, können lügen, ohne es zu merken. So können LEDs auf den Netzen solche Oberwellen erzeugen, dass man bei einer Übertragung von 1 W Wirkleistung (Glühlampe) ein Vielfaches davon im Netz hin- und herschiebt. Was daraus bei den sog. „Energiesparlampen“ entsteht, hatte ich in Dezember beschrieben:

Zum genauen Studium die Quelle: http://www.elektropraktiker.de/download/ep-2009-6-476-478-48502.html und hier eine eingelesene Version (leider mit OCR-Fehlern) Elektropraktiker Blum Glühlampe Netzbelastung.pdf

Was ist aber eine LED? Wovon reden wir? Curran gibt an, die würden als Laser eingestuft (EN 60825 Klasse 2), weil er vermutlich noch nicht wusste, dass sie in eine andere Norm geschoben würden als Lampe. Na, ja - man kann sie auch als Leuchte einstufen, wie das Bild zeigt. Nur nicht als heat-bulb, wie zwei witzige Ingenieure mit den Glühlampen gemacht haben. Denn LEDs erzeugen keine Wärme … sagt man. Jedenfalls strahlen sie in der Hauptrichtung keine IR-Strahlung. Aber warum ist das Gebilde rechts so komisch geformt?

LED und Wärme - das ist wohl der Knackpunkt. Jeder Fachmann, dem ich erzähle, ich hätte LEDs gesehen, die kaputt wären, obwohl sie bestimmt keine 50.000 Stunden betrieben worden sind, murmelt was von thermischen Problemen. Deswegen können die Herrschaften, die die Angaben zur Lebensdauer machen, beliebige Zahlen auspusten, ohne zu lügen. Alle sind richtig - oder alle falsch - wie man es betrachtet.

Besonders raffiniert gehen die echten Fachleute vor. Sie ändern über Nacht die Berechnungsgrundlage für die Lebensdauer, von der es sowieso nicht nur eine gibt. So lässt sich die Lebensdauer einer LED auf 50.000 h berechnen, aber auch auf 100.000 h, wenn man die Latte nur ein bisschen verschiebt. Denn die Lichtausbeute einer LED geht gaaanz langsam in die Knie. Und wenn man den Schnittpunkt einer fast waagrechten Linie mit einer echt waagrechten ermittelt, ergeben kleine Fehler große Änderungen.

Keine Sorge - es sind viele Normen in Vorbereitung, manche auch abgeschlossen. Man wird schon Wege finden, ein Licht mit Blaustich in die Farbwiedergabestufe 1b zu schmuggeln, die Farbtemperatur so lange hin- und herzuschieben, bis die gewünschte Zahl erscheint u.v.a.m.

Wer solche Aussagen für übertrieben hält, kann seine LEDs en gros über Alibaba.com bestellen (eine Handels- und Kommunikationsplattform für Unternehmen (B2B)) oder einzeln über Taobao ersteigern (ebay auf Chinesisch) und mit Alipay (paypal auf Chinesisch) bezahlen. Wenn die Lichtqualität einem dann spanisch vorkommt, sollte man sich in aller Demut bei den Levantinern entschuldigen für die Vorwürfe wg. ihrer Handelsmethoden und schräger Zahlenangaben. Gegenüber der Präzision heutiger technischer Kataloge waren deren kapitale Sünden nur kleine Ausrutscher. 

Wie dem auch sei, neben LEDs, die wahre 50.000 Stunden durchhalten, gibt es welche, die nicht einmal 500 Stunden alt werden. Das liegt meistens an der Thermik. Aber die fleißig erfundenen Märchen können auch gefährlich werden. So glauben viele Betriebe, sie müssen ihre Sicherheitseinrichtungen wie Fluchtweganzeiger warten. Wenn man hinguckt, sind viele schon durchgebrannt. Wer der geringen Energieaufnahme vertraut, kann auch Brandgefahren hervorrufen. Zwar verbrauchen die LED wirklich wenig Strom zum Lichterzeugen. Sie können aber trotzdem schön heiß werden. 

 

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