4 Bauformen von LEDS
LED Überblick:
3mm, 5mm, 10mm / SMD / SuperFlux / Power LEDs
Der Halbleiterkristall:
Silicium gehört zu den häufigsten Elementen der Erdkruste. Es kommt aber nicht rein, sondern als SiO2 ( Siliciumdioxid oder Quarz ) vor und wird durch Fällungsprozesse in Reinsilicium umgewandelt.
Gitterfehler in diesem Kristall stören jedoch die Bewegung der Elektronen und so muss das kristalline Reinsilicium durch ein Schmelzverfahren (Zohnenschmelz oder Tiegelziehverfahren) weiter "gereinigt" und in große Einzelkristalle umgeschmolzen (gezogen) werden. Diese Kristalle besitzen einen Durchmesser von 10-20 cm und eine Länge von bis zu 2 Metern. So kann eine Reinheit von einem Fremdatom auf 10 hoch 9 Siliciumatomen erreicht werden.
Dieser Reinkristall wird jetzt in dünne Scheiben den sogenannten Wafern zerschnitten. Eine Wafer kostet heute ca. um die 1000,- Eur. Die für LEDs entscheidende DOTIERUNG (Zugabe von Zusatzstoffen) kann entweder schon beim Ziehen des Kristalles oder bei den Wafern durch Bedampfen bei 1000°C mit den Fremdatomen oder durch den Beschuss mit Ionen des Zusatzstoffes in kleinen Beschleunigern erreicht werden.
Jetzt werden die dotierten Wafern noch in einige hundert kleine "Chips" geschnitten, die eine Dicke von nur ca. 250 µm aufweisen. Diese winzig kleinen und mit freiem Auge kaum sichtbaren Halbleiterkristallstücke sind für die Lichterzeugung unserer LEDs verantwortlich.
Viele glauben, dass die gelbe Leuchtschicht, die gut auf der LED zu erkennen ist, der Halbleiterkristall sei. Bei der rechten Aufnahme dieser SMD LED verwendeten wir 2 Polarisationsfilter. Man kann deutlich die 3 Halbleiter Chips erkennen.
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Leuchtdioden kommen in vielen verschiedenen Bauformen zum Einsatz.
Hauptsächlich werden jedoch Plastik und Kunstharz Applikationen, auch für die Linse verwendet. Durch die größere Oberfläche der Leuchtschicht bei SMD LEDs, werden meist keine Linsen verbaut. Aber auch Glas- oder Metallgehäuse kommen bei lichtstarken LEDs zum Einsatz.
Der Kunststoffkörper, der wie eine Linse geformt ist und über dem Kristall liegt, setzt den Grenzwinkel der Totalreflexion herab und bündelt, also erhöht somit die austretende Strahlungsleistung.
Bei stärkeren LEDs werden auch Glaslinsen verwendet. Metallgehäuse, meistens aus Aluminium, übernehmen hauptsächlich die Aufgabe der Wärmeableitung, also Kühlung.
Grundsätzlich können wir zwischen 4 Bauformen wählen, die sich rein von dem Verlötungsverfahren unterscheiden:
Überblick: 3mm LEDs 5mm LEDs 10mm LEDs
Hier empfehlen wir auch unsere LED Modellbaubeleuchtung Seite, wo die verschiedenen Ausführungen von Bedrahtete LEDs, wie z.B. FlatTop LEDs, beschrieben werden.
Die Bedrahteten LEDS sind wohl z.Z. noch die bekanntesten LEDs da diese Bauform schon sehr lange in der Elektronik eingesetzt wurden. Meistens wurden sie jedoch nur als Kontrolllämpchen eingesetzt.
Als die Lichtausbeute von Halbleiterkristallen jedoch immer besser wurde, setzten sich die Bedrahteten LEDs auch in der Beleuchtungsindustrie durch. Mehrere Bedrahtete LEDs zusammengefasst, finden heutzutage bei LED SPOTS, LED "Leuchtstoff"röhren, LED Modulen und LED Ketten für z.B. energiesparende Weihnachtbeleuchtung Anwendung.
Der Vorteil von Bedrahteten LEDs besteht in der geringen Wärmeabgabe, sehr günstigen Erzeugung und dass sie sich sehr einfach verlöten lassen. Die gängigsten Modelle von Bedrahteten LEDs sind 3mm, 5mm und 10mm Durchmesser.
Die Reflektorwanne in der der Halbleiterkristall eingebettet ist, ist auch das kurze Bein einer Bedrahteten LED und auch das MINUS - (Kathode). Ein weiteres Erkennungsmerkmal für die Minusseite einer Bedrahteten LED ist eine leichte Abflachung der Kunststoffummantelung auf dieser Seite.
Bedrahtete LEDs gibt es in allen Farben aber auch in RGB Ausführung (ROT, GRUEN, BLAU). Entweder mit automatischem Farbwechsel oder selbstwählbar. Die Selbstwählbaren besitzen 4 Beine(Pins).
Bedrahtete LEDS
 
3mm LEDs diffus
Warm Weiss
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3mm LEDs diffus
Rot/Grün
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3mm LEDs diffus
Blau
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3mm LEDs diffus
Gelb
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3mm LEDs diffus
Orange
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Bei dieser SMD Led kann man die 4 Halbleiter Chip´s unter der gelben Leuchtschicht erkennen
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Überblick: Micro SMD LEDs SMD LEDs
Hier empfehlen wir auch unsere LED Modellbaubeleuchtung Seite, wo die verschiedenen Ausführungen von SMD LEDs, wie z.B. Micro SMD LEDs, beschrieben werden.
SMD bedeutet auf deutsch: Oberflächen montierbares Bauelement oder Bauelement für die Oberflächenmontage.
SMD LEDs besitzen nicht so wie die Bedrahteten LEDs kleine Drahtanschlüsse, sprich Pins, sondern werden mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf die Leiterplatte gelötet. Wer keine Leiterplatte verwendet, kann natürlich auch Drahtanschlüsse auf die Anschlussflächen anlöten.
Immer öfter wird auch der Name SMT LEDs angegeben. SMT bedeutet Surface Mounted Technologie, also nur eine Umschreibung für SMD LEDs.
Mehrere SMD LEDs zusammengefasst, finden heutzutage bei LED SPOTS, LED "Leuchtstoff"röhren und LED Modulen Anwendung.
SMD LEDs gibt es in verschiedenen Größen, Gehäuseformen und Lichtstromstärken. Durch die enorme Leuchtkraft mancher SMD LEDs, bei denen meist 3 oder 4 Halbleiterkristalle in einer SMD LED eingebettet sind, werden sie als Blitzlicht-LED in Mobiltelefonen oder sehr kompakten Digitalkameras verwendet. Auch in der Autoindustrie werden SMD LEDs für Blinker, Bremslicht oder Tagesfahrlicht eingesetzt. SMD LEDs gibt es in allen Farben aber auch in RGB Ausführung (ROT, GRUEN, BLAU).
 
SMD LEDs PLCC2
Blau
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SMD LEDs PLCC2
Rot
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SMD LEDs PLCC2
Gelb
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SMD LEDs PLCC2
Kalt Weiss
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SMD LEDs PLCC2
Warm Weiss
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LED Röhren gegliedert 60cm, 90cm, 120cm und 150cm und in WARM WEISS und WEISS
 
LED Röhre 2x 60cm T8 G13
10W 1085lm 109lm/W!!
Weiss |
 
LED Röhre 2x 90cm T8 G13
12W 1200lm 100lm/W
Weiss |
 
LED Röhre 2x 120cm T8 G13
20W 2100lm 105lm/W
Weiss |
 
LED Röhre 2x 150cm T8 G13
24W 2500lm 104lm/W
Weiss |
LED Panele
Überblick:LED PANELE
LED Panele werden bald eine wichtige Rolle in der Allgemeinbeleuchtung spielen.
Bei LED Panelen werden ebenfalls SMD LEDs eingesetzt. Panele sind sehr flach und geben ihr Licht sehr gleichmäßig ab. Deswegen blenden sie nicht und können somit nicht nur als Deckenbeleuchtung verwendet werden.
Wer jedoch statt der weissen Abdeckplatte z.B. ein Diafoto verwendet, dem stehen alle Möglichkeiten für atemberaubende Kulisse offen. Spanndecken mit SMD LED Stripes Beleuchtung erfreuen sich auch immer größerer Beliebtheit.
Überblick: SuperFlux LEDs
SuperFlux LEDs (oder Spider-LEDs genannt) könnte man als Weiterentwicklung der Bedrahteten LEDs sehen.
Sie besitzen einen großen Abstrahlwinkel und senden ihr Licht flächenförmig aus und sind deswegen für Flächenbeleuchtung besser geeignet. Die vier Kontaktfüße (Pins) ermöglichen nicht nur eine bessere Wärmeableitung und somit eine hohe Lebensdauer, sondern sie können auch getrennt angesteuert werden. Spider LEDs enthalten bis zu 4 Halbleiterkristalle (Chips).
Diese Vorzüge machen die Superflux LED zu einem perfekten Multi-Chip Träger mit unendlich vielen Anwendungsbereichen.
Superflux werden für LED Birnen, LED "Leuchtstoff"lampen, LED Modulen aber auch immer öfter in der Autobeleuchtung Industrie eingesetzt.
Hier kennen wir sie z.B. als Soffitten in verschiedenen Farben und Größen. In der Werbebranche verwendet man sie z.B. für Schriftzug Beleuchtungen oder Diamontagen.
Superflux LEDs gibt es in allen Farben aber auch in RGB Ausführung (ROT, GRUEN, BLAU)
4) COB LEDs ( Chip on Board )/ Power LEDs
Überblick: Power LEDs COB
CBO LEDs sind Halbleiterkristalle die direkt an der Platine kontaktiert sind.
Die Chip-On-Board-Technologie ist eindeutig der innovativste Bereich der Halbleitertechnologie. Bei dieser Technik werden die einzelnen LED-Chips mit der Hilfe von vollautomatischen Bondern direkt auf eine vergoldete Leiterplatte gesetzt. Dieses spezielle Verfahren wird "Bonding" genannt. Anschließend erfolgt die Kontaktierung zum Gegenpol über einen Gold oder Aluminiumdraht.
Die COB Technologie ermöglicht Chipdichten von bis zu 70 Chips/cm2!!! und ermöglicht so eine enorme Intensität bei gleichmäßigem Leuchtfeld und bietet in Verbindung mit verschieden Substraten wie z.B. flexible Leiterplatten und Keramik unendlich viele Anwendungsbereiche mit grenzenloser Gestaltungsfreiheit.
Durch Chip On Board Technik kann auch eine optimale Wärmeableitung erreicht werden, welches die Lebensdauer einer LED enorm beeinflusst.
Zu den COB LEDs gehören fast alle Power LED Varianten.
COB LEDs gibt es in allen Farben aber auch in RGB Ausführung (ROT, GRUEN, BLAU)
COB-LEDs werden aber auch immer häufiger in sogenannten LED-Filaments (LED-Filament = LED-Faden/bzw. LED-Draht) eingesetzt.
 
LED Birne 960 lm
8W Ra 80 120lm/W!!!
E27 warm weiss
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Bei LED-Filaments sind mehrere COB-LEDs auf einer "fadenähnlichen" Platine gebondet. Mehrere dieser "LED-Fäden" ergeben dann eine sehr effiziente z.B. LED-Birne, die optisch der ursprünglichen, stromfressenden Glühbirnen gleicht.
LED-Filament-Birnen haben bereits Lumen/Effizienzen von über 100 lm/W.
QLEDs ( Quantum Dot LEDs / QD-LEDs)
Quantum LEDs sind zwar keine Bauform, jedoch können sie in jeder Bauform eingesetzt werden und versprechen den Durchbruch! in der optimalen Lichterzeugung der Zukunft!
Hierbei handelt es sich jedoch nicht um LEDs, sondern um die Lumineszenzschicht die über der LED (dem Halbleiterkristall) liegt und eine gravierende Rolle für die Farbtemperatur, Farbwiedergabe und auch der Lummen/Watt Effizienz spielt.
Mehr Infos: QLEDs - Quantum Dot LEDs
OLEDs
Um die Halbleiter-Bauformen zu vervollständigen sollte man eigentlich auch noch die fünfte "Bauform" erwähnen, nämlich die OLEDs (klick here for Oled info).
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www.LED 
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