Vergleich Kaltkathodenröhre (CCFL) - weiße LED

Als Alternative zu dem bekannten und bewährten Leuchtmittel T5 (8W-Stab) für die Sicherheits- und Rettungszeichenleuchten gibt es nun zwei völlig verschiedenartige Leuchtmittel. Zum Einen ist dies die Kaltkathodenröhre (CCFL), zum Anderen die weiße LED.

Technik Kaltkathodenröhre:
CCFL = Cold Cathode Fluorescent Lamp (auch manchmal CCFT = Cold Cathode Fluorescent Tube)
Die Kaltkathodenröhre ist die "Urform" der Leuchtstofflampe. Sie besitzt keine Glühwendel, daher wird das Gas vor dem Zünden nicht ionisiert. Dadurch gibt es aber auch keine Wolframablagerungen (diese bewirkt die Schwärzung der herkömmlichen Leuchtstofflampen) und damit keinen Verschleiß der Zündeinrichtung. Für die Zündung wird eine im Vergleich zur herkömmlichen Leuchtstofflampe höhere Zündspannung benötigt, die keine Auswirkung auf die Lebensdauer der Röhre hat. Die einzige Alterung der Röhre ist durch die Diffusion des Gases durch die Röhre (Verbindungsstellen, Durchführung der Anschlußdrähte) bedingt. Wenn zu wenig Gas in der Röhre vorhanden ist, gibt es keine Zündung mehr.

Technik weiße LED:
Da die Lichtfarbe Weiß als Summe aller Spektralfarben definiert ist, ließ sich – basierend auf der vorhandenen Technologie – mit der monochromatischen LED kein weißes Licht erzeugen. Blaues Licht und auch UV-Licht emittierende Leuchtdioden bilden die Basis der Lumineszenzkonversions-LED (Infineon: „LUCO-LED“) oder „phosphor-converted“-LED (Lumileds: PC-LED). Es wird der Effekt genutzt, daß manche Stoffe durch vorherige Energieaufnahme zum Leuchten angeregt werden (Photolumineszenz). Das Prinzip ist mit der Lichterzeugung in den Leuchtstoffröhren vergleichbar.

Für die weiße Leuchtdiode werden blau- oder auch UV emittierende LED mit Lumineszenzfarbstoffen kombiniert. Das kurzwellige und damit energiereichere blaue Licht regt den Farbstoff zum Leuchten an. Dabei wird langwelligeres und energieärmeres gelbes Licht abgegeben. Wird nicht das gesamte blaue Licht umgewandelt, so ergibt die resultierende additive Mischung der Spektralfarben das weiße Licht. Der Farbton der Weißlichtdiode ist über Wahl und Dosierung des Farbstoffes einstelbar, er bewegt sich in der CIE Normfarbtafel auf der Mischgeraden zwischen den beiden Farben.

Je nachdem, welcher Lumineszenzfarbstoff (oder auch Kombinationen) und welche primäre LED-Farbe verwendet wird, können neben Weißlicht auch andere Farben erzeugt werden: So ergibt zum Beispiel die additive Farbmischung des LED-Blau mit einem Photolumineszens-Rot ein Magenta, eine Farbe, die mittels einer konventionellen LED nicht herstellbar ist, da es sich um keine Spektralfarbe handelt. Es können mehrere verschiedene Lumineszenzfarbstoffe kombiniert werden, prinzipiell ist jeder Farbort und fein abgestufte Weißtöne mit gleichmäßiger spektraler Verteilung erreichbar.

Lichtstrom - Lebensdauer - Temperatur
Der Zusammenhang zwischen dem erzielbaren Lichtstrom von Powe-LED´s und der damit zusammenhängenden LED-Kerntemperatur und der Lebensdauer ist wie folgt gegeben: Bei theoretischer vollen Ausnutzung der möglichen Lichtleistung (100 lumen/Watt) sinkt die Lebensdauer auf ca. 10.000 bis 15.000 Stunden! Ein optimaler Kompromiss wird erreicht bei Nutzung von etwa 50 lumen/Watt (Senkung der LED-Kerntemperatur) und einer durchschnittlichen Lebensdauer von etwa 50.000h. Trotzdem reduziert sich der Lichtstrom in dieser Zeit auf etwa 50% des ursprünglichen Wertes.

 

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