Umwelteinflüsse auf die Alterung von Leuchtdioden

Die Lebensdauer für LEDs wird i.A. als die Zeit angegeben, in der der Lichtstrom auf 50% des Startwertes abgefallen ist. Ursächlich sind bei weißen LEDs:

• Die Alterung des Chips selber.
• Die Alterung des Konverter-Phosphors.
• Die Alterung bzw. Vergilbung des Gehäuses/Einkapselung.
• ...

Teilweise werde die Daten über die Alterung bzw. Degradation in den Datenblättern der Hersteller angegeben. Aber meist nicht bei den hier relevanten Betriebsbedingungen.

Ziel ist es, nähere Daten über das Alterungsverhalten von Luxeon-LEDs zu erhalten. Das Augenmerk liegt dabei auf das Verhalten von Phosphor und Halbleiterwerkstoff bei ,,nacktem`` Betrieb. Der ,,nackte `` Betrieb hat den Vorteil, daß die visuelle Emitterfläche gegenüber den normalen Lieferformen Lambert und Batwing deutlich geringer ausfällt und die wirksame Leuchtdichte damit ansteigt. Dies ist für leistungsfähige Scheinwerfer mit begrenzten Abmessungen notwendig.

Nur ist dann sowohl der Phosphor als auch der Chip den Witterungseinflüssen mehr oder minder direkt ausgesetzt. Hierüber sind in den Datenblättern keine Angaben zu finden. Mit den unten vorgenommen Messungen soll dem abgeholfen werden.

Durch den abrupten Sprung des Brechungsindexes der nackten LED wird die Lichtausbeute ungefähr um 15% reduziert. Aber die höhere Leuchtdichte kompensiert diesen Effekt: Die maximale Intensität des Scheinwerfers steigt, die Halbwertsbreite sinkt.

Die Versuchdauer zwischen den unterschiedlichen Härtestufen wird mit voraussichtlich 1000h relativ kurz sein. Grund sind die verfügbare Zeit und auch das Ziel: Einsatz im Fahrradscheinwerfer. Soweit ich weiß werden selbst Autoscheinwerfer auf $<$10k Stunden ausgelegt (Soweit ich mir erinner, mit der Begründung, daß D2S/D2R-Lampen länger halten würden als ein durchschnittliches Autoleben). Außerdem sind sonst belastbare Meßergebnisse erst verfügbar, wenn die übernächste LED-Generation in der Tür steht.