Brennt das rote Licht noch, oder ist die Ampel schon auf Grün umgesprungen? Im Sommer ist das oft schwer zu entscheiden, weil der Reflektor im Gehäuse die Sonnenstrahlen zurückwirft. Bei mehr als 60000 Ampeln in Kalifornien ist dieses Problem nun passé. Denn deren Rotlicht stammt nicht von Glühbirnen, sondern von Leuchtdioden, die ohne Reflektoren auskommen.

Wie einige US-Bundesstaaten bevorzugen auch Schweden und Japan die neue Ampelbeleuchtung. Und das nicht nur wegen der besseren Sichtbarkeit: Lichtemittierende Dioden, im Fachjargon kurz LEDs genannt, verbrauchen in den Signalanlagen zehnmal weniger Strom als Glühbirnen. Sie sind zwar teurer, doch rechnet sich die Investition nach zwei bis drei Jahren. Denn die Dioden leuchten 100000 Stunden, während gewöhnliche Glühbirnen meist nach 8000 Stunden den Geist aufgeben. In Ampeln werden herkömmliche Birnen nach sechs Monaten ausgewechselt, denn eine defekte Anlage könnte zu Unfällen führen. Leuchtdioden funktionieren hingegen länger als zehn Jahre wartungsfrei. Und fällt einmal eine aus, dann ist das kaum zu bemerken, da sich ein Rotlicht aus mehr als hundert Dioden zusammensetzt.

In New York rüstete kürzlich die Firma Dow Jones sogar ein nationales Heiligtum um: den Times-Square -zipper . Die Firma war es leid, regelmäßig die 12048 Glühbirnen des 110 Meter langen Laufbandes auszuwechseln. Nun versorgen 227200 bernsteinfarbene Leuchtdioden die Passanten mit aktuellen Nachrichten.

Weißes Dioden-Licht wird aus Rot, Grün und Blau gemischt

In Leuchtdioden glüht nichts. Sie funktionieren wie umgedrehte Solarzellen und setzen elektrische Energie direkt in Licht um. Ihr interner Wirkungsgrad kann stattliche neunzig Prozent erreichen. Allerdings kommt ein großer Teil des Lichts gar nicht aus dem Chip heraus, da er an dessen Oberfläche reflektiert wird. Ingenieure arbeiten daher an speziellen Beschichtungen, die diesen Effekt minimieren sollen.

LEDs bestehen aus Halbleitern wie Galliumarsenid, aus dem auch Chips für Handys und besonders leistungsfähige Solarzellen fabriziert werden. Das Material wird in zwei dünnen Schichten aufgetragen. Eine davon enthält wenige Atome Indium und dadurch einen Überschuß an Elektronen, die andere Aluminium und damit sogenannte Elektronenlöcher, positiv geladene Stellen. Wird nun eine Spannung angelegt, fließen die Elektronen der einen Schicht in die Löcher der anderen und setzen dabei Energie in Form von rotem Licht frei. Nimmt man Phosphor statt Arsen, leuchtet die Diode gelb. Und mit Galliumnitrid lassen sich grüne und seit wenigen Jahren auch blaue LEDs herstellen.

Aus den Grundfarben läßt sich auch weißes Licht zusammenmischen. Die exakte Abstimmung der Farben ist allerdings aufwendig. Dennoch könnte die neue Technik in Zukunft auch Haushaltsglühbirnen verdrängen. Wissenschaftler bei Siemens in Regensburg forschen an sogenannten Lumineszenz-Wandlern, die Strahlung ultravioletter Dioden in weißes Licht verwandeln. Vorbild ist die Beschichtung von Leuchtstoffröhren, die ebenfalls kurzwelliges Licht des Leuchtgases in sichtbares umsetzt.