Wissenschaft: Schadet LED-Licht unseren Augen?

Die LED-Angst geht um unter Anthroposophen und Lichtbiologen, aber auch in manchen Medien heißt es: Vorsicht, das blaue Licht der Leuchtdioden schadet unseren Augen! Wissenschaftlich fundierte Belege dafür gibt es nicht.

Artikel von Wolfgang Messer/Fastvoice veröffentlicht am 23. Mai 2019, 12:00 Uhr

LEDs haben ein anderes Farbspektrum als Glühlampen. Aber sind sie deswegen gleich schlecht für die Augen? (Bild: Wolfgang Messer)

LED-Licht unterscheidet sich grundlegend vom Licht traditioneller Glüh- und Halogenlampen. Es kombiniert verschiedene Farbspitzen zu einem weiß erscheinenden Kunstlicht und ist weniger breitbandig als ein Glühfaden oder das Sonnenlicht. Deshalb steht diese relativ neue Beleuchtungstechnik bei Skeptikern unter Verdacht, durch hohe Blauanteile die Netzhaut zu schädigen, einen schlechten Einfluss auf die Lernerfolge und Kreativität von Schülern zu haben und noch ungewisse, negative Langzeitfolgen zu haben. Doch woher kommen diese Befürchtungen, die sich bei genauerer Betrachtung als weitgehend grundlos herausstellen?

Wurzel allen Übels sollen gezüchtete (dotierte) Halbleiterkristalle aus Galliumnitrid oder Indiumgalliumnitrid sein, die bei Anlegen einer Spannung blau leuchten. Sie sind die Grundbausteine dessen, was wir heute als LED-Beleuchtung kennen. Solo und unbearbeitet taugen diese Leuchtdioden nicht als Alltags-Lichtquellen. Es müssen mindestens zwei weitere Halbleitersorten dazukommen - grün und rot leuchtend, um in ausgewogener Mischung mit dem Blau weißes Licht zu produzieren.

Weitaus verbreiteter ist in der Beleuchtungsindustrie jedoch der Trick, den blauen Kristallen ein Hütchen aus gelb bis orange eingefärbtem Epoxidharz oder Silikon überzustülpen. Das nennt sich fachlich korrekt Lumineszenz-Konversion und umgangssprachlich Phosphor-Leuchtschicht, obwohl es nichts mit selbstleuchtendem Phosphor zu tun hat. Es addiert lediglich zum ursprünglichen Blau weitere Farben, die in der Summe den optischen Eindruck von kalt- bis warmweißem Licht vermitteln - je nach Zusammensetzung des Globe Top.

Das Ergebnis kann herkömmlichen Glüh- und Halogenlampen täuschend ähnlich sehen, hat aber ein deutlich anderes Spektrum. Glühfäden beginnen ihre Leuchtarbeit nämlich schon im unsichtbaren Ultraviolettbereich, steigern sich allmählich über sichtbares Violett, Blau, Grün, Gelb und Rot bis weit hinein ins Infrarot. Letzteres können wir zwar nicht sehen, aber spüren: als Wärmestrahlung, wofür traditionelles Kunstlicht zwischen 90 und 95 Prozent der eingesetzten Energie verschwendet. Der kümmerliche Rest ist das, was in sichtbares Licht umgesetzt wird.

Weiß leuchtende LED-Chips für den Hausgebrauch beschränken sich bei ihrer Leuchtarbeit hingegen fast ausschließlich auf den sichtbaren Teil des Wellenlängenspektrums und haben hier einen Wirkungsgrad von 30 bis 40 Prozent. Ihr Farbspektrum ist jedoch keine bei Violett beginnende, gleichmäßig ansteigende Kurve, sondern eine Hügellandschaft mit mehr oder weniger ausgeprägten Gipfeln und Tälern. Häufig findet man die erste Spitze bei circa 450 Nanometern (Blau) und die zweite bei etwa 620 Nanometern (Orange).

Das Verhältnis dieser beiden Gipfel ist entscheidend für die in Kelvin (K) bezifferte Farbtemperatur einer LED. Dominiert Blau, erscheint das Licht kaltweiß (mehr als 5.500 K). Überragt Gelb-Orange alles andere, sprechen wir von warmweiß (unter 3.300 K). Dazwischen ist jede Abstufung machbar, die dann Neutralweiß genannt wird. Besonders beliebt sind hier Werte um 4.000 K. Je niedriger die Farbtemperatur, desto wärmer wirkt das Licht - also komplett entgegensetzt unserer Logik bei der Einordnung von (Celsius-)Wärmegraden.

Dazu passt auch das vermeintliche Paradoxon, dass unsere extrem heiße Sonne an einem hellen, wolkenlosen Mittag mit ihrem Vollspektrum eine kaltweiße Farbtemperatur von knapp 5.800 K erzeugt und für Beleuchtungsstärken von 130.000 Lux auf der Erdoberfläche sorgen kann. Zum Vergleich: Eine künstliche Bürobeleuchtung gilt als ausreichend, wenn auf der Arbeitsfläche 500 Lux gemessen werden; etwa das Doppelte genügt für ein Fernsehstudio.

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Vergleich der Spektogramme einer 60-Watt-Osram-Glühlampe (oben) und einer ähnlich hellen, warmweißen Osram-LED-Lampe. (Bild: David Communication)

Vereinfacht berechnet bekommen unsere Augen also von einer kaltweißen LED-Leuchte im Büro etwa 260-mal weniger Blaulicht ab als gratis draußen von der Sonne. Ähnliches gilt übrigens auch für das Licht von moderat eingestellten Smartphone-LED-Displays beim üblichen Betrachtungsabstand; bei hellster Stufe können es allerdings bis zu 1.000 Lux sein. Wirklich vergleichbar sind LED- und Sonnenlicht allerdings nicht, weil die Sonne zusätzlich zum sichtbaren Violett und Blau auch einen erheblichen UV-Anteil liefert (380 Nanometer und weniger), der für massive Haut- und Augenschäden sorgen kann.