Es liegt darum nahe, dass seit Jahren an alternativen Strahlungsquellen geforscht wird, um zum einen „kaltes UV“ zu erzeugen, als auch eine Strahlungsquelle anbieten zu können,
die bei gutem Langzeitverhalten ein einfaches Ein und Ausschalten ermöglicht, also eine Abkühlund Hochlaufzeit, wie bei den UV-Mitteldruckstrahlern, nicht mehr aufweist.
Licht Emittierende Dioden (LED) erfüllen diese Anforderungen, jedoch hat es nach der Entdeckung des Halbleiter-Effektes (pn-Effekt) durch Karl Ferdinand Braun im Jahre 1876 und der Entdeckung des sog. Round-Effekts, also die Lichtemission durch Anlegen eines Potenzials an einen anorganischen halbleitenden Stoff, durch Henry Joseph Round im Jahre 1907, noch einiger Forschung bedurft, um in den 90er Jahren von den ersten UV-LEDs zu hören.
In einigen Publikationen wird die hohe Effizienz von UV-LEDs gelobt. Dies mag daher kommen, dass in der Allgemeinbeleuchtung LEDs immer mehr Einzug gehalten haben
und die Effizienz von LEDs im Vergleich zu Gasentladungslampen (z.B. NaH-Lampen) mittlerweile günstiger ist.
Aufgrund der bei UV-LEDs verwendeten Halbleitermaterialien werden solch gute Ausbeuten bei UV-LEDs derzeit bei weitem nicht erreicht. Man kann davon ausgehen, dass bei den üblichen Wellenlängen im Bereich 385…395 nm die Effizienz zwischen 10…20 % liegt.
Zum Vergleich: Ein UV-Mitteldruckstrahler emittiert 15% im UV-C.
Ein Argument, das häufig für UV-LEDs angebracht wird, ist die kalte UV-Strahlung.
Es ist in der Tat so, dass in Richtung des zu härtenden Substrates keine IR Strahlung emittiert wird. Die in der UV-LED entstehende Verlustleistung (also ca. 80…90%) muss jedoch trotzdem abgeführt werden, denn sonst leidet die Halbleiterstruktur und die Lebensdauer sinkt dramatisch. Vermisst man ein UV-LED Segment mit einem geeigneten Spektrometer, stellt man schnell fest, dass die Bestrahlungsstärke bei der von der UV-LED emittierten Wellenlänge (z.B. 395 nm) bei leistungsstarken UV-LED Segmenten deutlich stärker ist als die Bestrahlungsstärke eines UV-Mitteldruckstrahlers bei der gleichen Wellenlänge. Der Grund liegt darin, dass die von einer UV-LED erzeugte UV-Strahlung ausschließlich bei einer einzigen Wellenlänge erzeugt wird.
Beispielhaft dargestellt ist dies in der unten stehenden Grafik. Die grüne durchgezogene Linie zeigt, dass der 395 nm - Peak deutlich stärker ist als der 365 nm - Peak eines Hg-Strahlers. Die gestrichelte Linie gibt die Effizienz von UVLEDs mit Wellenlängen < 395 nm im Vergleich an. LEDs mit kürzeren Wellenlängen weisen eine deutlich geringere Intensität auf. Hierin ist begründet, warum derzeit fast nur “langwellige“ UV-LEDs im Markt angewendet werden.
