Optimierung moderner LED Technik

Der LED Technik, speziell der LED Beleuchtung und den LED Lampen, gehört die Zukunft. LEDs sind umweltfreundlich, langlebig, produzieren kaum Abwärme und benötigen nur wenig Strom. Das heißt jedoch nicht, dass die LED Technologie nicht verbessert werden kann. Genau darum geht es in einer Initiative der deutschen Industrie.

Gemeinschaftsprojekt des Herstellers Integreat

Integreat ist ein Gemeinschaftsprojekt namhafter Hersteller und Forschungseinrichtungen, um die Prozesse bei der Produktion von LED Elementen zu optimieren. Daran sind unter anderem das Fraunhofer Institut und die bekannten Produzenten Osram und Würth beteiligt. Die Integreat Initiative begann im Dezember 2014 und währte ungefähr 4 Jahre. Das Projekt hatte ein Volumen von beinahe 15 Millionen Euro und wurde etwa zur Hälfte durch Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Die Ergebnisse der Forschung

Wenn man sich die Nachrichten aus Forschung und Technik durchliest, hört sich das ziemlich kompliziert an. Es ging darum, die LED Technik zu verbessern, indem insbesondere das so genannte Wafer-Level Packaging und planare Kontakte untersucht wurden. Das Ergebnis der fast 4 Jahre währenden Forschungen ist die Planar-Interconnect-Technik. Diese Technik ersetzt den bis dahin benutzten Bond-Draht durch einen flachen, dünnen Metallanschluss. Dadurch rückt der Oberflächenemitter, der Teil des LED Chips, der das Licht ausstrahlt, an die Oberfläche des Bauteils.

Das Ergebnis sind weniger Verluste bei der Leuchtkraft und eine gesteigerte Effizienz. Die erzielten Ergebnisse sollen so schnell wie möglich in der Praxis angewandt werden. Dabei zahlt es sich aus, dass im Konsortium sowohl Forschungseinrichtungen als auch industrielle Hersteller von LED Technik vertreten sind.

Auswirkungen für LED Beleuchtung

Das ganze hört sich sehr theoretisch und wissenschaftlich an, wird aber schon relativ bald Auswirkungen im Alltag haben. Die Initiative „Integreat“ hat dafür gesorgt, dass LED Beleuchtung noch brillanter strahlt als zuvor und dabei sogar noch weniger Strom und somit CO2 verbraucht. Bei konventionellen LED Chips, die beispielsweise auch in LED Lampen eingesetzt werden, entsteht das Licht im Inneren des Bauteils und muss erst eine (wenn auch dünne) Schicht durchdringen, bevor es austreten kann. Die neue LED Technik erzeugt dagegen das Licht direkt an der Oberfläche. Da das Licht kein Material mehr durchdringen muss, steigert sich die Leuchtkraft und der Stromverbrauch sinkt.

Umsetzung der Neuerung in der Praxis

Die neue LED Technik eröffnet LED Lampen Einsatzgebiete, die ihnen bisher verschlossen waren. Wegen ihres geringen Energieverbrauchs, kombiniert mit hoher Leuchtkraft, Robustheit und langer Lebensdauer wurden LED Lampen bis jetzt bevorzugt in LED Beleuchtung benutzt, die entweder für den mobilen Einsatz bestimmt ist (LED Taschenlampen, Fahrzeugleuchten) oder für LED Lampen, die integrierter Bestandteil eines Geräts ist, zum Beispiel als Anzeige in elektronischen/elektrischen Geräten, Kühlschrankleuchten, LED Beleuchtung von Wohnwänden, Vitrinen und dergleichen.

Die neue LED Technik erlaubt den Bau großflächiger Anzeigewände, so genannter Videowalls, auf der Basis von LED Technologie. Das bedeutet, solche Displays, die zum Beispiel in der Werbung eingesetzt werden, strahlen heller als konventionelle und benötigen weniger Strom für den Betrieb. Die Technik kommt nicht nur bei Reklametafeln zum Einsatz, sondern bei vielen großflächigen Displays. Damit können zum Beispiel wichtige Informationen angezeigt werden oder auch Fernsehsendungen oder Streams aus dem Internet auf großen öffentlichen Bildschirmen gezeigt werden. All das gibt es zwar bereits heute schon, in Zukunft werden solche großflächigen Display aber noch häufiger zu sehen sein als jetzt.

Anwendungen der neuen LED Technik im privaten Bereich

Im privaten Bereich wird die Technik Grundlage für LED Lampen, die eine Ambiente-Beleuchtung schaffen. Das ist eine zarte, unaufdringliche Hintergrundbeleuchtung, die eine Stimmung ausdrückt bzw. fördert. Zart rosa Beleuchtung sorgt beispielsweise für eine romantische, zärtliche Stimmung und lässt Gefühle der Wärme und Geborgenheit aufkommen, während Blau eher eine kühle Atmosphäre schafft (sehr nützlich, wenn es draußen wieder einmal sehr heiß ist). Denkbar wäre auch eine LED Beleuchtung im Schlafzimmer, die sanftes Mondlicht imitiert.

Ein weiterer Bereich der in dem die neue Technik Anwendung finden wird, ist die weitere Steigerung der Leuchtkraft von LED Taschenlampen. Diese werden stärkeres Licht abgeben und gleichzeitig weniger Strom verbrauchen und können somit weiter verkleinert werden. Dies wird es Großen Herstellern wie LED LENSER und FENIX ermöglichen weiter um den Platz für die stärkste Taschenlampe zu kämpfen.

Andere Anwendungsmöglichkeiten

Das lässt sich bis jetzt noch nicht so genau sagen. Allerdings zeichnen sich auf dem Gebiet der mobilen LED Technik eine ganze Reihe interessanter Optionen ab. Mobile elektronische Geräte, vom Smartphone über den Tablet PC bis hin zur Smartwatch oder den Hybrid PC sind längst zu alltäglichen Begleitern geworden, die für eine ständig wachsende Zahl von Aufgaben genutzt werden. All diese Geräte haben eine Schwachstelle: das Display. Es soll ständig größer werden, damit der Nutzer angezeigte Infos gut erkennen kann.

Ein größeres Display bedeutet aber auch einen höheren Stromverbrauch. Praktisch alle Benutzer von Smartphones klagen über zu kurze Akkulaufzeiten. Eine neue LED Beleuchtung auf der Grundlage der neuen Technik könnte das ändern, weil sie den Stromverbrauch senkt. Gleichzeitig könnte sie noch ein anderes Problem lösen. LED Lampen mit der neuen Technik strahlen heller als konventionelle. Dadurch lässt sich das Display auch bei hellem Tageslicht gut ablesen.

Die Zukunft wird zeigen, welche Neuerungen durch die neue LED Technologie geschaffen werden. Sicher ist aber schon jetzt, dass dadurch LED Leuchten und Beleuchtung noch effizienter werden und neue Einsatzgebiete entstehen.

DIESEN BEITRAG TEILEN: