Feinmechanik IOF, Jena

Einen Weg, um deutlich lichtstärkere LEDs als bisher herzustellen, fanden Klaus Streubel, Stefan Illek und Andreas Bräuer mithilfe der Dünnfilmtechnologie sowie spezieller Gehäuse und Optiken. Klaus Streubel leitet die Abteilung Conceptual Engineering bei der Osram Opto Semiconductors GmbH in Regensburg, wo auch Stefan Illek als Entwicklungsingenieur arbeitet. Andreas Bräuer ist Leiter der Abteilung Mikrooptische Systeme am Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik.

Die Leistung der drei nominierten Forscher setzt sich aus drei einzelnen Innovationen zusammen. Damit gelang es ihnen, ein Hemmnis, das einem Einsatz der LEDs bislang oft entgegenstand, zu überwinden. Das Herz einer LED ist ein kleiner Halbleiterchip, der Licht aussendet, wenn man eine elektrische Spannung anlegt. Die Intensität des Lichts war allerdings bislang gering. Daher kamen LEDs nur dort zum Einsatz, wo kein helles Licht nötig ist: etwa als Anzeigelämpchen in Autoarmaturen und als Hintergrundbeleuchtung für Handy-Displays.

Dem Team um Streubel und Illek gelang es, mit der Dünnfilmtechnologie die Leistungsfähigkeit von LED-Chips deutlich zu steigern. Der Trick: Ein Metallreflektor in dem Chip führt zu einer höheren Effizienz und sorgt für einzigartige Eigenschaften. Die Dünnfilmtechnologie ermöglicht es, effiziente und großflächige LED-Chips herzustellen, die sehr viel mehr Licht erzeugen als bislang möglich. Die Osram-Forscher entwickelten neue Gehäuse, in denen auch verschiedenfarbige Chips kombiniert werden können. So entstehen Hochleistungs-LEDs, deren Licht sich zu jedem gewünschten Farbton oder zu weißem Licht mischen lässt. Bräuer und sein Team schufen eine Spezialoptik, die das erzeugte Licht sammelt und, je nach Anforderung bei der Anwendung, zu einem Strahlprofil formt.

Das Resultat der Forscher revolutioniert die LED-Technologie. Lichtquellen mit LEDs können damit herkömmliche Lampen fast überall ersetzen, etwa in Fernsehbildschirmen, Straßenlaternen, Projektoren und Autoscheinwerfern. Erste Produkte kamen 2002 auf den Markt. Wegen ihres geringen Stromverbrauchs helfen sie, Energie zu sparen und den Ausstoß von klimaschädlichem CO2 zu senken.

Marktforscher prognostizieren für Hochleistungs-LEDs bis 2012 ein Umsatzwachstum von durchschnittlich 20 Prozent pro Jahr auf über 11 Milliarden US-Dollar. Um für diesen Boom gerüstet zu sein, baut Osram Opto Semiconductors seine Fertigungsstandorte für LEDs aus und investiert dafür dreistellige Millionen-Euro-Beträge.