Licht aus Kristallen gewinnt den Deutschen Zukunftspreis 2007

Leuchtdioden sind seit 40 Jahren überall da erfolgreich im Einsatz, wo kleine Lichtmengen benötigt werden. Die Winzlinge finden sich heute beispielsweise in den Blink-, Rück- und Bremsleuchten von Pkws. Für den großen Durchbruch reichten Effizienz und Leistungsstärke bisher nicht aus. Dank neuer Technologien für die Chipherstellung, die Aufbautechnik (OSTAR) und die Strahlformung, die Wissenschaftler von OSRAM Opto Semiconductors mit der Unterstützung von Optikspezialisten aus dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena entwickelt haben, lässt sich die Lichtausbeute der kostengünstigen und energiesparenden Leuchtdioden jetzt erheblich verbessern. Für ihre Entwicklung wurde das Team aus OSRAM- und Fraunhofer-Forschern heute in Berlin von Bundespräsident Horst Köhler mit dem mit 250 000 Euro dotierten hochrangigen Deutschen Forschungspreis ausgezeichnet.

Die neuen Hochleistungs-LED-Module basieren auf der perfekten Synergie von Festkörperphysik und Optik. Während die Halbleiterbauelemente bei OSRAM entstanden, haben sich Jenaer Forscher um die Optik gekümmert. „Wir freuen uns außerordentlich über den Preis. Er ist Resultat einer sehr erfolgreichen Zusammenarbeit von Forschern aus der Fraunhofer-Gesellschaft und der Industrie“, sagt Institutsleiter Prof. Andreas Tünnermann.

1999 begann OSRAM mit der Entwicklung der Dünnfilm-LEDs. Ein entscheidender Schritt war die Entwicklung einer Chip-Technologie, die es ermöglicht, Licht gezielt nur in eine Richtung auszukoppeln. Eine neuartige Gehäuseplattform für die Dünnschicht-LEDs ermöglicht ein effizientes Temperaturmanagement und gleichzeitig die Kombination verschiedenfarbiger LEDs. Um das aus dem LED-Chip austretende Licht möglichst vollständig zu nutzen, ist eine für die jeweilige Anwendung spezielle Optik erforderlich. Diese wurde von den Fraunhofer-Forschern designed und realisiert. Sie besteht aus zwei Teilen: einer Primär- und einer Sekundäroptik. Die Primäroptik dient dazu, das von der LED abgestrahlte Licht chipnah zu sammeln und zu bündeln. Die Sekundäroptik homogenisiert den Lichtstrahl.

Bereits gegenwärtig werden derartige LED-Module in Produkten eingesetzt, beispielsweise in batteriebetriebenen Digitalprojektoren. Die Zahl der Anwendungen wächst stetig. Neben Miniprojektoren wird es LED-basierte Rückprojektionsfernseher, infrarote LED-Lichtquellen etwa für Fußgängerüberwachungssysteme in Autos und die LED-Module „OSTAR Lighting“ für die Allgemeinbeleuchtung geben. Ab 2008 werden OSTAR-Module serienmäßig in Autoscheinwerfern eingesetzt. Der Deutsche Zukunftspreis, der Preis des Bundespräsidenten für Forschung und Innovation, würdigt seit 1997 hervorragende Leistungen in Forschung und Entwicklung. Jedes Jahr werden vier Teams für ihre technischen, ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Innovationen ausgewählt. Viermal waren Fraunhofer-Forscher bisher für die begehrte Auszeichnung nominiert. Mit der Auszeichnung von Dr. Andreas Bräuer waren sie dreimal erfolgreich.