Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lichterwelt im Mikrokosmos

01.06.2010
Leuchtdioden sind auf dem Vormarsch – als Hintergrundbeleuchtung von Displays werden sie bereits eingesetzt. Doch noch ist das Herstellen komplexer LED-Optiken kompliziert und teuer. Eine neue Technologie revolutioniert die Produktion: Großflächige LED-Komponenten lassen sich jetzt kostengünstig herstellen.

Fernsehbildschirme werden immer flacher – manche sind schon fast so dünn wie ein Blatt Papier. Ihre Größe nimmt beeindruckende Dimensionen an, sehr zur Freude von Heimkino-Fans. Auch Handys und Laptops haben immer hellere und brillantere Displays. Zu verdanken sind all diese Entwicklungen kleinen Leuchtdioden – LEDs – die als Hintergrundbeleuchtung in einer Vielzahl von Geräten strahlen.

Doch die LED hat einen Nachteil: Sie ist eine Punktlichtquelle. Displays aber sind flächig. Wie also verteilt man das Licht einer LED gleichmäßig auf einer möglichst großen Fläche ohne viel Energieverlust? Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen entsteht derzeit eine einzigartige Maschine. Sie wird bald Lichtleitfolien herstellen, die dieses Problem lösen und das Licht flächig verteilen. Das Besondere daran: Die Folien haben Oberflächenstrukturen im einstelligen Mikrometerbereich und eine Größe von bis zu zwei mal ein Meter. Damit sind sie EU-weit die größten ihrer Art. Zudem lassen sie sich kostengünstig und energieeffizient in der Massenreproduktion herstellen.

Dazu haben die Forscher vom IPT eine Prozesskette entwickelt, mit der sie großflächige Folien mit den nötigen Mikrostrukturen versehen können. »Das ist ein ultrapräzises Verfahren«, sagt Dr. Christian Wenzel, Oberingenieur am IPT. Zielgenau muss die Maschine kleinste Strukturen von wenigen Mikrometern Größe in periodischer Abfolge auf die Oberfläche bringen. »Um den Stempel herzustellen, nutzen wir spezielle Diamantwerkzeuge«, erklärt Wenzel. Der Stempel besteht aus einer hauchdünnen Nickelfolie und ist selbst auch winzig: Seine Fläche beträgt höchstens zwei mal zwei Millimeter. Wie ein Nadeldrucker muss er nun, gelenkt von der Ultrapräzisionsmaschine, eine zwei mal einen Meter große Oberfläche bearbeiten. »Innerhalb weniger Tage haben wir so die Oberfläche durchstrukturiert. Mit bisherigen Verfahren hätte das Wochen und Monate gedauert«, sagt Wenzel. Das vorläufige Produkt ist der Master, eine transparente und optisch leitfähige Kunststoffplatte.

Um festzustellen, ob der mikrostrukturierte Master die gewünschten Eigenschaften hat, muss er zunächst anhand einiger Parameter geprüft werden. »Diese Aufgabe erledigt ebenfalls die Maschine«, sagt Wenzel. Sind etwa 80 Prozent der Oberfläche durchstrukturiert, testet die Maschine die Eigenschaften der Folie. Entsprechen sie nicht den Wünschen des Optikdesigns, kann die Maschine noch während des Prägeprozesses die nötigen Korrekturen vornehmen. »Wir optimieren das Bauteil also noch in der Maschine«, betont Wenzel die Vorzüge. Erst wenn die Kunststoffoberfläche die gewünschten Lichtleitfähigkeiten hat, tauchen die Ingenieure den Master in ein Nickel-Bad und galvanisieren ihn. Der so enstandene Nickel-Shim kann dann in die Massenreplikation gehen.

»Mit unserer Ultrapräzisionsmaschine sind wir in der Lage, eine ganze Palette von Systemen mit Hintergrundbeleuchtung herzustellen«, sagt Wenzel. Ganz gleich, ob für Displays, Beleuchtung in der Architektur oder Innenbeleuchtung im Auto: Fast jedes Optikdesign können die IPT-Forscher dank der Maschine umsetzen und an die Maschinentechnik anpassen – zuverlässig und vor allem effizient, also massentauglich.

Dr.-Ing. Christian Wenzel | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/06/lichterwelt-mikrokosmos.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Leichtbau serientauglich machen
24.04.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Laserstrukturierung verbessert Haftung auf Metall und schont die Umwelt
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen