Riesige Flat-TVs werden heller, natürlicher und haltbarer dank neuer LED-Technologie

Ein vom israelischen Unternehmen Oree mit Unterstützung des Fraunhofer IZM (Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration) entwickelter LED-Aufbau könnte in den nächsten Jahren den Markt für Flachbildschirme revolutionieren. Denn aufgrund einer speziellen Aufbautechnik sind die LEDs nicht nur überdurchschnittlich farbecht; sie lassen sich auch in riesigen Flächen fertigen - theoretisch in jeder beliebigen Größe.

Die Vorzüge von LEDs als Hintergrundbeleuchtung von LCD-Bildschirmen sind neben der langen Haltbarkeit und Unempfindlichkeit gegenüber schnellen Schaltfolgen und Erschütterungen die flache Bauform, die lückenlose Aneinanderreihbarkeit, die durchstimmbare Farbe und die Energieeffizienz, die schon heute im Bereich von Neonröhren liegt.

Weitere Steigerung der Energieeffizienz ist zu erwarten. Im Gegensatz zur normalen Glühbirne wird jedoch die entstehende Verlustleistung nicht in Form von Wärmestrahlung abgegeben, sondern muss über das Gehäuse abgeführt werden. Und anders als bei der Neonröhre steht hierfür nur eine sehr geringe Fläche zur Verfügung.

Doch mit zunehmender Verbreitung der LED-Technologie steigt der Bedarf an Problemlösungen, gerade bei High-End-Geräten wie LCD-Projektoren, Head-up-Displays oder der Beleuchtung im Straßenverkehr. Denn hier ist kontinuierliche Farbechtheit mitunter der entscheidende Marktvorsprung.

Solcher Problemstellungen haben sich Forscher des Fraunhofer IZM angenommen. Neben langfristigen Förderprojekten mit Partnern wie dem Fahrzeugleuchten-Spezialist odelo (ehemals Schefenacker Vision Systems Germany GmbH) oder dem Forschungs- und Entwicklungsunternehmen für Leuchtstoffe und Leuchtstoffprodukte Litec gibt es hier direkte Industrieaufträge mit Chip- und Modulherstellern in Deutschland, dem europäischen Ausland oder den USA.

Ein aktuelles Beispiel ist die Zusammenarbeit mit dem jungen israelischen Unternehmen Oree Advanced Illumination Solutions, das auf optische Technologien für Flachbildschirme spezialisiert ist. Mit den Fraunhofer-Prozessen wurde hier die Entwicklung der ersten dünnflächigen, flexiblen LED-Beleuchtung auf den Weg gebracht.

In der Hauptsache besteht das System aus einer transparenten, 800 µm dünnen Polymerschicht, in die einzelne oder mehrere LEDs eingebettet sind. Für die Bildschirm-Technologie funktioniert das Polymer als Mixer, der die Grundfarben rot, grün und blau (RGB) überaus effektiv zu weißem Licht kombiniert. Gleichzeitig wird das Licht homogen auf eine große Fläche verteilt, um eine gleichmäßige Ausleuchtung von Displays mit mehr als 42" zu gewährleisten.

Das Fraunhofer IZM hat hierfür einerseits ein systemangepasstes Entwärmungskonzept entwickelt, simuliert und in der praktischen Umsetzung verifiziert. Andererseits hat es die Aufbau- und Verbindungstechnologie entwickelt, die eine entsprechend optimierte Entwärmung überhaupt ermöglicht. Die hohe Zuverlässigkeit der LED-Module wird gegenwärtig in einer Langzeitstudie bestätigt.