Ludwig-Maximilians-Universität München
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Hoch effizient und farbbrillant

Marktfähige weiße Leuchtdiode entwickelt

München, 12.07.2005

Als Lichtquellen sind sie fast unschlagbar: Leuchtdioden, kurz LEDs, sind traditionellen Beleuchtungsmethoden unter anderem in der Lebensdauer und Einfachheit der Technik überlegen. In einer internationalen Kooperation gelang es dem Team um Professor Wolfgang Schnick, Lehrstuhl für Anorganische Festkörperchemie der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, eine hoch effiziente weiße Lichtquelle mit außergewöhnlicher Farbbrillanz zu erzeugen, wie in der Fachzeitschrift physica status solidi (a) berichtet. Die neuen LEDs sollen demnächst auf den Markt gebracht werden. „Das ist ein weiterer Meilenstein in der Entwicklung von LEDs für allgemeine Beleuchtungsanwendungen“, so Schnick.

Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter, der mittels Elektrolumineszenz Licht ausstrahlt. Anders als bei den meisten traditionellen Beleuchtungsmethoden sind dabei weder Farbfilter noch Reflektoren nötig. Leuchtdioden werden bereits in Taschenlampen, Auto-Rücklichtern, zur Innenraumbeleuchtung sowie in öffentlichen Anzeigetafeln, Fernbedienungen und Computermäusen genutzt. Weißes Licht kann dabei erzeugt werden, indem das blaue Primärlicht moderner, so genannter Galliumnitrid-LEDs durch Leuchtstoffe (Phosphore) in die anderen Komponenten des sichtbaren Lichtes, nämlich gelb-grün und orange, umgewandelt wird.

Die Farbe des ausgestrahlten Lichts hängt von der chemischen Zusammensetzung des Halbleitermaterials ab. Leistungsstarke blaue LEDs auf der Basis von Galliumnitrid sind dabei erst seit einigen Jahren kommerziell verfügbar. Die Beleuchtungsindustrie hatte bereits mehrere 10.000 chemisch synthetisierter Leuchtstoffe zur Umwandlung des blauen Primärlichtes in gelb-grünes bzw. rot-oranges Licht getestet.

Dem Team um Schnick gelang es jetzt in einer Kooperation mit Wissenschaftlern der Fachhochschule Münster und der Universität Freiburg, den Philips-Forschungslaboratorien Aachen sowie der Firma Lumileds Lighting in San Jose, USA, zwei neuartige orangerote bzw. gelbgrüne Phosphore auf der Basis von Silicium und Stickstoff sowie mit dem Fluoreszenz-aktiven Element Europium zu entwickeln und mit einer blauen LED zu vereinen. „Das ergibt eine warmweiße Lichtquelle mit hoher Effizienz und exzellenter Farbbrillanz“, so Schnick. „Die in meinem Arbeitskreis zunächst im Rahmen reiner Grundlagenforschung entwickelten Phosphore zeigen robuste optische Eigenschaften, was eine extrem stabile Emission ermöglicht. Die Firma Lumileds Lighting, der größte amerikanische Leuchtdiodenhersteller, wird diese LEDs auf den Markt bringen.“

Publikation:

„Highly efficient all-nitride phosphor-converted white light emitting diode” R. Mueller-Mach, G. Mueller, M. R. Krames, H. A. Höppe, F. Stadler, W. Schnick, T. Juestel, and P. Schmidt, phys. stat. sol. (a), 202, 1727 (2005)

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Wolfgang Schnick
Department Chemie & Biochemie der LMU München
Tel: 089/2180-77436
Fax: 089/2180-77440
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