Uni Innsbruck und Osram Neuer LED-Leuchtstoff spart Energie

Die Kristallstruktur des »Salon«-Leuchtstoffs ist die Ursache für dessen guten Lumineszenzeigenschaften.
Die Kristallstruktur des »Salon«-Leuchtstoffs ist die Ursache für dessen guten Lumineszenzeigenschaften.

LEDs sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Dank ihnen sparen wir jede Menge Strom und Energie. Dass es noch sparsamer geht, beweisen Forscher der Universität Innsbruck.

Mehrere Forscher um Hubert Huppertz von der Universität Innsbruck arbeiten seit Längerem an der Optimierung von LED-Leuchtstoffen. Nun haben sie in Zusammenarbeit mit Osram Opto Semiconductors einen neuen roten Leuchtstoff entwickelt, dessen Licht vom menschlichen Auge besser wahrgenommen wird. Der Stoff verfügt über sehr gute Lumineszenzeigenschaften – damit werden die Lichtausbeute von weißen LEDs um rund ein Sechstel gesteigert und LED-Leuchtmittel deutlich effizienter.

Weil Leuchtdioden nur Licht in einer bestimmten Farbe erzeugen, entsteht weißes Licht einer LED durch Farbmischung. Das funktioniert so: Rote und gelb-grüne Phosphore werden durch das Licht einer blauen Diode angeregt. Die Partikel emittieren das Licht im roten und grünen Bereich, in Kombination mit dem blauen Licht ergibt das zum Schluss weißes Licht. Das menschliche Auge ist besonders empfindlich für grünes Licht, weniger für blaues und rotes Licht. Um die Wahrnehmung zu verbessern, müssen also zum Beispiel die Eigenschaften des roten Farbstoffs optimiert werden.

Energie sparen durch höhere Lichtausbeute

Die Forscher gaben dem neu entwickelten roten Phospor Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+ den Namen »Salon«. »Er ist so synthetisiert, dass er mehr im orangen als im roten Bereich emittiert«, erklärt Hubert Huppertz. »Salon emittiert genau in dem roten Bereich, den man sehen kann, dadurch entsteht ein geringerer Energieverlust«.

Die Entwicklungen gehen zurück auf Forschungen an der Doktorarbeit von Huppertz. Im Rahmen der Arbeit entwickelte er mit Europium dotierte Nitride, die fluoreszieren. Sie wurden anschließen weiter optimiert und kommen heute breit zum Einsatz. Die roten Farbstoffe sorgen dafür, dass LEDs nicht mehr nur kalt-weiß, sondern auch warm-weiß leuchten.

An der Forschung an Salon waren außerdem das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen in Halle und die Ludwig-Maximilians-Universität in München beteiligt. Die Entwicklung wurde bereits zum Patent angemeldet.