HYCOMLED

Monolithische Integration von hybriden Mikrooptiken für kompakte LED-Beleuchtungsmodule (HYCOMLED)

Effiziente Lichterzeugung durch LED-Beleuchtung

Künstliches Licht ist eine wesentliche Voraussetzung für den Wohlstand und die Lebensqualität in unserer Gesellschaft. Für die Lichterzeugung werden in Deutschland über 10% der elektrischen Energie verbraucht, in einigen gewerblichen Bereichen beträgt der Anteil bis zu 50 %. Energieeffizienz ist daher ein wichtiges Kriterium bei der Wahl der Beleuchtungstechnologie. Daneben spielen aber auch die Lichtqualität und die Lichtgestaltungsmöglichkeiten eine herausragende Rolle. In Bezug auf Effizienz und Lichtgestaltungsmöglichkeiten bieten LED-Beleuchtungssysteme erhebliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln wie Halogen- oder Energiesparlampen. Den Vorteilen der LED, wie hohe Energieeffizienz und Lebensdauer und kompakter Bauweise der Einzelemitter, stehen als Nachteile die begrenzte Leistung der Einzelemitter und die Notwendigkeit einer effizienten Kühlung gegenüber. Weiterhin sind die Farbwiedergabe und die Farbhomogenität Prinzip bedingt schlechter als z. B. bei Halogenleuchten.

Hochleistungs-LED-Light-Engine für hohe Lichtqualität und herausragenden Licht-Gestaltungsmöglichkeiten

Dem Problem der begrenzten Leistung wird bereits durch die Kombination mehrerer Einzelemitter in sogenannten Light-Engines begegnet. Hierdurch wird jedoch das Thermomanagement schwieriger. Insbesondere ist eine Positionierung der optisch wirksamen Elemente nahe an den Emittern auf Grund der thermischen Belastung bisher nicht möglich. Die aus Kostengründen aus Kunststoff gefertigten optischen Elemente erfahren bei typischen Temperaturen > 100 °C eine die optische Funktionalität negativ beeinflussende Verformung und teilweise sogar Anschmelzungen bzw. Verfärbungen. Zusätzlich geht der Vorteil der Kompaktheit der Einzelemitter, die durch den Einsatz von Freiformlinsen – bzw. Spiegeln eine mit herkömmlichen Leuchtmitteln nicht erreichbare Lichtlenkung ermöglicht, weitgehend verloren. Farbwiedergabe und Farbhomogenität werden derzeit durch die Verwendung von Mischkammern verbessert. Diese führen jedoch zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades und zu einer weiteren Vergrößerung des Gesamtsystems.
Um die inhärenten Vorteile der LED voll auszuschöpfen und auch anspruchsvollste Beleuchtungsanforderungen erfüllen zu können, müssen die Baugröße der Light-Engines deutlich reduziert und die Farbhomogenität auf das Niveau der thermischen Emitter angehoben werden. Gleichzeitig müssen aber die Lichtgestaltungsmöglichkeiten, wie sie bei Einzelemittern in Kombination mit Freiformoptiken gegeben sind, erhalten bleiben.
Übergeordnetes Ziel des HYCOMLED-Konsortiums ist daher die Entwicklung einer Hochleistungs-LED-Light-Engine, die Kompaktheit mit hoher Lichtqualität und herausragenden Licht-Gestaltungsmöglichkeiten kombiniert und dabei kostengünstig im Hochlohnland Deutschland produziert werden kann.

Einer solch neuartigen, kompakten Light Engine stehen als universellem Massenprodukt (typische Stückzahlen bis zu 1 Mio./Jahr) von überragender Marktrelevanz eine Vielzahl auch anspruchsvoller Anwendungen offen.

Projektdetails

Koordinator

Dipl.-Ing.Rainer Klar
InnoLite GmbH
Campus-Boulevard 79, 52074Aachen
+49 241 475708-0

Projektvolumen

1.729.714 EUR (ca. 44,4 % Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.08.2013 - 31.07.2016

Projektpartner

InnoLite GmbHAachen
Berlet Formenbau GmbH & Co. KGOwen
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Lasertechnik - Lehrstuhl für Technologie Optischer SystemeAachen
Vossloh-Schwabe Optoelectronic GmbH & Co. KG (assoziierter Partner)Kamp-Lintfort