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Allgemein | 26 Januar 2010

Neue Werkstofftechnologien tragen zum Wachstum der Lichttechnik-Industrie bei

Die Licht- und Beleuchtungstechnik entwickelt sich rasant weiter, wobei Design- und Energiesparmerkmale die fundamentalen Treiber der Branche sind. Viele werden nicht wissen, dass der Elektrolumineszenz-Effekt schon zu Beginn des letzten Jahrhunderts entdeckt wurde, damals jedoch die Fertigungs- und Werkstofftechnologien fehlten, um die Entdeckung zu verwerten.
Es dauerte weitere 50 Jahre, bis endlich alle technischen Voraussetzungen gegeben waren, um die erste Leuchtdiode (LED) auf den Markt zu bringen. Anfangs wurde sie nur als Anzeigeleuchte in der Elektronik eingesetzt; seit LEDs jedoch zu einer wichtigen Lichttechnologie weiterentwickelt wurden, können sie die Zukunft der gesamten Beleuchtungstechnik verĂ€ndern. LED-Verkapselungen Seit der EinfĂŒhrung von LEDs Ende der 1960er Jahre sind enorme Verbesserungen in punkto Wirkungsgrad, Farben und Lebensdauer erzielt worden. Die ersten Modelle gab es in blassem Gelb-Orange mit einer Lichtausbeute von < 0,1 Lumen/Watt. SpĂ€ter kamen grĂŒne und rote LEDs auf den Markt, und Mitte der 1990er Jahre wurden die ersten blauen Leuchtdioden angeboten, die den Weg fĂŒr weiße LEDs ebneten. Heute erreicht die Lichtausbeute Werte bis zu 150 Lumen/Watt, und die Lebensdauer betrĂ€gt zurzeit 30.000 bis 100.000 Stunden. Damit kann die LED zur nĂ€chsten Leuchtmittelgeneration werden. Bei all diesen Fortschritten blieb jedoch bislang ein wesentlicher Schwachpunkt: die Frage der Verkapselung und des Schutzes der Leuchtdiode vor UmgebungseinflĂŒssen. Ein Beispiel fĂŒr den Einsatz von LED-Materialien bei OSRAM Es wurden Verkapselungsmaterialien auf der Basis bewĂ€hrter Epoxidchemie entwickelt, die den harten Beanspruchungen standhalten, denen diese LEDs oft ausgesetzt sind. Die Materialien mĂŒssen UV- und hitzestabil sein (die Temperatur des LED-Chips kann 140 °C erreichen), und eine hundertprozentige Transparenz ohne Vergilbung ist unabdingbar. DarĂŒber hinaus ist eine gute Haftung auf einer ganzen Reihe verschiedener TrĂ€ger ebenso unerlĂ€sslich wie eine geringe HĂ€rtungsspannung und ein niedriger Ionengehalt des Ausgangsmaterials. Weiße Lötstoppmasken Die Anforderungen an eine stark reflektierende, weiße fotoempfindliche Löstoppmaske betreffen nicht nur ihr Aussehen, das sicherzustellen hilft, dass keine KurzschlĂŒsse auftreten, sondern auch ihr Verhalten nach dem Aufbringen. Die chemische BestĂ€ndigkeit beim Eintauchen in Zinn- und Nickel-Gold-Chemikalien und die VerfĂ€rbungsfreiheit nach mehreren LötvorgĂ€ngen und intensiver UV-Strahlung sind hier wesentliche Eigenschaften. Huntsman Probimer 77: Hochauflösende Lötstoppmaske Neben dem hohen Auflösungsvermögen werden im HochzuverlĂ€ssigkeitsbereich eine gute Schutzleistung bei dĂŒnnen Widerstandsschichten sowie thermische LangzeitbestĂ€ndigkeit (2000 Stunden bei 120 °C) selbstverstĂ€ndlich vorausgesetzt. Die Hochleistungs-Lötstoppmasken der Probimer-Reihe von Huntsman erfĂŒllen z.B. alle diese Kriterien, wobei diese Eigenschaften vor allem in Bereichen wie dem Automobilbau, wo es auf den Schutz der elektrischen Schaltkreise unter allen Witterungs- und Temperaturbedingungen ebenso ankommt wie auf den Schutz der elektronischen GerĂ€te vor der Hitze der Antriebsmotoren, wichtig werden. LD flex Dielektrika und Klebstoffe Probelec LD flex-Produkte basieren auf 100 % flexibler Epoxid-Technologie und finden als dielektrische Isolierklebstoffe fĂŒr LeuchtmitteltrĂ€ger Verwendung. Zu den Einsatzbereichen gehört das Verkleben von TrĂ€gern verschiedener Art wie Kupfer, Aluminium, Polyimid, Polyamid, FR-4 und anderen. Standard-Produkte haben eine WĂ€rmeleitfĂ€higkeit von ca. 0,4 W/mK, bei Neuentwicklungen wird dieser Wert jedoch höher sein. Eine grĂ¶ĂŸere Layerdicke kann erreicht werden, indem der Auftrag bei Starr-Flex-Lösungen in einem einzigen Durchgang erfolgt. Probelec LD Flex-Produkte werden mit den ĂŒblichen, bewĂ€hrten Auftrags- und Verfahrenstechniken aufgebracht. In der Regel werden sie im normalen Siebdruck- oder Roller Coating Verfahren in Dicken zwischen 15 und 100 ”m aufgetragen. Nach Trocknung bei moderaten Temperaturen bilden sie eine klebfreie OberflĂ€che mit guten Planarisierungseigenschaften, die dann weiterbearbeitet und mit dem zweiten TrĂ€ger laminiert werden kann. Die Zukunft: OLEDs und Integration in Araldite HFC flexible Composite Energieeinsparung in der Beleuchtungstechnik ist in der modernen Architektur und der Bauindustrie ein großer Trend. Auf die Beleuchtung entfallen stattliche 20 % des weltweiten Verbrauchs an elektrischer Energie, daher sind energiesparende Beleuchtungstechniken im Kommen – und die jĂŒngste und vielversprechendste dieser Technologien sind OLEDs. Huntsman und das unabhĂ€ngige Forschungszentrum Holst Centre [eine Initiative des imec (B) und TNO (NL)] erhielten gemeinsam den Materialica Award fĂŒr ein neues Material fĂŒr Barriereschichten zum Schutz organischer Leuchtdioden (OLEDs) mit Araldite Highly Flexible Composite. Es eröffnet enorm vielfĂ€ltige Gestaltungsmöglichkeiten fĂŒr eine neue Generation von Leuchtmitteln und Beschriftungen. OLEDs sind papierdĂŒnne, flexible, leichtgewichtige Elemente, die bis zu 70 % weniger Energie verbrauchen als herkömmliche Leuchtmittel. Damit sind sie fĂŒr die nĂ€chste Leuchtmittelgeneration geradezu prĂ€destiniert. Allerdings war noch eine HĂŒrde zu ĂŒberwinden: OLEDs sind empfindlich gegenĂŒber Feuchtigkeit und auch Sauerstoff und mĂŒssen vor diesen geschĂŒtzt werden, um eine lange Lebensdauer zu erreichen. Der Erfolg von OLEDs als Großserienprodukt fĂŒr allgemeine Beleuchtung und Displays steht und fĂ€llt daher mit der Verkapselungstechnik. Huntsman ist Mitglied des vom 7. Rahmenprogramm der EU geförderten „Fast2Light consortium”. Diese Arbeitsgemeinschaft entwickelt GroßflĂ€chen-Auftragstechniken fĂŒr die Produktion kostengĂŒnstiger Leuchtpolymer-OLED-Folien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Im Rahmen dieser Kooperation entwickelt Huntsman gerade ein neues OLED-Barrierematerial, das die Lebensdauer von OLEDs deutlich verlĂ€ngert. Durch Integration von OLEDs in Composite-Bauteile und die Kombination der Vorteile flexibler, haltbarer Verbundwerkstoffe mit den Eigenschaften dĂŒnner, flexibler, großflĂ€chiger OLEDs ergeben sich neue Möglichkeiten fĂŒr Designer und Ingenieure, die schon bald in kommerzielle Produkte umgesetzt werden. Verbundwerkstoffe können jetzt zusĂ€tzliche Funktionen haben. Firmenlogos, Markennamen oder Warnhinweise können gut sichtbar angebracht werden - zum Beispiel auf dem Spoiler eines Sportwagens oder Motorrads. Innenarchitekten können Lichtquellen auf flachen CarbonflĂ€chen anbringen – beispielsweise an Möbeln, in Flugzeugen oder Pkw-InnenrĂ€umen. Und der kreative Sport-Designer kann Sicherheitsmerkmale sowie modische Leuchtmittel etwa in Skier, Snowboards oder Yachten integrieren. In Anbetracht der FunktionalitĂ€t, der Ergonomie und der Sicherheitsvorteile, die die Kombination der beiden neuen Technologien – Araldite HFC und flexible Leuchtfolie – bietet, ergeben sich schier unendliche Anwendungsmöglichkeiten. ----- Autor: Dietmar Leibrock, Regional Sales Manager (Germany) at Huntsman Advanced Materials
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