Patent des Monats November

07.11.2017
  BioLED

Angenehmes Licht durch Bio-LEDs

Wissenschaftlern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ist es gelungen, Bio-LEDs herzustellen – ihre Patentanmeldung WO2016203028 ist unser Patent des Monats November!

Den Stand der Technik zu Leuchtdioden definierten japanische Wissenschaftler bereits vor 25 Jahren. Sie optimierten 1992 die Herstellung des Ausgangsmaterials GaN ( EP497350 ). Ein Jahr später begann bereits die Massenproduktion. Das Forscherteam wurde 2014 für die Entwicklung von Leuchtdioden-Materialien, die blaues Licht emittieren, mit dem Nobelpreis für Physik geehrt (s. PdM November 2014).

Diese zunächst handelsüblichen LEDs wiesen jedoch ästhetische und ökonomische Kritikpunkte auf. Sie emittierten kaltes, blaues Licht. Um den Blaustich zu reduzieren und ein warmes, angenehmes Empfinden beim Verbraucher hervorzurufen, verwendeten die Hersteller dann sog. Konversionsfarbstoffe, die einen Teil des blauen Lichts in das rote Lichtspektrum umwandeln. Als Ergebnis emittiert die LED dann Tageslicht-ähnliches Weißlicht. Dieser Verfahrensschritt verursachte bislang hohe Produktionskosten, da die Konversionsfarbstoffe einen hohen Anteil an Seltenen Erden enthalten. Diese Metalle sind weltweit nur begrenzt verfügbar; Länder mit entsprechenden Rohstoffvorkommen nutzen ihre Monopolstellung in der Preisgestaltung.

Die Forscher der FAU Erlangen-Nürnberg entwickelten mit WO2016203028 eine nachhaltige, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative.

Dr. Rubén D. Costa (Lehrstuhl für Physikalische Chemie I) und Prof. Dr. Uwe Sonnewald (Lehrstuhl für Biochemie) erfanden ein transparentes Matrixmaterial für organische Farbstoffe. Fluoreszierende Proteine werden in ein gummiartiges Material eingebettet und auf eine LED aufgebracht. Durch die Kombination unterschiedlicher Leuchtproteine konnten die Wissenschaftler erstmals Weißlicht-LEDs auf Proteinbasis herstellen, die auch in Serie preiswert und umweltfreundlich produziert werden können. Die Entwicklung macht die Industrie unabhängiger von der marktbeherrschenden Stellung der wenigen Staaten, die Seltene Erden abbauen.

Im April dieses Jahres wurden die Forscher hierfür mit dem „Innovationspreis der BioRegionen“ ausgezeichnet. Der jährlich verliehene Preis prämiert herausragende wissenschaftliche Ideen, bei denen neben der innovativen, wissenschaftlichen Idee aus der Biotechnologie auch die wirtschaftliche Nutzung von großer Bedeutung ist.

Das Patent- und Normenzentrum Aachen gratuliert zum Innovationspreis und wünscht erleuchtete Novembertage!

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Quellen:

https://www.fau.de/2017/04/news/wissenschaft/fau-forscher-erhalten-innovationspreis-fuer-bio-leds/

https://depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?window=1&space=menu&content=treffer&action=pdf&docid=WO002016203028A1&Cl=87&Bi=1&Ab=1&De=2&Dr=90&Pts=&Pa=&We=&Sr=128&Eam=&Cor=&Aa=&so=asc&sf=vn&firstdoc=1&NrFaxPages=131&pdfpage=1&xxxfull=1

https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode

https://www.process.vogel.de/wie-lassen-sich-seltene-erden-in-leds-reduzieren-a-535214/

http://www.elektroniknet.de/markt-technik/optoelektronik/organische-konversionsfarbstoffe-statt-seltene-erden-130522.html