Die LED-Revolution der letzten 15 Jahre steht für eine Zeit der Innovation und des Wandels. Aus Sicht der Beleuchtung setzt sich diese aus Verbesserungen in der Effizienz und geringeren Kosten über eine längere Lebensdauer zusammen. Diese Vorteile sind Merkmale der sich weiterentwickelnden Technologie, aber keine guten Beispiele für Innovation. Retrofit-Lampen sind heute eine der nachgefragtesten Produkte, aber letztendlich liefern sie genau die gleiche Funktionalität im gleichen Formfaktor wie herkömmliche Glühlampen, die sie ersetzen. Das Licht, die Lichtwirkung und die Beleuchtung sind in der Praxis technisch betrachtet im Wesentlichen unverändert. Die eigentliche Innovation ermöglicht Lösungen, erkennt weitere Effekte und verändert die Art und Weise wie Menschen über Licht denken.

OLEDs liefert seit vielen Jahren inspirierende Ideen, was man an zusätzlichem Formfaktor erzielen kann, aber es scheint unwahrscheinlich, dass diese Technologie die notwendigen Maßstäbe hinsichtlich Kosten und Verfügbarkeit genügt, und somit ein Basiselement im Lichtdesign wird. Natürlich kennt die Industrie LED-Lichtbänder oder -Leiterplatten mit großen LED-Arrays, aber diese Modelle haben es entweder hinsichtlich Kosten, Benutzerfreundlichkeit oder durch Qualitätsanforderungen versäumt, sich als eine ernstzunehmende Lichtquelle für die allgemeine Beleuchtung zu positionieren.

Eckdaten

Seit über 100 Jahren gestaltet man Leuchtobjekte um Leuchtmittel. Wolframfäden, Neongase, Leuchtstoffe und Kristalle machten Licht bisher warm, farbstichig und blendend. Eine Innovation wäre es, wenn die Lichtquelle es schafft, durch ihren Formfaktor Möglichkeiten für neue Lichtdesigns und die Integration in jegliche Strukturen und Materialien zu ermöglichen. Mit dem Light-Sheet ist das Leuchtmittel selbst das Designobjekt. Es leistet einen Beitrag dazu, Architektur und Beleuchtung zu vereinen.

Licht ist essenziell, lässt Farben erstrahlen und lässt Menschen die Welt anders sehen. Die Vereinten Nationen haben 2015 als Internationales Jahr des Lichts und der lichtbasierten Technologien (IYL 2015) ausgerufen. Das Jahr des Lichts soll an die Bedeutung von Licht als elementare Lebensvoraussetzung sowie als zentraler Bestandteil von Wissenschaft und Kultur erinnern. Gut zu wissen, dass es sich Unternehmen bereits zur Aufgabe gemacht haben, Lösungsansätze zu entwickeln, wie sich Licht noch mehr in das Lebensumfeld integrieren lässt, sodass es ein konstruktives Element der Architektur wird.

Homogenität statt Schatten

Bei der Planung einer guten Raumbeleuchtung mit Kunstlicht sind Aspekte wie Beleuchtungsstärken, Lichtführung und -verteilung wichtig. Je nach Art der LED-Lichttechnik sind derzeit flache Flächenleuchten im Einsatz und erfüllen unterschiedliche Beleuchtungs- und Hinterleuchtungsaufgaben. Die Herausforderung beim Beleuchten von großen Flächen ist, ein akzeptables Maß an Helligkeit zu erreichen, während gleichmäßiges Licht gegeben bleibt.

Homogenität kann der Schlüssel zur Marktakzeptanz sein, da es einen Eindruck von Lichtqualität erzeugt. Helle Flecken, großen Schwankungen in der Lichtfarbe oder Schatten sollte man deshalb vermeiden und Licht so ausrichten, wie der Betrachter es braucht. Zahlreiche Lösungen um größere Flächen auszuleuchten basieren heute überwiegend auf dem Einsatz traditioneller Leuchtmittel oder auf einem Cluster von Einzel-Chip-LEDs auf starren Leiterplatten.

Das Problem für den ersten Ansatz ist die Schattenbildung zwischen mehreren Leuchtstoffröhren und dass die Helligkeiten für den Beleuchtungszweck häufig nur unbefriedigende Ergebnisse liefern. LEDs benötigen meist ein komplexes Wärmemanagement, da die Größe des Kühlkörpers von der Gesamtleistungsaufnahme der LEDs abhängt. Die nötigen Metalle führen zu Inflexibilität und Starrheit des Systems. Die hohe Leistungsaufnahme bei beiden Ansätzen bedingt eine große Anzahl von Netzteilen.

Außerdem ist es oft nicht möglich, eine homogene Ausleuchtung und Flexibilität bei effizienter Leistung zu erzielen. Ein Problem stellt oft die Bautiefe dar: Konventionelle Lichtdecken und -wände benötigen eine gewisse Einbautiefe, um einen homogenen Lichtaustritt aus der Fläche zu ermöglichen. Entwicklungen im Bereich der Diffusor-Materialien und der Beleuchtungstechnik versuchen die Einbautiefe zu reduzieren.

Die Materialien für die Oberflächen von Lichtflächen, Diffusoren genannt, müssen viele Anforderungen erfüllen. Um den Stromverbrauch gering zu halten, sollen die Materialien lichtdurchlässig sein. Ist die Oberfläche aber zu lichtdurchlässig, wirkt die Lichtdiffusion nicht mehr gleichmäßig und homogen. Hier helfen Vordiffusoren wie Lochbleche oder Milchglas. Sie ermöglichen ein sanfteres und gleichmäßigeres Licht. Die Nebenwirkung ist aber, dass die austretende Lichtmenge sich verringert. Damit steigt wieder der Stromverbrauch, wenn die Lichtdecke viel Licht abgeben soll.

Licht in anderer Dimension

Cooledge will die Geometrie und die Erwartung ändern wie eine Lichtquelle aussehen soll. Dafür hat das Unternehmen die Light-Sheet-Technik entwickelt. Dabei entstehen sehr dünne und flexible Beleuchtungslösungen. Hinsichtlich Effizienz und Lebensdauer entsprechen sie der LED-Technologie, liefern aber gleichzeitig hochwertiges und gleichmäßiges Licht, das sich besser in flache Profile und Designs integrieren lässt, als es mit Retrofit-Lampen bisher möglich war.

Das Light Sheet ist eine hauchdünne Folie, bestückt mit kleinen LEDs, äußerst flexibel, zuschneidbar, und ganz ohne zusätzliche thermische Kühlung. Die Technologie ermöglicht es, dass die LEDs kaum Wärme erzeugen, da man sie nicht an ihrem Maximum betreibt. Zusätzliche Kühlung entfällt daher. Das Thermomanagement ist mit der patentierten Technologie komplett über die Light Sheets selbst geregelt. Dank einer intelligenten Bestückung auf den Sheets kann Cooledge eine stetige Homogenität des Lichtes sichern. Es beseitigt viele der Einschränkungen und Herausforderungen denen bestehende LED-Systeme unterworfen sind: ob organische Formen, dünne und minimalistische Designs, gerade oder gekrümmt. Das Light Sheet eröffnet große Designfreiheiten.

Hohe Flexibilität

Das Light Sheet ist in mehreren Farbtemperaturen (CCT) und Lumen-Versionen für verschiedene Anwendungen erhältlich. Das  bestehenden Portfolio ergänzt das Produkt Square. Es ist eine großflächigere Version des Light Sheets, welche die Flexibilität und Vielseitigkeit bewahrt aber auch große Flächenbeleuchtungsprojekte vereinfacht.

Bild 1: Die Square ist extrem flexibel, so dass sich Kurven, Kanten oder gebogene Flächen leicht be- oder hinterleuchten lassen.

Bild 1: Die Square ist extrem flexibel, so dass sich Kurven, Kanten oder gebogene Flächen leicht be- oder hinterleuchten lassen.Cooledge

Mit Abmessungen von 300 x 300 mm, einer Lichtausbeute von 600 oder 300 lm pro Stück, einer Lichteffizienz von 120 bis 125 lm/W und Farbtemperaturen zwischen 2700 und 5700 K, ist Square individuell konfigurierbar. Bis zu sechsunddreißig Stück lassen sich an eine einzige 90-W-Stromversorgung anschließen. Rundungen oder Biegungen in leuchtenden Flächen kann man durch Square darstellen, verschiedene Größen und Formen sind vorstellbar und ganze Wände lassen sich als Illuminationsflächen gestalten.

Konfigurieren, installieren und integrieren

Bei der Entwicklung von Lichtquellen ist es wichtig, dass sie sich leicht in neue oder geänderte Konstruktion integrieren lassen. Der Handwerker sollte sich bei der Installation so komfortabel und sicher fühlen als wenn er mit dieser Montage schon vertraut ist.

Bild 2: Schnappverbindungen ermöglichen eine einfache elektrische Verbindung der Lichtkacheln.

Bild 2: Schnappverbindungen ermöglichen eine einfache elektrische Verbindung der Lichtkacheln.Cooledge

Die Square ist eine Niederspannungskomponente der Klasse SELV und erlaubt eine einfache Integration in jegliche Konstruktionen. Sie lässt sich direkt mit Schrauben oder Klebeband auf fast jedem Material aufbringen, ob es sich nun um Holz, Glas, Kunststoff oder Metall handelt. Da sie flexibel ist, lassen sich Kurven und Kanten oder gebogene Flächen leicht inszenieren sowie be- oder hinterleuchten. Mehrere Squares lassen sich zu einer großflächigen Beleuchtung zusammensetzen.

Vereinfacht ist die Montage durch Produktdetails wie Schnappverbindungen und Montageschienen (Bild 2 und 3). Schnappverbindungen finden sich auch bei 9-V-Batterien; daher lassen sich die elektrischen Anschlüsse leicht realisieren. Montageschienen unterstützen die Ausrichtung bei der Installation und besitzen Öffnungen für Schrauben.

Bild 3: Die Grafik zeigt eine typische Installation von der Square.

Bild 3: Die Grafik zeigt eine typische Installation von der Square.Cooledge

Das Wärmemanagement ist einer der erschwerenden Faktoren, wenn es um das Design und den Einsatz von LED-Technik geht. Dieser lässt sich bei den Light Sheets durch den Formfaktor der Lichtquelle, die Dichte der LEDs und der Substratmaterialien erreichen. Geringer Stromverbrauch der LEDs senkt die Temperatur wodurch die Lebensdauer der LEDs steigt. Die Farbkonsistenz für eine langfristige Uniformität von Sheet zu Sheet bleibt erhalten.

Aus einem anderen Holz geschnitzt

Bild 4: Die Square ist eine großflächigere Version des Light Sheets, welche die wesentlichen Eigenschaften der Flexibilität und Vielseitigkeit bewahrt und andererseits die Integration und Installation in große Flächenbeleuchtungsprojekte vereinfacht.

Bild 4: Die Square ist eine großflächigere Version des Light Sheets, welche die wesentlichen Eigenschaften der Flexibilität und Vielseitigkeit bewahrt und andererseits die Integration und Installation in große Flächenbeleuchtungsprojekte vereinfacht.

Cooledge

Die Vorstellung man könne eine Glühbirne oder eine Leuchtstoffröhre um ein paar Zentimeter kürzen, um die richtige Menge an Licht zu erzielen oder einfach um sie an den verfügbaren Platz anzupassen, ist fast Realität. Die Light Sheet und das Square lassen sich mit einer gewöhnlichen Schere auf eine bestimmten Länge zurechtschneiden.

Diese Fähigkeit, Licht auf eine bestimmte Größe zuschneiden zu können, eröffnet die Möglichkeit zu erwägen, wie man Licht besser einsetzen kann. Anstelle von etwas um traditionelle Lichtquellen wie Glühbirnen herum zu designen, wird die Lichtquelle nun zum Teil der Leuchte.