Licht aus der Folie: Weltweit einzigartige Weihnachtsbeleuchtung am Fraunhofer-Haus

Bunt leuchtet in der Weihnachtszeit die Weltneuheit am Fraunhofer-Haus: Forscher des benachbarten Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM haben mit einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren großflächige Lichtquellen auf der Basis von Elektrolumineszenz auf Kunststoff gedruckt. Am Hochhaus kommen die Paneele erstmalig zum Einsatz.

Die Lichtrevolution erfasst auch die Weihnachtsbeleuchtung. Während mit den winzigen Leuchtdioden, abgekürzt LED, neuartige Punktlichtquellen geschaffen werden, ermöglichen leuchtende Kunststoffe Wege zu großflächigen Lichtquellen. Sie zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen und Leuchtstoffröhren durch mehrere Vorteile aus: Sie verbrauchen erheblich weniger Strom, sie erzeugen kaum Wärme, können stufenlos geschaltet werden und sie erlauben völlig neue Designlösungen der modernen Lichtgestaltung. Die großflächige energieeffiziente Beleuchtung wird eine große Rolle in der modernen Architektur einnehmen – als leuchtende Tapete oder Decke im Innenraum und als strahlende Fassade nach Außen.

Zur Zeit sind die Architekten vom Potential der leuchtenden Polymere fasziniert. In wenigen Jahren werden großflächige Kunststofffolien einsetzbar sein. Doch schon jetzt stehen interessante Techniken zur Verfügung. Ein Beispiel liefern die Forscher des IZM. Sie haben großflächige Elektrolumineszenz-Paneele EL hergestellt, um die Weih-nachtsbeleuchtung des Fraunhofer-Hauses zu realisieren. Diese Paneele werden mit einem sechsstufigen Druckverfahren in Rolle-zu-Rolle-Technik hergestellt und können fast beliebig groß gestaltet werden. Die derzeit an der Fassade angebrachten Paneele sind 2,20 mal 0,17 Meter groß. Zur Weihnachtszeit wurden sie so angeordnet, dass ein großer Weihnachtsbaum das Fraunhofer-Haus schmückt. Zusätzliche Beleuchtungen in Kerzenform, die in gleicher EL-Technologie gedruckt sind, vervollständigen den stilisierten Baum.

»Wir möchten durch die Verwendung der EL-Pasten demonstrieren, dass so großflächig skalierbare gedruckte Leuchtfolien in der Praxis schon heute einsetzbar sind«, betont Dr. Karl-Heinz Bock, der mit seinem Polytronik-Team am Münchner Teil des IZM die innovative Beleuchtung entwickelt. »Der Energieverbrauch ist vergleichsweise gering. Bei der am Fraunhofer-Haus verwendeten Größe verbraucht eine Paneele je nach Einstellung der Helligkeit 20 Watt, im Maximum bis 60 Watt«, fügt Dieter Hemmetzberger an, der die Paneele entworfen hat.

Die Weihnachtsbeleuchtung zeigt aber nur einen Bruchteil dessen, was die Fraunhofer-Forscher in Zukunft mit Flächenlichtquellen vorhaben: Ihr Ziel sind flexible gedruckte Leuchtfolien auf der Basis von OLED-Technologien. An diesem Thema wird derzeit weltweit geforscht. Allerdings reagieren OLED-Materialien empfindlich auf Wasserdampf und Feuchte. Weiteres Handicap sind die noch unzureichenden Folien-Diffusionsbarrieren, und damit die vergleichsweise kurze Lebensdauer der OLEDs. Um diese Probleme zu lösen, basieren die meisten Entwicklungen für OLED-Beleuchtungsflächen auf festen – und damit für Wasserdampf und Sauerstoff dichten – Substraten wie Glas oder Metall.

Doch Dr. Bock ist überzeugt: »Prinzipiell ist es möglich, das von uns eingesetzte Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren auch auf die spätere OLED-Folientechnologie zu übertragen.« Im Fraunhofer-Projekt SMART PLASTIC arbeiten acht Fraunhofer-Institute unter Leitung des IZM daran, OLED-Beleuchtung und OLED-Displays in einer Folie zu integrieren. Der besondere Clou dabei ist: Selbst Schichten mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften etwa Solarzellen, Sensoren, Aktuatoren und Elektronik – alles auf Polymerbasis – lassen sich einfach übereinander drucken. Die Weihnachtsbeleuchtung ist also erst der Anfang einer noch bunter leuchtenden Zukunft.