LED/OLED Die Digitalisierung des Lichts – eine Vorausschau

Christian HochfilzerLeiter TechnikRegent Lighting11.9.2015

11.09.2015 Ineltec 2015

11.09.2015

muss die Vergangenheit hinzuziehen …Wer die Zukunft vorhersehen will …

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Lichtindustrie

1879

• Eine Industrie mit geringen Innovationen (über 100 Jahre)

• Stabile und planbare Wettbewerbsverhältnisse

• Fragmentierter Leuchtenmarktmit lokalen Anbietern

11.09.2015

muss einen Blick auf die Gegenwart werfen …Wer die Zukunft vorhersehen will …

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Lichtindustrie• Weisse LED entwickelt sich zur Marktreife ab 2002

• Starkes LED Wachstum seit 2010 in der Allgemeinbeleuchtung

• Mit Einzug der LED erhöht sich die Wettbewerbsdynamik

• LED Anteil im professionellen Beleuchtungsmarkt >> 50%

• Hersteller beginnen LED als Differenzierungsmöglichkeit einzusetzen

11.09.2015

Muss offen sein für neue Möglichkeiten.Wer die Zukunft vorhersehen will …

Ineltec 2015

OLED

Laser LED

Smart,ConnectedLighting

Ausschöpfung des LED Potentials • Effizienzsteigerung• Qualitätssteigerung

(Lichtqualität, Lebensdauer etc.)• Kostenoptimierung

Neue Technologien

2020 ~220 lm/W

• Kompromisslose Nutzung der LED Potentiale für einzigarte Anwendungsvorteile

Bsp. LED Design vs. „Ledifizierung“

• Lichtqualität• Reproduzierbare Farbortgenauigkeit• Farbwiedergabe und Spektrum• Flimmern / Kompatibilität zu Sensoren

• Zuverlässigkeit (Lebensdauer, Schaltfestigkeit, …)

• Einfach, Intelligent, Digital steuerbar

11.09.2015 Ineltec 2015

Weiterentwicklung der LEDWas zeichnet eine hervorragende LED Lösung aus?

Garantie 5 Jahre

OLED

11.09.2015 Ineltec 2015

11.09.2015

Was ist die OLED ?OLED

Ineltec 2015

Energie-­versorgung (Konstant-­strom)

Lichtaustritt

• OLEDs (Organic Light Emitting Diode) sind millimeterdünne Glasscheiben

• Durch die rund 400 Nanometer dünne Schichten kann Strom fließenVergleich: ein Haar hat 50.000 Nanometern

• Als Ergebnis emittieren sie diffuses, flächiges Licht mit unterschiedlichen Farbspektren.

11.09.2015

Wo kann die OLED eingesetzt werden?OLED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Prof. Lighting

11.09.2015

Wo kann die OLED eingesetzt werden?OLED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

• Leuchtdichte und Anwendungsfelder der OLED in der professionellen Beleuchtung

Regalbeleuchtung

Lichtlinien

Wandleuchten

Pendelleuchten

Einbau

Orientierungslicht

Dekorative Beleuchtung

Blendungskontrolle / Lux OrientiertKeine Blendung / Flächen Orientiert

• Kosten und Effizienzentwicklung gegenüber der LED

• USP: Einzigartige Möglichkeiten identifizieren die nur mit OLED realisiert werden können z.B. flexible, transparente und randlose Leuchte

Nov 22-­23 2013 Swiss e-­Print conference10

OLED Erfolgskriterien

Source: ITZ

Die Richtige Balance wird entscheiden.

11.09.2015

MarktentwicklungOLED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

• Marktwachstum getrieben durch Consumer-­Produkte (Mobiltelefone, Tablets und TV)

• Sehr selektive Anwendung in der Beleuchtung ab 2017/18, wenn Kosten und Performance eine wirtschaftliche Nutzung erlauben

OLED Marktgröße 2013-­2022 (in Mrd. USD)

Quelle: Yole Development, OLED For Lighting

11.09.2015

Bedeutung und Zusammenfassung für die Professionelle BeleuchtungOLED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

• Kosten und Performance der OLED ermöglichen noch keinen wirtschaftlichen Einsatz in der funktionalen Beleuchtung

• OLED wird in der Effizienz, der Lebensdauer und Helligkeit einen Nachteil zur LED haben und wird als Lichtquelle parallel zur LED bestehen (kein Ersatz)

• OLED als flexible, transparente Lichtquellen kann neue Akzente in der Architektur und visuellen Attraktivität setzen (projektbezogen)

• Einsatz wird primär in Display ähnlichen Anwendungen erfolgen z.B. Notbeleuchtung

Laser LED

11.09.2015 Ineltec 2015

11.09.2015

Laser LED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

11.09.2015

Wofür benötigt es Laser LED?Laser LED

Ineltec 2015

• Laser LED Technologie hat in letzter Zeit hohe Aufmerksamkeit in der Automobilindustrie erhalten. Der Einsatz erfolgt hybrid mit LEDs.

• Laser LEDs zeichnen sich durch extrem hohe Punktleuchtdichten aus (bis zu 2000 x höher im Vergleich zur LED)

• Daher sind Laser LEDs potentiell für Anwendungen geeignet die extrem hohe Leuchtdichten oder Reichweiten benötigen z.B. Projektoren, Schweinwerfer eines Autos oder zur Datenübertragung sowie Datenspeicherung (BluRay, DVD, CD)

11.09.2015

Wofür benötigt es Laser LED?Laser LED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Anwendung als Lichtquelle im Frontscheinwerfer von Autos

• Laser LEDs emittieren blaues Licht und werden mittels Phosphorkonversion in weissesLicht umgewandelt (Prinzip analog zur LED)

• Durch ein aufwendiges Optiksystem (Mikrospiegeln etc.) wird das Licht projiziert

• Optimiert auf Reichweiten bis zu 650 Meter und kaltem Licht ca. 5500K

Quelle: BMW

11.09.2015

Sie sehen den Unterschied.Laser LED

Ineltec 2015

Quelle: NEW EFFICIENT, COMPACT VEHICULAR LIGHTING SYSTEM USING HIGH-­‐POWER SEMICONDUCTOR LASER DIODES, 2014 DOE Solid-­‐State Lighting R&D Workshop, 2014, By Dr. Abdel Hanafi, Dr. Helmut Erdl and Dipl.-­‐Ing. Stefan Weber

11.09.2015

Geeignet für die Beleuchtung?Laser LED

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

• Signifikanter Performance Unterschied

• Im Vergleich zur LED ist der Aufbau sehr komplex und kostenintensiv:• Lichtlenkung über Mikrospiegel• Herkömmliche Farbkonversion ist thermisch überlastet und muss weiter entwickelt werden

• Mögliche Gefahr für das menschliche Auge durch zu hohe Leuchtdichten –Schutzvorkehrungen notwendig

• Farbwiedergabe und Farbtemperatur entspricht derzeit nicht den Anforderungen einer Büro oder Shop Beleuchtung

• Es gibt praktisch kaum Anwendungen bei denen eine derartig hohe Leuchtdichte erforderlich ist – Potential für grosse Strahler;; Stagelighting und schließlich Stadionbeleuchtung

LED Laser LEDEffizienz > 160 lm/W 33 lm/W

11.09.2015

Mehr als nur Licht!Smart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Licht ist besser arbeiten.Licht ist flexibel.

Licht ist Branding. Licht ist Effizienz.

Licht Ist Design. Licht Ist Leben.

Licht ist intelligent. Licht ist Gesundheit.

Licht ist Sicherheit.Licht ist Emotion.Licht ist Kreativität. Licht ist Regent.

11.09.2015

Hyper-­Konnektivität Internet of things

Ineltec 2015

Anteil Beleuchtung / Licht: 5-­10% aller intelligenten Dinge im Jahr 2020 (Gartner research data)

11.09.2015

Wird nahezu alle Bereiche in unserem Leben und Geschäft beeinflussenInternet of things

Ineltec 2015

Direkter Interessensbereich für professionelle Beleuchtung.

11.09.2015 Ineltec 2015

Internet of thingsDaten sind das Öl im 21. Jahrhundert

Exponentielles Datenwachstum• Systemmonitoring, Steuerung und Optimierung

• Deutschland Industry 4.0 Initiative• Big data, z.B. 360° Kundenblick

11.09.2015

Was hat das mit Beleuchtung zu tun?Internet of things

Ineltec 2015

Licht ist, wo elektrische Energie ist.

11.09.2015

Was hat das mit Beleuchtung zu tun?Internet of things

Ineltec 2015

Licht ist omnipräsent.

11.09.2015

Was hat das mit Beleuchtung zu tun?Internet of things

Ineltec 2015

Licht ist Innen und Aussen.

11.09.2015

Was hat das mit Beleuchtung zu tun?Internet of things

Ineltec 2015

Licht ist, wo Menschen sind.

Beleuchtung wird das Internet of things Rückgrat (backbone) sein.

11.09.2015

Wie können wir IoT im Kontext der Beleuchtung nutzen?Smart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Reduktion der Gesamtbetriebskosten

Ganzheitliche Ressourcenoptimierung im Gebäude durch Leuchten-­Sensordaten (Temperatur, Feuchte, etc.)

Verbesserung der CO2 Bilanz

Mehrwert Generierung pro Anwendung

Höherer Marktwert z.B. mit LEED

Produktivitätssteigerung z.B. Luftqualität u. adaptivem Licht

Schnellere Erholungszeit durch Biodynamisches Licht

Innovatives, grünes Image

Optimale Büroauslastung

Individuelle Steuerungs-­möglichkeiten für User

11.09.2015

Was können wir aus der Geschichte lernen?Smart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Graham Bell 1876 – Thomas Edison 1879 1990 GSM/CDMA 1997 das 1. Smartphone

11.09.2015

Das 1. Smartphone richtig gemacht.iPhone launch Januar 2007

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

“An iPod, a phone, an internet mobile communicator.... these are NOT three separate devices!“

Steve Jobs

“Leuchten sind DER Informationshub in smart buildings!”

Regent

11.09.2015

Wie haben sie es gemacht?Die Revolution begann…

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Integration

Cloud Services

Benutzerfreundlichkeit

Email Social Media Online MapsStreaming Media

Offene Schnittstelle / App store

DrucksensorLicht TemperaturKameraFeuchtesensorBeschleunigungs-­sensor

11.09.2015

IntegrationSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Traditionelles Industriemodell

• Höhere Kosten• Konstruktion, Lager, Installation

• Interoperabilitäts-­probleme

• Geringere Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit

11.09.2015

IntegrationSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Kombinierte Leuchten, Sensor u. Steuerungslösungen

• Optimierte Kosten• Hardware, Design und Installation

• Hohe Zuverlässigkeitund Leistungsfähigkeit

• Trend: Wechsel von Hardware zu Software basierter Steuerung• z.B. “Real Time” Steuerung abhängig von externen Faktoren

Tageszeit

Strompreis

11.09.2015

IntegrationSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Kombinierte Leuchten, Sensor u. Steuerungslösungen

Integration

Sensoren für Diagnostik Funktionen: Leistungsmessung, Temperaturmessung, Anwesenheit,

Laufzeitmesser, Schutz vor Überspannung etc.

Kommunikation:Wireless

VLC – Visual Light Communicationbeacon für Indoor Navigation

Lokale / Dezentrale Konfiguration und Lichtsteuerung

Intelligente Lichtlenkung: z.B. Vertikalbeleuchtung durchpatentierte Square Optics

11.09.2015

Visual Light CommunicationSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

• Indoor Navigation über Infrastruktur der Leuchten• Kunden werden Informationen versorgt und navigiert • Shop Betreiber erhalten Kundenlaufstudien

11.09.2015 Ineltec 2015

Smart, Connected LightingVisual Light Communication

• 8 von 10 smartphone Einkäufer nutzen das Mobiltelefon im Geschäft um Hilfe sowie Informationen zubekommen (Google, 2014)

• 1 von 3 Einkäufer nutzt das Mobiltelefon um Informationen zu finden anstelle einen Verkäufer zu fragen(Google, 2014)

• 50% der Einkäufer sind glücklich wenn der Shopbetreiber ihnen Informationen abhänigig vom Standortzukommen lässt (Cisco IBSG, 2013)

Shopping Erlebnis – wie verhalten sich die Nutzer?

11.09.2015

ServicesSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Lokaler oder Fernzugriff• Auswertung Gebäudeauslastung, Energieverbrauch, Erwartete Lebensdauer,

Fehlermeldungen (Wartungsvertrag)• Bereitstellung der Daten für ein Gebäudemanagementsystem• Konfiguration der Leuchten (Helligkeitsniveau, Nachlaufzeiten, Adressenvergabe,…)• Lokale Steuerungsmöglichkeit für User mit mobilen Geräten (smartphone, tablet,…)• Software Update der Leuchten• Ideendiskussion für weitere Apps ? Licht als Service ?

(Cloud) Services

11.09.2015

EinfachheitSmart, Connected Lighting

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Durchdachtes Kundenerlebnis• Einfach zu installieren• Schnelle Inbetriebnahme und einfach zu verbinden (mit anderen Systemen, mobilen Geräten u. Internet)

• Skalierbarkeit (Erweiterungsmöglichkeit) • Einfache, lokale Steuerungsmöglichkeit für Nutzer• Personalisiertes Licht angepasst an den Bedürfnissen

Benutzerfreundlichkeit

11.09.2015 Ineltec 2015

Smart, Connected LightingPersonalisiertes Licht

Ein anderer Blickwinkel…Individuelle Umstände erfordern angepasste Beleuchtungssituationen.

Farbwahrnehmung Helligkeitswahrnehmung

11.09.2015 Ineltec 2015

Das Licht, ganz wie Sie es wollenEine Antwort

• die Möglichkeit für bevorzugte ideale Lichteinstellungen• Lokale einfache Steuerung mit dem Smartphone• Einfach, individuell z.B. AP Desk-­Sharing frei wählbar, erkennt persönliche Lichteinstellung

11.09.2015

Vielen Dank

Ineltec 2015

Quelle: Konica Minolta

Die Zukunft gehört denen, die die Möglichkeit erkennen, bevor sie

offensichtlich werden.Oscar Wilde