Der Eroberungszug der gedruckten Elektronik

 

Das Marktvolumen von organischer Elektronik liegt zurzeit weltweit bei 2,2 Milliarden Dollar und 30 Prozent davon ist der Anteil an gedruckter Elektronik. Alleine im Verpackungsdruck wird dazu ein Wachstum auf 1,7 Milliarden Dollar bis zum Jahre 2022 prognostiziert und man spricht dann von 35 Milliarden verkauften Einheiten die Printed Electonics beinhalten. Bis zum Jahre 2022 wird ein Wachstum des gesamten Marktes auf 45 Milliarden Dollar veranschlagt und davon sind dann 56 Prozent gedruckte Elektronik. Unter diesen Aussichten konnte man in Berlin die neuesten Tendenzen und Entwicklungen studieren.

 

 Text: Prof. Dr. Werner Sobotka

 

Vorweg vielleicht ein völlig neuer Markt, welcher hier vorgestellt wurde: Flexible E-Paper. LG Display hat mit der Massenproduktion des ersten plastischen elektronischen Papierdisplay (EPD) für den Einsatz in E-Books begonnen. Und man prophezeit, dass der 6 Zoll XGA (1024x768) e-Ink plastic EPD den E-Book Markt revolutionieren wird. Durch die Innovation in Funktionalität und Design bietet dieser neue LG Display dem Leser ein papierähnliches Leseverhalten auf einem Kunststoffsubstrat, das genauso dünn wie der Schutzfilm eines Mobiltelefons ist und ein Design welches das Verbiegen des Displays um bis zu 40 Grad vom Mittelpunkt des Displays aus möglich macht. Im Vergleich zu Glas EPDs derselben Größe und derselben Auflösung, ist es nur 0,7 Millimeter dick. Das ist um ein Drittel dünner als Glas-EPDs, auch ist es um die Hälfte leichter. Lesen in neuen Dimensionen; trotzdem bleibt es auch in Zukunft eine Domäne der Druckindustrie - allerdings in der Form von Printed Electronics. Vielleicht nur zu Definition von Gedruckter Elektronik: Damit bezeichnet man elektronische Bauelemente, Baugruppen und Anwendungen, die vollständig oder teilweise mittels Druckverfahren hergestellt werden. Anstelle von Druckfarben werden elektronische Funktionsmaterialien, die in flüssiger oder pastöser Form vorliegen verdruckt. Häufig handelt es sich dabei um organische Materialien, insofern wird die gedruckte Elektronik als Schlüsseltechnologie zur Anwendung von organischer Elektronik angesehen.

 

Neue Einsatzmöglichkeiten

Zurückkommend auf die „Printed Electronics & Photovoltaics Europe 2012“ Konferenz in Berlin: Wie wird nun die Werbe- und Promotion und Verpackungsindustrie durch die Anwendung von Printed Electronics verändert oder erweitert? Die Bereiche Werbung, Promotion und Verpackung – die Kerngeschäfte der Druckindustrie auf Papier -nehmen am schnellsten neue Ideen und Technologien auf und setzen sie auch rasch und im großen Maßstab um. Die Vorreiter setzen immer mehr gedruckte Elektronik ein um bessere und mehr Aufmerksamkeit erregende Verkaufsständer, Plakate, Tear-off Promotions, Mailings, Giveaways und sogenannte „ Point of Sale“ Materialien als Marktverstärker zu kreieren. Einsatzgebiet ist zum Beispiel der Ersatz von konventionellen, sich regelmäßig ändernden Papierdisplays. Bewegliche Farbbillboards sind nun mit großen Flächen von Plastikfilm erzeugbar und erzielen dadurch eine zehnmal höhere Aufmerksamkeit. Man kann ein Papierdisplay durch das einfache Anpinnen eines haftenden Klebefilms in eine elektronische Anzeigetafel verwandeln. VTT zeigte ein interaktives Spiel in einer Papierverpackung und erhielt dafür den Sonderpreis in Berlin. Menippos hat eine Million „Hurrafußball“ elektronische Papierkarten verkauft, die den Zutritt zu Internetspielen ermöglichen. Thin Film Electronics AB verwirklicht bereits Spielkarten mit 100 Megabyte oder mehr gedruckte Speicherkapazität. Loc8tor gedruckte Elektronik findet verlorene Gegenstände oder löst Alarm aus, wenn sich jemand mehr als eine bestimmte Distanz entfernt. Die völlig neuen Einsatzmöglichkeiten von Printed Electronics beinhalten: Batterien, Antennen, Verbindungsschichten, Schalter, Keyboards, Memories und Licht aussendende oder Licht reflektierende Displays, welche extrem dünn zu niedrigsten Kosten gedruckt werden können. Und das ist erst die Spitze des Eisbergs wenn man die Einsatzmöglichkeit für gedruckte Transistoren, Laser, Sensoren und Dioden heranzieht. Intelligente Plastikfilme, die durch klassische Druckverfahren hergestellt werden, können als Mikrophone und Lautsprecher eingesetzt werden oder sie verändern ihre Textur, Farbe oder Gestalt, wenn man sie an elektrischen Strom anschließt.

 

Magische Technologie

Stellen Sie sich ein Plakat vor welches in der Gestalt eines sprechenden Gesichtes agiert wenn sie sich nähern. Artificial Muscle Inc druckt Elektroden als sogenannte elektroaktive Plastikfilme, ein Einsatz sind automatische Zoom Linsen in billigen Digitalkameras die so klein, billig und leicht sein können, dass sie auch als Digitalkameras in Form von Promotional Gifts verwendet werden können. Es gibt sogar Kunststoffe die elektronisch versperrt werden können. Der Science Ficition Schriftsteller Artur C. Clarke, der den geostationären Satelliten erfunden hat, sagt, dass jede erfolgreiche neue Wissenschaft unwiederbringlich mit dem Begriff „magisch“ verbunden werden kann. Der Traum des Einsatzes der Printed Electronics für etwas oder in einem Produkt klingt wirklich „magisch“, vor allem in Hinblick auf die Kreation des bionischen Menschen, die Verwirklichung von essbarer Elektronik oder smarter Kleidung, welche in Berlin bereits die Fashionindustrie erreicht hat und dort in Modeschauen präsentiert wurde. Es bestehen klar vorgezeichnete Wege, die uns zu diesen magischen Dingen führen und sie lassen die heutigen Brands- und Produktdesigner wie Neandertaler aussehen, wenn sie nicht über all die neuen Möglichkeiten, die sich durch Printed Electronics eröffnen Bescheid wissen.

 

Potential für die Branche

Die Verfahren zur Herstellung von Printed Electronics sind Siebdruck, Tiefdruck, Offset und Inkjet. Meistens werden elektrisch oder elektronisch funktionale optische Farben auf Substrat aufgebracht, welche aktive und passive Produkte kreieren. Dabei erwartet man von Gedruckter Elektronik Ergebnisse, die zu niedrigsten Kosten und mit geringstem Aufwand eingesetzt werden können. Folgende Technologien werden die Druckbranche in Zukunft noch stark beschäftigen:

• Animierte, Licht aussendende Tapeten von elumin8
• Notizbücher mit Papierrechnern versehen von Power Paper
• Unsichtbare Elektronik (OLED Displays) vor allem in der USA
• Leuchtende Stoffe als neue Textilien
• MIT Smart Paper (programmierbares Papier ohne die Grenzen der Elektronik)
• 6, Stretchable Electronics (für Medizin, Spielzeug, Werbematerial und Roboter)
• Roll-to-roll hergestellte OLEDs
• Origami Electronics
• Flexible Displays in Farbe als Alternative zu monochromen, elektrophoretischen Displays
• Magisches Metall (durch Temperatur wird die Oberfläche zum Spiegel oder sie beginnt zu sprechen).
• Power Shirt (erzeugt elektrische Energie durch Bewegung)
• Flexibles Uhrenkonzept unter der Verwendung von e-paper
• Quantum Papier (leuchtende Teile in der Dunkelheit)
• Gedruckte Batterien einer Linzer Elektronikfirma

 

Diese Beispiele sind nur einige Möglichkeiten, die sich in den nächsten Jahren als Märkte für die Druckindustrie anbieten. Es handelt sich hier um Potenzial, das von Druckereien derzeit kaum erkannt und kaum angewandt wird. Noch…