gedruckte Elektronik


Elektronik kann auf Papier, Folie, Glas gedruckt werden. Hier auf print.de: Alles über Verfahren, Anwendungen, Trends.

Print lebt und wird wohl auch in den nächsten Jahrzehnten, vielleicht Jahrhunderten, noch leben. Doch Print bleibt nur dann attraktiv, wenn er sich verändert und dabei stetig weiterentwickelt. Vor diesem Hintergrund ist es also wichtig, stets nach interessanten Anwendungen Ausschau zu halten, die das Druckprodukt nicht nur wertiger machen, sondern ihm einen praktischen Zusatznutzen bringen. Und hier gibt es, schaut man sich einmal genauer um, eine Reihe vielversprechender Ansätze. Zu ihnen zählt im Funktionsdruck die sogenannte gedruckte Elektronik, die immer stärker in das Blickfeld der Druckindustrie rückt. Was gedruckte Elektronik ist, wie sie produziert und wo sie angewendet wird erfahren Sie auf dieser Seite. Plus: Aktuelle Entwicklungen und News aus der Branche.

Inhaltsverzeichnis:

Was ist gedruckte Elektronik?

Gedruckte Elektronik (englisch printed electronics) ist die Integration von organischer Halbleiter-Elektronik in (klassische) Print-Produkte. Sie gehört zu den primären Anwendungen im Bereich des funktionalen Druckens und ist eine Ergänzung der konventionellen Elektronik. Folgende Merkmale zeichnen gedruckte Elektronik aus:

  • Sie basiert auf flexiblen Substraten aus spezifisch funktionalisierten Polymerfolien (Kunststoff-Halbleiter).
  • Sie ist großflächig gestaltbar.
  • Sie ist weniger als ein Millimeter dünn.
Gedruckte Elektronik in der Automobilindustrie (Audi A8): OLED-Heckleuchte
Gedruckte Elektronik kommt beispielsweise in der Automobilindustrie zur Anwendung. Im Bild das aktuelle Beispiel Audi A8, gezeigt auf der Lopec 2018: Die integrierte OLED-Heckleuchte ermöglicht eine homogene Beleuchtung mit innovativem Lichtdesign. (Bild: Marc Winkel Fotografie 2015)

Nach oben

In welchen Verfahren wird gedruckte Elektronik produziert?

Gedruckte Elektronik – genauer: die Halbleiter aus Kunststoff – lassen sich im Massendruck einfach und immer kostengünstiger produzieren. Drei Verfahren kommen dafür im Wesentlichen zur Anwendung:

  1. Siebdruck
  2. Flexodruck
  3. Inkjetdruck

Nach oben

Im Siebdruck-Verfahren gedruckte Elektronik

Der Siebdruck ist imstande, dicke Schichten aus pastosen Materialien zu erzeugen, und wird daher für die industrielle Produktion von gedruckter Elektronik eingesetzt. Hergestellt werden in diesem Verfahren beispielsweise:

  • Leiterbahnen aus anorganischen Materialien, z. B. für Leiterplatten, Antennen oder Glucose-Teststreifen
  • isolierende Passivierungsschichten

Nach oben

Im Flexodruck-Verfahren gedruckte Elektronik

Das Flexodruck-Verfahren bietet mehrere Eigenschaften, die der Produktion von gedruckter Elektronik zugutekommen:

  • Die flexiblen Druckformen werden mittels Laserdirektgravur hergestellt, wodurch sehr feine Strukturen möglich sind.
  • Für das Reinigen der Druckformen nach dem Lasern erfolgt mit Wasser (ohne Lösemittel).
  • Tinten und Pasten mit leitenden, magnetischen hydrophoben, lichtleitenden oder korrosiven Eigenschaften können verdruckt werden.

Hergestellt werden im Flexodruck beispielweise Leiterplatten, Sensor- oder Speicher-Etiketten. Aber auch für RFID-Antennen oder smarte Verpackungen (beispielsweise für Arzneimittel – Sprungmarke) kann das Verfahren zum Einsatz kommen.

⇒ Weitere Informationen zum Flexodruck finden Sie hier.

Nach oben

Im Laser-Inkjet-Verfahren gedruckte Elektronik

Beispiele für im Laser-Inkjet-Verfahren gedruckte Elektronik sind Anwendungen aus der Leiterplatten- und Keramikindustrie. Das Besondere an dem Verfahren – dem sogenannten Lasersonic-Prozess – ist, dass der Tropfen anstatt aus einer Düse durch Laserbeschuss direkt aus der Oberfläche eines Farbfilms emittiert und so unmittelbar und berührungslos auf den Bedruckstoff übertragen wird. Lasersonic kann neben handelsüblichen Druckfarben auch sehr viele Funktionspigmente verdrucken.

Auch ist mit dem Laser-Inkjet-Verfahren erstmals der gesamte Farbraum, den auch die konventionellen Druckmaschinen verwenden, digital nutzbar. Kostspielige Druckkopfwechsel sollen mit der Lasersonic-Technologie genauso der Vergangenheit angehören wie teure Spezialtinten.

⇒ Weitere Informationen zum Inkjet finden Sie hier.

Nach oben


Grundlagenwissen Drucktechnik

Weitere Basis-Informationen zu den Themen Datenerstellung, Druck und Weiterverarbeitung finden Sie in unserem E-Dossier “Grundlagenwissen Drucktechnik”.

E-Dossier "Grundlagenwissen Drucktechnik"
Alle wichtigen Informationen rund um die Druckproduktion fasst das E-Dossier „Grundlagenwissen Drucktechnik“ zusammen, das als Download (PDF-Datei) erhältlich ist. ⇒ Weitere Informationen per Klick auf das Bild!

Der Inhalt im Überblick:

  • Datenworkflow und medienneutrale Speicherung
  • Prepress-Systeme – Von den Daten zum Druck
  • Digitaldruckverfahren
  • Offsetdrucksysteme
  • Bedruckstoffe und Veredelung
  • Druckfarben
  • Druckweiterverarbeitung
  • Logistik und Materialfluss
  • Neue Anwendungen

⇒ Hier erfahren Sie mehr über das “Grundlagenwissen Drucktechnik”! ⇐


Nach oben

Für welche Anwendungen wird gedruckte Elektronik benötigt?

Inzwischen gibt es eine Reihe von Anwendungen, wo die gedruckte und organische Elektronik benötigt wird und sogar auf dem Weg in breite Massenmärkte ist. Von der Rolle gedruckte integrierte Systeme sind kostengünstig, kompakt und energieeffizient. Leitfähige Polymere (Pedots) werden bereits in größeren Mengen drucktechnisch produziert. Beispiele für elektronische Anwendungen sind:

  • Konsumgüter
  • Industriesteuerungen
  • gedruckte Sensoren und Antennen für die Automobil-Industrie
  • Antistatik-Beschichtungen
  • OLED-Displays (organische Leuchtdioden-Anzeigen), z. B. für Navigationsgeräte oder Klimaanlagen
  • Elektrolumineszenz-Displays
  • organische Photovoltaik (OPV), also die Produktion von Solarzellen-Elementen
  • elektronische Produkt-Label zum Schutz vor Fälschungen
  • Temperatursensoren für Lebensmittel-Verpackungen

Der Übergang von der Mikro- zur Nanotechnologie (nano = der millionste Teil eines Millimeters) wird für Print-Anwendungen aller Voraussicht nach ganz neue Perspektiven ermöglichen.

Nach oben


Gedruckte Elektronik in der Praxis

Die gedruckte und organische Elektronik eröffnet vielen Branchen ungeahnte technische und gestalterische Möglichkeiten. Aber – in welchen Bereichen wird Elektronik schon großflächig gedruckt und womit und worauf wird gedruckt? Das E-Dossier “Gedruckte Elektronik in der Praxis” gibt Antworten auf diese Fragen.

⇒ Hier: Weitere Infos zum E-Dossier “Gedruckte Elektronik in der Praxis”! ⇐


Nach oben

Aktuell im Fokus: Gesundheitsversorgung

Ein Thema, das die Hersteller von gedruckter Elektronik derzeit bewegt, ist die Gesundheitsversorgung. Sie rückt neben dem Unterhaltungs- und Automobilsektor immer mehr in den Fokus. Dr. Ton van Mol, Technical Chair des Lopec-Kongresses und Geschäftsführer des Holst Centre in Eindhoven (Niederlande), sagte dazu im Rahmen der internationalen Fachmesse Lopec 2017 (Sprungmarke): “Eine Idee ist, gedruckte Elektronik für das Gesundheitsmonitoring von Patienten in ihren eigenen vier Wänden zu nutzen. Das Ziel lautet, Probleme rechtzeitig zu erkennen, damit immer weniger Leute auf eine Behandlung im Krankenhaus angewiesen sind.”

Und wie sieht das in der Praxis aus? Dr. Ton van Mol: “Das Monitoring von Vitalfunktionen gelingt hier am einfachsten über Sensoren, die direkt und ständig auf der Haut getragen werden, integriert in eine Art Patch, in Bandagen oder Kleidungsstücke. Für einen optimalen Hautkontakt brauchen wir stretchfähige elektronische Komponenten, denn Menschen bewegen sich und dehnen die Haut dabei. Hier bietet die gedruckte Elektronik einen klaren Vorteil, denn sie behält ihre elektronischen Eigenschaften auch bei Dehnung und kann auf flexible Folien oder Textilien aufgebracht werden.”

In anderen Bereichen der Medizin wird gedruckte Elektronik bereits verwendet, etwa für Schnelltests oder für Verpackungen von Arzneimitteln. Diese können die regelmäßige Einnahme kontrollieren, erklärt Dr. Ton van Mol: “Auf die Blisterverpackungen sind kleine Schaltkreise gedruckt, die unterbrochen werden, wenn der Patient seine Pille entnimmt. Über ein Funksignal lässt sich das verfolgen.”

Nach oben

Lopec – Messe für gedruckte Elektronik

Die Lopec ist eine internationale Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik, sie findet jedes Jahr im März auf dem Gelände der Messe München statt. Gezeigt werden Druckmaterialien und -anlagen sowie Prototypen und Produkte mit gedruckten Elektronikkomponenten. Die folgende Übersicht fasst die wichtigsten aktuellen Daten zur Lopec zusammen:

Kontakt: Lopec-Besucher-Hotline
Messegelände
81823 München
Telefon: +49 89 949-11618
Website: www.lopec.com
Anzahl Kongressbeiträge der letzten Veranstaltung: 188 Beiträge aus 25 Ländern
Anzahl Aussteller der letzten Veranstaltung: 153 Aussteller aus 21 Ländern
Anzahl Besucher der letzten Veranstaltung: 2.500 Teilnehmer aus 51 Ländern
Nächster Termin:
  • Fachmesse: 20. – 21. März 2019
  • Kongress: 19. – 21. März 2019

Nach oben

Wie sieht gedruckte Elektronik in der Zukunft aus?

Den Einschätzungen der Lopec-Veranstalter zufolge wird gedruckte Elektronik in Zukunft mehr und mehr zur Anwendung kommen: Insbesondere bei Sensoren für smarte Gebrauchsgegenstände sowie für die digitalisierte Industrie sei die Nachfrage gestiegen, heißt es in der Zusammenfassung zur Lopec 2018. Als Beispiele für aktuelle Innovationen werden genannt:

  • leitfähige Nanotinten
  • rollbares Glas als Trägermaterial
  • extrem dünne Sensoren

Nach oben

Gedruckte Elektronik auf Papier

Dem Institut für Print- und Medientechnik der TU Chemnitz ist es gelungen, den Druck von Elektronik auf Papier in eine Rollenfertigung zu überführen. Gedruckt werden Lautsprecher für einen Bildband: Beim Umblättern beginnt der Lautsprecher im Inneren des Blattes zu tönen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über drei Jahre mit rund 1,4 Mio. Euro gefördert.

Auf Papier gedruckte Elektronik (Lautsprecher)
Auf Papier gedruckte Elektronik: Dr. Georg Schmidt (links) von der TU Chemnitz und Student Robert Eland kontrollieren die Qualität eines Lautsprecher-Probedrucks. (Bild: Foto: TU Chemnitz/Uwe Meinhold)

⇒ Nähere Informationen zu den im Rolle-zu-Rolle-Verfahren gedruckten Lautsprechern finden Sie hier.

Nach oben

Jobs in der Produktion von gedruckter Elektronik

Wer einen Job in der Produktion von gedruckter Elektronik – oder generell in der Druckbranche – sucht, sollte regelmäßig den Stellenmarkt von print.de aufrufen. Die Stellenangebote auf unserer Seite stammen direkt von den Unternehmen und sind nach Aktualität gelistet. Sie können nach Beruf sowie nach Ort oder Postleitzahl gefiltert werden.

⇒ Freie Stellen finden Sie hier im Stellenmarkt auf print.de.

Artikel u. a. unter Verwendung von Beiträgen von Frank Lohmann, 13.07.2018.