Printed Electronics – Drucken mal anders

Klingendes Papier ohne sichtbare Lautsprecher, leuchtende Folien oder hauchdünne Solarzellen und Batterien. Alles nur Zukunftsmusik? Nicht ganz, denn eine neuartige Technologie zur Herstellung von elektronischen Produkten und Bausteinen erlebt zurzeit grossen Aufwind.

Die Technologie kurz erklärt

Gedruckte Elektronik – ein Begriff, den man bisher kaum irgendwo gehört oder gelesen hat. Unter dem Begriff versteht man nichts anderes als elektronische Elemente, welche ganz oder zu einem grossen Teil mittels Druckverfahren hergestellt worden sind. Dabei werden die Druckfarben durch elektronische, meist organische Funktionsmaterialien ersetzt. In flüssiger Form oder als Paste werden diese Materialien dann je nach Produkt ein- oder mehrschichtig auf das gewünschte Material (z.B. Folien oder Papier) gedruckt. Für die Herstellung kann auf bewährte industrielle Druckverfahren wie Offset-, Inkjet- oder Siebdruck zurückgegriffen werden. Allerdings müssen diese Druckverfahren für die Produktion von Elektronik aufgrund der sich von herkömmlichen Druckerfarben unterscheidenden Beschaffenheit der verwendeten Materialien angepasst und weiterentwickelt werden. Je nach Material, Grösse und Auflage eignen sich gewisse Verfahren mehr oder weniger.
Basierend auf der Technologie der gedruckten Elektronik wurde bereits eine ganze Reihe von Produkten wie beispielsweise organische Leuchtdioden (OLED), gedruckte RFID-Chips oder organische Solarzellen und Batterien entwickelt.
Gegenüber konventionell hergestellter Elektronik haben Komponenten, welche durch Druckverfahren hergestellt worden, sind ein paar wesentliche Vor- aber auch Nachteile:

Printed Electronics

Diese neuartige Technologie wird laut einer neuen Studie von MarketResearch.com die Zukunft in der Printbranche und in der Herstellung von Elektronik massgebend prägen. Glaubt man den Zahlen dieser Studie, so wird der globale Markt für gedruckte Elektronik in den kommenden vier bis fünf Jahren jährlich um ca. 30% wachsen.

Ultradünne und biegsame Lautsprecher

Seit über zwei Jahren hat ein Forschungsteam der Technischen Universität Chemnitz an einem Verfahren gearbeitet, hauchdünne, biegsame Lautsprecher auf Papier oder Folie zu drucken. Kürzlich konnten sie einen ersten Prototyp vorstellen. Aufgebaut sind die Lautsprecher aus mehreren Schichten eines leitfähigen organischen Materials und einer abschliessenden Schicht. Sobald Signale einer Audioquelle wie beispielsweise einem iPod oder einem Computer auf das Papier übertragen werden, beginnen die einzelnen Schichten zu vibrieren und geben so die Klänge von sich.
Mit solchen gedruckten Lautsprechern lassen sich Wiedergaben mit einem Schalldruckpegel von bis zu 80 Dezibel wiedergeben. Zu vergleichen ist diese Lautstärke mit einem vorbeifahrendem Auto, einem Wecker oder einem Rasenmäher. Die Qualität wird wohl niemals eine HiFi-Anlage ersetzen, doch abgesehen von fehlenden Bässen, sei die Klangqualität bereits sehr ansprechend.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten solcher Lautsprecherfolien sind enorm breit gefächert und reichen von sprechenden Verpackungen bis hin zu klingenden Tapeten. Die Produktionskosten belaufen sich momentan noch bei umgerechnet etwa CHF 25.- pro Quadratmeter. Durch Optimierungen beim Produktionsprozess soll dieser Betrag aber in naher Zukunft merklich nach unten korrigiert werden können. Wir können gespannt sein, ob und wenn ja, in welchen Formen sich diese Technologie durchsetzt.

Weiterführende Links:

N24-Beitrag zu gedruckten Lautsprechern
Forbes-Artikel: Sound From Paper
Video zu Printed Electronics – eine Übersicht und Zukunftsaussichten (English)
Wikipedia: Gedruckte Elektronik