Leicht, flexibel, kostengünstig: gedruckte Elektronik

Bei dem Schlagwort "Druck" denkt man meist an traditionelle Printprodukte. Doch es werden nicht nur Bücher, Zeitungen und Zeitschriften gedruckt. Biegsame Displays, flexible Solarzellen und intelligente Kleidung sind nur einige Beispiele für eine zukunftsträchtige Entwicklung im Druckbereich: Organic and Printed Electronics.

Die Demonstratoren: Ein Demonstrator (linke Seite, Mitte) wurde an der HdM gedruckt

Das Schema des Demonstrators

Auf der Large-area, Organic & Printed Electronics Convention (LOPE-C) Ende Juni in Frankfurt wurde ein Set mit verschiedenen Demonstratoren vorgestellt, die die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten gedruckter Elektronik verdeutlichen. Einer der Demonstratoren wurde an der Hochschule der Medien unter der Leitung von Michael Wendler und Prof. Dr. Gunter Hübner gedruckt.

Es handelt sich dabei um eine mit einem leitfähigen Polymer (PEDOT/PSS) im Siebdruckverfahren gefertigte, komplett gedruckte Schaltung für einen Ring-Oszillator, die 26 organische Feldeffekttransistoren (oFET) enthält. Die Source/Drain-Strukturen der oFETs konnten mit einer Kanallänge von deutlich weniger als 100µm realisiert werden.

Partner der HdM bei der Herstellung des Demonstrators waren H.C.Starck (leitfähige PEDOT/PSS Druckpaste "Clevios"), Felix Schoeller (Substrat), sowie CEA-Liten (Schaltungslayout).

Forschungsschwerpunkts innovative Anwendungen der Drucktechnologien an der HdM

Die Hochschule der Medien beschäftigt sich im IAF innerhalb des Forschungsschwerpunkts innovative Anwendungen der Drucktechnologien (IAD) schon seit einiger Zeit mit dem Thema gedruckte Elektronik. "Ein großer Vorteil der gedruckten Elektronik ist, dass sie in der Herstellung um ein vielfaches kostengünstiger ist als herkömmliche elektronische Bauteile und so ein immenses Zukunftspotenzial hat.", so Prof. Dr. Gunter Hübner vom Studiengang Druck- und Medientechnologie. "Außerdem ergeben sich aufgrund ihrer Flexibilität und geringen Größe vielfältige Einsatzmöglichkeiten zum Beispiel als RFID-Transponder auf Verpackungen, als "Smart Cards", Kreditkartenartige Objekte mit integriertem Display, als gedruckte Antennen oder sogar als gedruckte Batterie."

Ein neues Forschungsprojekt im IAD beschäftigt sich mit der drucktechnischen Herstellung von Thermoelementen zum Thema "Waste Energy Harvesting".

Marktreife in den nächsten fünf Jahren

Der Organisator der LOPE-C, die Organic Electronics Association (OE-A) ein Industrieverband von über 120 Mitgliedern aus Europa, Amerika und Asien, bei der die HdM seit 2006 Mitglied ist, sieht innerhalb der nächsten fünf Jahre ein enormes Potenzial im Bereich der gedruckten Elektronik. Produkte wie zum Beispiel großflächige, flexible Displays und gedruckte Speicher wurden bereits der Öffentlichkeit präsentiert und sollen bis 2014 reif für den Massenmarkt sein.

Florian Fahrbach