Visionen werden wahr: Mit gedruckter Elektronik die Märkte erobern

Kinderbücher mit Lichtschaltern, hauchdünne Leuchtkacheln, Solarzellen von der Rolle oder die Handtasche mit eingebauter Handy-Aufladestation – wenn Druck auf Elektronik trifft, werden viele Wünsche endlich wahr.

Die neuen Verfahren versprechen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, eine kostengünstige Herstellung sowie Massentauglichkeit. Inzwischen sind aus den Laborversuchen und Prototypen reelle Verfahren und Produkte geworden. Eine große Chance für die Druckindustrie und ein willkommener Wachstumsmarkt.

„Bei Hunger drücken“ – schon bringt der Bote die lecker duftende Lieblingspizza. Dafür sorgt demnächst der „VIP Fridge Magnet“. Ein Kühlschrankmagnet – ausgestattet mit einem Bluetooth-Sensor und Speicherchip –, mit dem sich per Knopfdruck die Lieblingspizza bestellen lässt. Red Tomato will den „Pizzanotruf“ ab diesem Sommer seiner Kundschaft anbieten. Leider kommt nur ein kleiner Teil in diesen Genuss, da der Pizzabäcker in Dubai ausliefert. Aber das ist auch nur ein Vorgeschmack auf das, was uns vermutlich in Zukunft erwartet.

„Branding über Kühlschrankmagnete ist an sich nichts Neues. Das gibt es schon lange“, erklärt der österreichische Marketingberater Christian Mikolasch von Brand Big Bangs. Aber den funkenden Pizzanotruf hält er für eine sehr innovative Idee. „Hier sehen wir ein gängiges Konzept, das mithilfe neuester Technologie wiederaufbereitet wird. Ich finde das einfallsreich und erfolgsversprechend.“ Der magnetische Bestellknopf werde keine Einzelerscheinung bleiben. In Zukunft werden auch andere Unternehmen versuchen, ihre Marke mit ähnlichen Konzepten in den Haushalten zu etablieren – so seine Prognose. Vermutlich wird er recht behalten. Denn Vieles, was bislang wie Zukunftsmusik klang, ist längst keine Spielerei mehr, sondern Wirklichkeit: T-Shirts, deren aufgedruckte Logos wie ein Equalizer ausschlagen, wenn der DJ die Lautstärke ändert. Kosmetikverpackungen, die aufleuchten, sobald sich eine Kundin nähert. Grippemedikamente, deren Verpackung die Körpertemperatur des Patienten misst. Mini-Bildschirme in Zeitschriften, die Videoclips zeigen.

Die Revolution in der Druck- und Elektronikindustrie

Möglich werden diese Anwendungen durch die sogenannte organische und gedruckte Elektronik – englisch printed electronics. Dabei werden „elektronische Bauelemente, Baugruppen und Anwendungen (zum Beispiel Schaltkreise, Batterien oder Sensoren) vollständig oder teilweise mit Druckverfahren hergestellt. Anstelle der Druckfarben werden elektronische Funktionsmaterialien, die in flüssiger oder pastöser Form vorliegen, verdruckt“. So die Definition in Wikipedia. Die Elektronikindustrie erhofft sich viele Vorteile durch die Möglichkeit, großflächige und flexible Bedruckstoffe wie Papier und Kunststoff zu bedrucken.

Fast alle industriellen Druckverfahren sind prinzipiell dazu geeignet – vom Offsetdruck über den Tiefdruck bis hin zu Flexo- und Siebdruck sowie Inkjet. Und die Perspektiven sind vielversprechend, einige markttaugliche Produkte gibt es bereits: etwa RFID-Chips, die sich ohne Berührung auslesen lassen, oder Solarzellen und Displays. Die Massenproduktion von OLED-Displays ist heute schon ein Multimilliarden Markt.

Weitere Anwendungsfelder liegen in intelligenten Verpackungen, in der Medizintechnik und Pharmaindustrie oder im Bereich Consumer-Elektronik. Auch klassische Printprodukte lassen sich mit den neuen Verfahren aufwerten: Zum Beispiel sind sogenannte Elektronlumineszensplakate möglich, die mit Licht- und Farbeffekten oder Animationen belebt werden. Dabei werden schon beim (Sieb-)Druck mehrere Schichten aus Zinksulfid und Kupferelementen auf die Plakatfolie aufgetragen. Zwischen diesen Leiterbahnen liegt das Leuchtmaterial , über eine programmierbare Platine wird Strom zugeführt. So können die verschiedenen Flächen der Folien aufleuchten. Wird gedruckte Elektronik dann noch kombiniert mit 3D-Druck, lassen sich sogar in einem Arbeitsschritt dreidimensionale Objekte herstellen – sofort komplett ausgestattet mit Elektronik.

Ein Milliardenmarkt

Die Möglichkeiten sind also vielfältig, die Chancen enorm, und der Markt wächst rasant: So zeigt eine aktuelle Studie von IDTechEx, einem Beratungsunternehmen für Printed Electronics, dass der Markt für gedruckte und potenziell gedruckte Elektronik dieses Jahr bei 9,4 Milliarden US-Dollar liegen wird. Diese würden auf vier Hauptmärkte verteilt werden: Für OLED-Displays – vorangetrieben von den Smartphones –, für E-Paper-Materialien,  für konduktive Farben sowie für Photovoltaik.

Auch die Studie „Impact of 2020 Megatrends on Chemicals“ von Frost & Sullivan setzt auf die organische Elektronik als Megatrend, „der sich langfristig auf Wirtschaft, Politik, Kultur und persönliche Lebensbereiche auswirken wird“. Die wachsende Bedeutung der Branche belegt zudem ein Bericht von Markets and Markets. Dieser prognostiziert dem Markt der organischen und gedruckten Elektronik einen über hundertprozentigen Umsatzanstieg auf rund 25 Milliarden US Dollar bis 2015.

„Die organische Elektronik ist ein Markt mit großem Zukunftspotenzial und wird einen festen Platz in unserer Lebenswelt einnehmen, beispielsweise bei intelligenten Labeln auf Lebensmittelverpackungen, bei Solarzellen auf Fensterscheiben. Eine ganz aktuelle Anwendung findet die organische und gedruckte Elektronik bei E-Book Readers und Touchscreens. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Techniken bei Druck- und Fertigungsverfahren in Verbindung mit kostengünstigen Materialen ergeben sich quasi unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten“, so Wolfgang Mildner, Geschäftsführer der PolyIC GmbH & Co. KG und Vorstand der Organic and Printed Electronics Association, kurz OE-A.

Vor allem die Logistik wird von RFID-Chips profitieren, die Informationen speichern und diese über kontaktlose Lesegeräte an ein zentrales System weitergeben. Damit lässt sich etwa im Kampf gegen die Produktpiraterie eine Warenkette überwachen. Noch spannender wird’s, wenn die gedruckte Elektronik nicht nur auf der Umverpackung, sondern auch auf dem Einzelprodukt sinnvoll genutzt werden kann. Beispiele gibt es bereits im medizinischen Bereich, in naher Zukunft warten möglicherweise elektronische Bücher mit aufrollbaren Displays. Und mit Nanotechnologie können beispielsweise sogar hauchdünne Displays auf Tickets, Grußkarten, Verpackungen oder in Magazine oder Kataloge gedruckt werden – der Experimentierfreude sind keine Grenzen gesetzt.

Printed Electronics auf der drupa

Am ersten Tag des „Future-of-Print“-Wochenende, am 12. Mai, zeigt die OE-A im drupa cube anhand von Expertenvorträgen, wohin die Reise mit „Printed Electronics“ künftig gehen kann. „Für die werbetreibenden Printbuyer ist das ein Quantensprung, für die Druckbranche ein realistisches hohes Potenzial“, so Manuel Mataré, Director der drupa. „Weil sich dadurch in einem neuen Markt neue Geschäftsfelder erschließen lassen, wollten wir dieses Thema unbedingt integrieren.“

Die Zukunft mit gedruckter Elektronik wird auf der drupa auch noch andernorts zu sehen sein. Beispielsweise bei den geführten drupa-Highlights-Touren oder im drupa innovation park, kurz dip, in Halle 7. Dort werden einige Unternehmen gemeinsam mit der OE-A ihre Innovationen in dem noch jungen Fachbereich präsentieren  – zum Beispiel die interaktive Visitenkarte mit flexiblem Display, die sprechende Verpackung oder ein Brettspiel mit aufgedruckter Batterie, welche OLED-Spielfelder zum Aufleuchten bringt. Die Besucher werden einige spannende Give-aways mit nach Hause nehmen können. Wer sich in den weiteren Hallen die neuesten Innovationen zur gedruckten Elektronik zeigen lassen will, findet in der Roadmap Printed Electronics Products die Messestandorte sämtlicher Unternehmen, die in diesem Bereich forschen oder produzieren.

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