Suchen

Gedruckte Elektronik: Diese Highlights erwarten Sie auf der Lopec 2020

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Gedruckte Elektronik in 3D, roll- und faltbare Displays, 10. OE-A Competition: Vom 24. – 26. März 2020 zeigt die Lopec in München dieses Jahr Herstellungstechniken, Materialien und marktreife Anwendungen gedruckter Elektronik.

Firmen zum Thema

Durch robotergestützten Inkjetdruck kann gedruckte Elektronik auf 3D-Oberflächen in die Serienfertigung integriert werden.
Durch robotergestützten Inkjetdruck kann gedruckte Elektronik auf 3D-Oberflächen in die Serienfertigung integriert werden.
(Bild: Biermann&Jung)

„Mit gedruckter Elektronik lässt sich die steigende Nachfrage nach smarten Produkten mit anspruchsvollen elektronischen Zusatzfunktionen erfüllen – und das bei großer Designfreiheit“, betont Dr. Klaus Hecker, Geschäftsführer des Branchenverbandes und LOPEC-Mitveranstalters OE-A (Organic and Printed Electronics Association).

Seit einigen Jahren beobachtet Hecker zudem ein zunehmendes Interesse verschiedener Anwenderindustrien an individualisierbaren Fertigungsprozessen: „Das Ziel ist die Herstellung von maßgeschneiderten smarten Produkten zu konkurrenzfähigen Kosten.“ Diesen Trend greift die diesjährige LOPEC auf, denn die gedruckte Elektronik spielt hier eine Schlüsselrolle.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

„Wenn man die digitalen Fertigungstechnologien Inkjetdruck und Laserbearbeitung geschickt in Umgebungen der Massenfertigung integriert, können Produkte in-line individualisiert werden“, erklärt Professor Reinhard Baumann vom Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS: „Unikate lassen sich so mit Verfahren der Massenfertigung herstellen.“

In seinem Plenarvortrag auf dem LOPEC Kongress (26. März, 10:15 Uhr) wird Baumann diesen Ansatz und das von ihm koordinierte Fraunhofer-Projekt „Go Beyond 4.0“ erläutern. In dem Projekt entwickeln Forscher aus sechs Fraunhofer-Instituten zum Beispiel gedruckte und in glas- oder carbonfaserverstärkte Kunststoffe eingebettete Heizstrukturen für den Flugzeugbau sowie eine smarte Autotür mit Leiterbahnen, Sensoren, Schaltern und Leuchtdioden, die teilweise direkt auf die Karosserieteile gedruckt werden. Fraunhofer nimmt mit dem Projekt an der OE-A Competition teil und wird im Zuge dessen auch am Stand des Verbandes erste Prototypen zeigen.

Materialien und Prozesse im Fokus

Drucktinten und -pasten mit elektronischen Eigenschaften sowie flexible Trägermaterialien, die damit eine stabile Verbindung eingehen, bilden die Grundlage für 3D Structural Electronics. Dr. Hongye Sun vom Karlsruhe Institute of Technology wird auf dem LOPEC Kongress extrem dehnbare silberbasierte Drucktinten vorstellen. Das Konzept basiert auf der sogenannten Kapillarsuspension: Eine Substanz, die sich nicht mit der Hauptkomponente der Drucktinte mischt, bildet Brücken zwischen den Silberpartikeln. In ihrem Vortrag „3D printable and stretchable inks and their applications“ (Session „Materials III – Metal Inks“, 25. März, 16:00 bis 16:20 Uhr) wird Sun die Strategie erklären.

Rund 35 Materialhersteller – darunter Heraeus und Elantas aus Deutschland, ACI Materials aus den USA, GenesInk aus Frankreich, DuPont aus Großbritannien und Panasonic aus Japan – präsentieren ihre Neuheiten in München.

Ein weiterer Schwerpunkt der LOPEC liegt auf Fertigungsprozessen. Eine Alternative zum direkten Bedrucken von 3D-Teilen ist die Thermoverformung von auf Kunststoff gedruckten 2D-Komponenten. LOPEC-Aussteller Adenso hat eine Rolle-zu-Rolle-Drucktechnik mit integriertem Umformungsprozess für die Massenproduktion von 3D-Elektronik entwickelt. In der Kongress-Session „Upscaling and manufacturing processes“ (26. März, 14:00 bis 14:20 Uhr) wird Adenso-Geschäftsführer Uwe Beier die Umformung von gedruckter Elektronik näher beleuchten.

Aussteller watttron wiederum zeigt ein spezielles Heizsystem für die Thermoverformung: Es basiert auf vielen kleinen, in einer Matrix angeordneten Heizpixeln, deren Temperatur sich individuell programmieren und regeln lässt. Markus Stein, CEO des Unternehmens, wird in der Session „3D Structural Electronics“ (25. März, 14:20 bis 14:40 Uhr) darauf eingehen.

Im LOPEC Short Course „IMSE technology for smart molded structures“ (24. März, 9:30 bis 11:50 Uhr) informieren Dr. Pälvi Apilo und Dr. Outi Rusanen von dem finnischen Unternehmen TactoTek über das Potenzial der Spritzgusstechnik IMSE (Injection Molded Structural Electronics). Damit lassen sich gedruckte Schaltungen und andere elektronische Komponenten in 3D-Bauteile integrieren.

„Welche Materialien und Techniken sich am besten zur Herstellung von 3D Structural Electronics eignen, hängt von der jeweiligen Anwendung ab“, betont Hecker. „Da wir mit der LOPEC die gesamte Wertschöpfungskette der gedruckten Elektronik und verschiedene Anwenderindustrien abdecken, bieten wir Interessierten aus allen Branchen eine umfassende Entscheidungshilfe.“

Displays zum Falten und Rollen

Gedruckte Elektronik im Auto: Animation eines geschwungenen Displays als Human Machine Interface.
Gedruckte Elektronik im Auto: Animation eines geschwungenen Displays als Human Machine Interface.
(Bild: LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG / PolyIC)

„Zukünftig wird fast jedes Display ein Touchscreen sein, und zwar ein dreidimensional geformtes“, sagt Dr. Wolfgang Clemens von PolyIC aus Fürth. Auf der LOPEC zeigt PolyIC unter anderem geschwungene Displays und Bedienblenden mit Touchfunktion für Fahrzeuge, Waschmaschinen und andere Haushaltsgeräte. „Die gedruckten Touchscreens und Touchsensoren sind so dünn und flexibel, dass sie sich nahtlos in dreidimensional geformte Oberflächen integrieren lassen“, betont Clemens. Auf Schalter, Knöpfe und starre Displays kann zukünftig verzichtet werden. Dem Design eröffnen sich ungeahnte Möglichkeiten.

Im vergangenen Jahr kamen die erste faltbaren Smartphones in den Handel, das sich durch Ausklappen in ein Tablet verwandelt. Auch wenn die Alltagstauglichkeit noch nicht völlig gegeben ist, Dr. Klaus Hecker, Geschäftsführer des Branchenverbandes und LOPEC-Mitveranstalters OE-A (Organic and Printed Electronics Association) ist überzeugt: „Nach den geschwungenen Bildschirmen erobern jetzt falt- und rollbare Touchscreens den Markt. Diese Aufbruchsstimmung wird auf der LOPEC zu spüren sein. Bei den flexiblen Displays geht es mittlerweile weniger um Fragen der Entwicklung als vielmehr um die Überführung der Technik in die Produktion.“

TV-Geräte mit flexiblen Bildschirmen stehen im Mittelpunkt des Plenarvortrags „Flexible printed display technology: Opportunities & challenges“, den Dr. Xiolin Yan, Chief Technology Officer und Senior Vice President des chinesischen Unternehmens TCL Corporation, am 25. März um 09:40 Uhr auf dem LOPEC Kongress hält. TCL präsentierte im Januar den Prototypen eines Fernsehers mit ausrollbarem Display. Der im Inkjet-Verfahren auf Kunststoff gedruckte Bildschirm basiert auf einer Kombination aus organischen Leuchtdioden (OLED) mit Quantenpunkten (QD von quantum dots). Die QD-OLED-Schicht befindet sich zwischen zwei Elektroden und leuchtet bei Stromfluss. Eine Hintergrundbeleuchtung wie bei Flüssigkristallbildschirmen ist nicht nötig. Das macht den Bildschirm so dünn, flexibel und energiesparend. Weitere Informationen zu der QLED-Technik, finden Sie hier.

In der Session „Flexible and large-area displays“ (25. März, 11:30 Uhr – 12:50 Uhr) werden weitere Facetten des Themas aufgezeigt: Stefano Gottardi, Simbeyond, geht auf neue leuchtstarke OLED-Materialien ein, Professor Kei Hyodo, Yuasa System, auf den mechanischen Stress, dem die Bildschirme beim Falten und Rollen unterliegen. Dr. Mike Renn, Optomec, wiederum stellt Wrap-around-Bildschirme vor, die komplett um die Hardware herumgewickelt werden. Alternativen zur OLED-Technik stehen ebenfalls auf dem Programm: Dr. Bernd Zimmermann, Plastic Logic, konzentriert sich auf batteriefreie elektrophoretische Displays (EPD), die sich ebenfalls auf Folie drucken lassen.

OE-A Competition feiert Jubiläum

Bereits zum zehnten Mal organisiert die OE-A für ihre Mitglieder den Wettbewerb „OE-A Competition“. Internationale Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Universitäten präsentieren in drei Kategorien – Prototypes & New Products, Freestyle Demonstrator und Publicly Funded Project Demonstrator – ihre neuen Produkte, Prototypen und Konzepte. „Auch dieses Jahr zeigen wir im Rahmen der OE-A Competition wegweisende Beispiele neuer Produkte, die erst durch flexible Elektronik möglich werden. Viele davon sind weit über das Konzeptstadium früherer Jahre hinaus und entstammen der gemeinsamen Produktentwicklung mit Endanwendern. Das zeigt eindrucksvoll die Relevanz und Leistungsfähigkeit dieser Technologie für wichtige Anwenderbranchen“, sagt Dr. Klaus Hecker, Geschäftsführer der OE-A, einer Arbeitsgemeinschaft im VDMA.

Die insgesamt 24 Einsendungen aus 12 Ländern aus den Bereichen Medizin, Unterhaltungselektronik und Automobil, sowie Verpackung, Wearables und Smart Buildings stellt die OE-A auf ihrem Stand (Halle B0, Stand 212) auf der LOPEC 2020 aus.

Dazu gehört unter anderen das flexible, segmentierte, OLED-Panel von OLEDWorks. Die OLED Leuchte besteht aus mehr als 50 Segmenten von denen jedes einzeln adressierbar und voll dimmbar ist. Diese digitale OLED-Technologie eröffnet der Automobilindustrie völlig neue Designmöglichkeiten, insbesondere für Rückleuchten.

Aus dem Bereich „Smart Living“ ist der intelligenter Schuhsensor von IEE. Die wichtigen Anwendungen dieser Sensoren sind die Aktivitätsverfolgung, Trainingsunterstützung im Sport sowie eine Vielzahl medizinischer Anwendungen, wie die Erkennung des diabetischen Fußsyndroms, die Früherkennung neurologischer Erkrankungen und die Unterstützung bei der postoperativen Rehabilitation. Da die Folien dünn und flexibel sind, kann das Produkt so leicht in intelligente Schuhe integriert werden, ohne den Gehkomfort zu beeinträchtigen.

Auch dieses Jahr können die Messebesucher bei der Wahl des „Public Choice Award“ ihre Stimme für ihren Favoriten abgeben. Die Preisverleihung findet am Mittwochabend, 25. März während der LOPEC Dinner & Award Show statt.

Event-Tipp Sie interessieren sich für die Zukunft der Elektronikfertigung? Dann sind Sie beim 3D Electronics Forum – Design and Manufacturing am 7. Oktober in Würzburg genau richtig. Das vielfältige Programm mit hochkarätigen Referenten bietet einen idealen Mix aus den Bereichen gedruckte Elektronik, additive Fertigung, Funktionsintegration sowie Entwurf von 3D-Elektronik.

Melden Sie sich jetzt schon an und sichern Sie sich den Frühbucherpreis bis zum 31. August 2020.

OE-A stellt 8. Roadmap und aktuelle Geschäftsklimaumfrage vor

Während der LOPEC stellt die OE-A (Halle B0, Stand 212) zudem die neue Version ihrer Roadmap vor. Mehr als 100 Experten haben an der achten Ausgabe mitgewirkt. In den vergangenen Jahren wurden große Fortschritte bei der Einführung neuer Produkte in den Markt erzielt. Die Roadmap gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Anwendungen und Technologien und zeigt kurz-, mittel- und langfristige Trends der Branche auf. Einen besonderen Schwerpunkt legt die neue Roadmap dabei auf den Ausblick für Branchen wie Automobil, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Internet der Dinge, Druck & Verpackungen und intelligente Gebäude. Während der LOPEC stellt die OE-A außerdem ihre aktuelle Geschäftsklimaumfrage vor.

(ID:46375183)