Výroba elektroniky tiskem přinese revoluční možnosti

S funkčními materiály z nanočástic a inovativním tiskařským procesem přinášejí vědci ze společností BASF a Druckmachinen z Heidelbergu a Technické Univerzity Darmstadt revoluci do celé technologie tisku. Zatím ze spolupráce vznikly např. organické elektronické produkty s potenciálem do budoucnosti, jako jsou fotovoltaické fólie nebo ohybatelné světelné diody. Partneři sdružení Fóra organické elektroniky plánují v rámci projektu NanoPEP představit první tištěnou elektroniku do tří let.

„Elektronika budoucnosti bude flexibilní a ohybatelná. Již v krátkém časovém horizontu bude možné jemnými metodami tisknout na flexibilní podklady elektronické komponenty šetrně k životnímu prostředí a s nízkými náklady. Využíváním inovativních postupů a materiálů, na nichž aktuálně pracujeme, vytváříme zcela novou škálu využití tiskařské technologie v oblasti organické elektroniky. Vzhledem k tomu, že pracujeme na modulárním principu, jsme schopni poskytnout řadu modulů pro cenově efektivní masovou výrobu,“ říká vedoucí projektu ve společnosti BASF Prof. Bernd Sachweh.

Organická elektronika je založena na vodivých polymerech, anebo dokonce ještě menších molekulách organické chemie a je považována za jednu z klíčových technologií budoucnosti. Technologie využívá široké škály od organických obvodů a procesorů přes fotovoltaiku až po organické svítivé diody. Jedním z mnoha uplatnění tištěné elektroniky jsou inteligentní viněty vybavené senzory. Tyto transpondéry, které je možné tisknout společně s anténami na fólie, mohou být využity k měření teploty i vlhkosti vzduchu, což je důležité pro přepravu a skladování zboží.

Ačkoli je dnes již možné tisknout jednoduché integrované obvody, skutečnou výzvou je vyrobit flexibilní elektroniku. U těchto aplikací je třeba tisknout funkční materiály – vodivé organické molekuly – ve velice tenkých, pouhý nanometr silných vrstvách na sebe a ty pak nanést na ohebný plast nebo papír. Je zjevné, že nároky na takový tisk podstatně přesahují ty na tisk grafický.

Jedním z hlavních zájmů výzkumu v rámci společného projektu je vývoj hybridních materiálů tvořených z anorganických a organických komponent. Společnost BASF vyvíjí nové výrobní procesy pro výrobu funkčních nanomateriálů, jako je oxid zinečnatý zesílený polymery. Tyto materiály vytvářejí jisté struktury, anebo se autonomně uspořádávají do tvarů a vzorců, čímž nabízejí nové vlastnosti pro technologii tisku.

Díky svým zvláštním vlastnostem, jako je jednotná vodivost, jsou nanočástice ideálním řešením pro náročné kvalitativní standardy vyžadované organickou elektronikou. Nanočástice používané pro tento účel jsou vázané v kapalině. Tato technologie eliminuje přímý kontakt s těmito materiály, zajišťuje bezpečnou manipulaci a umožňuje ekologicky šetrnou výrobu inovativních elektronických produktů.

V trojfázovém procesu od laboratoře až po výrobní prostředí se odborníci snaží optimalizovat souhru mezi materiály, uplatněním a procesem tisku.