Etiketten mit gedruckter Elektronik: Start des europäisches Forschungsprojektes Flexibility mit ETH-Beteiligung

Etiketten auf Tiefkühlprodukten, die signalisieren, dass die Kühlkette nicht eingehalten wurde. Dies könnte durch die Anwendung von gedruckter Elektronik Realität werden. Im europäischen Projekt Flexibility arbeiten elf Partner aus Wissenschaft und Industrie daran, diese Technologie voran bringen. Beteiligt ist auch die ETH Zürich. Federführend beim Projekt, das komplett "Flexible Multifunctional Bendable Integrated Light-Weight Ultra-Thin Systems" heisst, sind Forscher des Instituts für Print- und Medientechnik der Technischen Universität Chemnitz unter Leitung von Prof. Dr. Arved Hübler. Beteiligt als Industriepartner ist unter anderem Siemens. Hauptziel ist die Produktion flexibler multifunktioneller elektronischer Systeme unter Nutzung von Rollendruckverfahren auf Papier oder Folie. Eine zentrale Komponente ist dabei die von den Chemnitzer Forschern entwickelte Mehrlagentechnologie, die es ermöglicht, gedruckte elektronische Schaltungen über mehrere Ebenen zu verbinden. "Die quasi dreidimensionalen Transistorschaltungen eröffnen völlig neue Möglichkeiten, komplexe Systeme zu realisieren", erklärt Hübler.

Bei Flexibility spielt die Weiterentwicklung dieser gedruckten Schaltungen eine wesentliche Rolle für die geplanten Demonstratoren. Die neuartigen Etiketten sollen nicht nur auf Temperatur reagieren - wie bei der Überwachung der Kühlkette - sondern auch auf Bewegung. Wenn ein Kunde im Supermarkt ein Produkt in die Hand nimmt, gibt dieses ihm dann eigenständig akustisch oder optisch weitere Informationen, vom Preisnachlass bis zum Alleinstellungsmerkmal gegenüber Konkurrenzprodukten. Auch zum Diebstahlschutz könnten die Etiketten eingesetzt werden, nicht nur in Geschäften, sondern beispielsweise auch in Museen.

Um diese Demonstratoren zu realisieren, steht zunächst die Entwicklung der dafür notwendigen Einzelkomponenten im Fokus des Projektes: flexible Batterien, Solarzellen, gedruckte Schaltungen, Lautsprecher und Touch Screens sowie Bewegungs- und Temperatursensoren.

Das Team um Prof. Hübler befasst sich seit mehr als zehn Jahren mit der gedruckten Elektronik. Dabei nutzt es die traditionellen Druckverfahren Tiefdruck, Offsetdruck und Flexodruck nicht mehr zur Herstellung von Texten und Bildern, sondern von elektronischen Strukturen. Die Arbeitsgruppe hatte 2003 den weltweit ersten in dieser Form hergestellten Transistor gezeigt und erst kürzlich auf Papier gedruckte Solarzellen präsentiert. Die Mehrlagentechnologie, auf der das neue Forschungsprojekt aufbaut, wurde bereits veröffentlicht: Arved C. Hübler, Georg Schmidt, Heiko Kempa, Kay Reuter, Mike Hambsch, Maxi Bellmann: Three-dimensional integrated circuit using printed electronics; Organic Electronics 12 (2011) 419-423

Das Gesamtvolumen des Projektes beträgt 6,9 Millionen Euro für eine Laufzeit von vier Jahren, wovon knapp fünf Millionen Euro durch die Europäische Union gefördert werden. Insgesamt vereint Flexibility die Expertise von sieben Unternehmen und vier Forschungseinrichtungen aus sechs Ländern.