
Tässä artikkelisarjassa pyrimme määrittelemään painetun elektroniikan, toiminnallisen painamisen ja teollisen painamisen alueet sekä tunnistamaan, missä ne ovat päällekkäisiä nykyisten markkinoiden kanssa ja missä on uusia mahdollisuuksia.
Kun mainitaan ”painettu elektroniikka”, aihe herättää yleensä tunnustusta ja ymmärrystä, vaikka sen laajuus ja sovellukset ovat edelleen epäselviä.
Wikipedia määrittelee painetun elektroniikan ”joukoksi tulostusmenetelmiä, joita käytetään sähkölaitteiden luomiseen erilaisille alustoille. Substraatille kerrostetaan sähköisesti toimivia elektronisia tai optisia määriä, jolloin syntyy aktiivisia tai passiivisia laitteita, kuten ohutkalvotransistoreja tai vastuksia. Tulostetun elektroniikan odotetaan helpottavan laajalle levinnyttä, erittäin edullista ja pienitehoista elektroniikkaa sovelluksiin, kuten joustaviin näyttöihin, älykkäisiin tarroihin, koriste- ja animaatiojulisteisiin ja aktiivisiin vaatteisiin, jotka eivät vaadi suurta suorituskykyä.”
Määritelläänpä painettu elektroniikka miten tahansa, yksi asia on varma: se on nopeasti kasvava ala.
Yhdistyneessä kuningaskunnassa toimiva markkinatutkimus-, konsultointi- ja tapahtumaryhmä IDTechEx ennustaa, että painetun, joustavan ja orgaanisen elektroniikan kokonaisliiketoiminta kasvaa 16,04 miljardista dollarista vuonna 2013 76,79 miljardiin dollariin vuoteen 2023 mennessä.
Suurin osa liiketoiminnasta liittyy OLED-näyttöihin, joita käytetään pääasiassa älypuhelinten valaistuina näyttöinä, sekä johtaviin musteisiin, joita käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten aurinkosähköpaneeleissa, kosketusnäyttöjen kehyksissä ja antenneissa. Lisäksi on paljon muita uusia tekniikoita ja komponentteja, kuten urheiluvaatteissa käytettävää venyvää elektroniikkaa, muistia ja ohutkalvotransistoreja sekä painettuja ja joustavia antureita, kuten biotekniikassa käytettäviä antureita.
IDTechExin toimitusjohtaja Raghu Das selittää, että painettu elektroniikka on laaja käsite, johon kuuluu monia eri kypsyysasteella olevia teknologioita: ”Aihe kattaa painetun, joustavan ja orgaanisen elektroniikan, jota voidaan käyttää tai olla käyttämättä perinteisten elektroniikkakomponenttien kanssa. Joitakin laitteita on kehitetty yli kaksikymmentä vuotta, toiset ovat vasta nyt tulossa markkinoille. Tähän mennessä painettu, orgaaninen ja joustava elektroniikka on mahdollistanut neljä miljardien dollarien markkinasegmenttiä – OLED-näytöt, glukoosisensorit, sähköiset lukulaitteet ja johtava muste aurinkosähköä varten.”
Esitellessään varsinaisia sovelluksia, joita painetulla elektroniikalla voidaan luoda näyttöjen lisäksi, Das mainitsee glukoositestiliuskat ja aurinkopaneelit suosituimpina ja menestyneimpinä sovelluksina. Yleisesti ottaen kulutustavarat, terveydenhuolto, liikkuvuus, elektroniikka, media ja mainonta ovat joitakin aloja, jotka voivat hyötyä painetusta elektroniikasta, mikä luo mahdollisuuksia yrityksille, joilla on jo valmiiksi painetun elektroniikan tuottamiseen tarvittava teknologia. ”Perushyödykesegmenteillä toimivilla yrityksillä on mahdollisuus käyttää painettua elektroniikkaa tarjotakseen arvokkaita tuotteita, kuten interaktiivisia leluja ja animoituja pakkauksia. Painetun elektroniikan edut ovat lukuisat – ne vaihtelevat alhaisemmista kustannuksista, paremmasta suorituskyvystä, joustavuudesta, läpinäkyvyydestä ja venyvyydestä luotettavuuteen ja parempiin ympäristöominaisuuksiin.”
Erinomainen esimerkki painetun elektroniikan käytöstä brändäyksessä on epätavallinen pakkaus, joka on luotu Bacardin huippuluokan Bombay Sapphire -ginille. Saksalainen Karl Knauer KG, joka on erikoistunut innovatiivisten pakkausten kehittämiseen, käytti omaa HiLight – Printed Electronics -teknologiaansa luodakseen Bombay Sapphirelle taittopakkauksen, jossa on painetut, aktiivisesti luminoivat pinnat. Mekanismi aktivoi pakkauksen etupuolella olevan valoanimaation heti, kun se nostetaan käteen, ja mahdolliselle ostajalle näytetään viisivaiheinen valosarja. Ensin näytetään pullon kuva ja sen jälkeen hienot valaisevat muotoiluelementit. Jakso kestää yhteensä kahdeksantoista sekuntia. Sen jälkeen se pysähtyy ja alkaa uudelleen, kun pakkausta siirretään.
Tämä esimerkki osoittaa, miten painettu elektroniikka voi asettaa uusia standardeja pakkauksille ja tuotemerkin myynninedistämiselle myyntipisteessä ja vaikuttaa myönteisesti markkinointi- ja myyntimahdollisuuksiin. Loppukäyttäjät kiinnostuvat todennäköisemmin hyllyssä olevista luminoivista kuin tavanomaisista pakkauksista; lisäksi tuotemerkkiä voidaan vahvistaa yhdistämällä se vuorovaikutteiseen ja mieleenpainuvampaan kokemukseen.
Toinen mielenkiintoinen painetun elektroniikan sovellus on radiotaajuustunniste (RFID), jota käytetään tietojen tallentamiseen ja niiden langattomaan siirtämiseen sähkömagneettisten kenttien avulla. Näiden ”älykkäiden tunnisteiden” avulla voidaan tarkistaa tuotteen aitous väärentäjiä vastaan tai havaita, pysyykö ruoka kylmänä koko matkan ajan, joka kuljetaan merenelävistä veneestä kalakauppaan. Ne voivat jopa yhdistää mahdolliset ostajat tuotteen taustatietoihin. Esimerkiksi viinipullo voi virtuaalisesti esitellä harrastajille alueen, viinitarhat ja jopa viinin luoneet viljelijät yhdistämällä etikettiin tallennetut tiedot ostajan mobiililaitteeseen. On myös syytä mainita, että joitakin sähköä johtavia painovärejä voidaan painaa vaatteisiin, jolloin voidaan valmistaa ”älykkäitä kankaita”, kuten urheiluvaatteita, jotka seuraavat juoksijan sykettä.
”Painetun elektroniikan tarjoamat liiketoimintamahdollisuudet ovat valtavat”, Das tiivistää. ”Olisi kuitenkin kannustettava ja pyrittävä entistä enemmän järjestelmäintegroituun lähestymistapaan. Monet yritykset pystyvät tulostamaan näyttöjä, akkuja ja transistoreja, mutta vain harvat pystyvät hyödyntämään näitä tuotteita ja integroimaan ne kokonaisratkaisuiksi, joiden tavoitteena on luoda ja kaupallistaa uusia tuotteita, jotka tuottavat uusia tulovirtoja”, hän toteaa lopuksi.
Sarjan viimeisessä artikkelissa tarkastelemme syvällisemmin toiminnallisessa tulostuksessa ja painetussa elektroniikassa käytettäviä tekniikoita sekä teknologisia edistysaskeleita, joita kannattaa seurata tulevaisuudessa.