In deze serie artikelen proberen we de reikwijdte van geprinte elektronica, functioneel printen en industrieel printen te definiëren en te bepalen waar ze overlappen met bestaande markten en waar nieuwe kansen liggen.

Als je het hebt over ‘gedrukte elektronica’, wekt het onderwerp meestal een knikje van herkenning en begrip op, hoewel er nog steeds verwarring heerst over de reikwijdte en toepassingen ervan.

Wikipedia definieert gedrukte elektronica als “een reeks printmethodes die worden gebruikt om elektrische apparaten op verschillende substraten te maken. Elektrisch functionele elektronische of optische inkten worden afgezet op het substraat, waardoor actieve of passieve apparaten ontstaan, zoals dunne filmtransistors of weerstanden. Verwacht wordt dat gedrukte elektronica op grote schaal zeer goedkope elektronica met lage prestaties zal opleveren voor toepassingen zoals flexibele displays, slimme labels, decoratieve en geanimeerde posters en actieve kleding die geen hoge prestaties vereist.

Hoe je geprinte elektronica ook definieert, één ding is zeker: het is een snelgroeiende industrie.

IDTechEx, een in het Verenigd Koninkrijk gevestigde marktonderzoeks-, advies- en evenementengroep, voorspelt dat de totale handel in gedrukte, flexibele en organische elektronica zal groeien van 16,04 miljard dollar in 2013 tot 76,79 miljard dollar in 2023.

Het grootste deel van die activiteiten heeft betrekking op OLED-schermen die voornamelijk worden gebruikt in de vorm van verlichte displays voor smartphones, evenals geleidende inkten die worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, zoals PV “busbars”, aanraakschermen en antennes. Er zijn nog veel meer opkomende technologieën en componenten, van rekbare elektronica zoals die gebruikt wordt in sportkleding, geheugen en dunnefilmtransistors tot geprinte en flexibele sensoren zoals die gebruikt worden in de biotechnologie.

Raghu Das, CEO van IDTechEx, legt uit dat geprinte elektronica een brede term is die veel technologieën in verschillende stadia van volwassenheid omvat: “Het onderwerp omvat geprinte, flexibele en organische elektronica, die al dan niet kan worden gebruikt in combinatie met conventionele elektronische componenten. Sommige apparaten zijn al meer dan twintig jaar in ontwikkeling, andere komen nu pas op. Tot nu toe heeft geprinte, organische en flexibele elektronica vier marktsegmenten van miljarden dollars mogelijk gemaakt – OLED-schermen, glucosesensoren, e-readers en geleidende inkt voor PV.”

Uitweidend over de daadwerkelijke toepassingen waarvoor geprinte elektronica kan worden gebruikt naast beeldschermen, noemt Das glucoseteststrips en zonnepanelen als enkele van de populairste en succesvolste toepassingen. Over het algemeen zijn consumentengoederen, gezondheidszorg, mobiliteit, elektronica, media en reclame enkele van de gebieden die kunnen profiteren van gedrukte elektronica, wat kansen creëert voor bedrijven die al beschikken over de technologieën die nodig zijn om gedrukte elektronica te produceren. “Bedrijven die actief zijn in basissegmenten hebben de mogelijkheid om gedrukte elektronica te gebruiken om hoogwaardige producten aan te bieden, zoals interactief speelgoed en geanimeerde verpakkingen. De voordelen van gedrukte elektronica zijn talrijk – van lagere kosten, betere prestaties, flexibiliteit, transparantie en rekbaarheid tot betrouwbaarheid en betere milieuprestaties.”

Een uitstekend voorbeeld van de toepassing van geprinte elektronica in branding is te zien in een ongebruikelijke verpakking voor Bacardi’s Bombay Sapphire gin. Karl Knauer KG, een Duits bedrijf dat gespecialiseerd is in de ontwikkeling van innovatieve verpakkingen, gebruikte zijn eigen technologie ‘HiLight – Printed Electronics’ om een vouwdoos te maken met bedrukte, actief lichtgevende oppervlakken voor Bombay Sapphire. Een mechanisme activeert een lichtanimatie op de voorkant van de verpakking zodra deze wordt opgepakt en de potentiële koper krijgt een lichtsequentie van vijf stappen te zien. Eerst wordt de afbeelding van de fles getoond en vervolgens de fijne lichtgevende designelementen. De cyclus duurt in totaal achttien seconden. Daarna stopt hij en begint opnieuw wanneer de verpakking wordt verplaatst.

Dit voorbeeld laat zien hoe geprinte elektronica nieuwe normen kan stellen voor verpakkingen en voor merkpromotie op het verkooppunt, waardoor marketing- en verkoopmogelijkheden positief worden beïnvloed. Eindgebruikers zullen eerder worden aangetrokken door lichtgevende dan conventionele dozen in de schappen; bovendien kan het merk worden versterkt door associatie met een interactieve en meer gedenkwaardige ervaring.

Een andere interessante toepassing van geprinte elektronica is de RFID-tag (Radio Frequency Identification), die wordt gebruikt om informatie op te slaan en draadloos over te dragen via elektromagnetische velden. Deze ‘slimme tags’ kunnen helpen om de authenticiteit van een product te verifiëren tegen vervalsers of om te detecteren of voedsel koud blijft tijdens de reis van zeevruchten van de boot naar de visboer. Ze kunnen potentiële kopers zelfs in contact brengen met de achtergrond van een product. Een fles wijn bijvoorbeeld kan liefhebbers virtueel laten kennismaken met de regio, wijngaarden en zelfs de telers die de wijn hebben gemaakt door opgeslagen gegevens op het etiket te koppelen aan het mobiele apparaat van de koper. Het is ook vermeldenswaard dat sommige elektrisch geleidende inkten op kleding kunnen worden gedrukt om ‘slimme stoffen’ te maken, zoals sportkleding die de hartslag van een hardloper bijhoudt.

“De zakelijke mogelijkheden die geprinte elektronica biedt, zijn enorm”, vat Das samen. “Maar een meer systeemgeïntegreerde aanpak moet worden aangemoedigd en nagestreefd. Er zijn veel bedrijven die displays, batterijen en transistors kunnen printen, maar er zijn er maar weinig die voordeel kunnen halen uit deze onderdelen en ze kunnen integreren in complete oplossingen gericht op het creëren en op de markt brengen van nieuwe producten om nieuwe inkomstenstromen te genereren,” concludeert hij.

In het laatste artikel in deze serie gaan we dieper in op de technologieën die worden gebruikt bij functioneel printen en geprinte elektronica, en beschrijven we de technologische ontwikkelingen die in de toekomst het bekijken waard zijn.