W tej serii artykułów staramy się zdefiniować zakres elektroniki drukowanej, druku funkcjonalnego i druku przemysłowego, a także określić, gdzie pokrywają się one z istniejącymi rynkami i gdzie leżą nowe możliwości.

Kiedy wspomina się o „elektronice drukowanej”, temat ten zwykle wywołuje skinienie głową z uznaniem i zrozumieniem, choć nadal panuje zamieszanie wokół jego zakresu i zastosowań.

Wikipedia definiuje elektronikę drukowaną jako „zestaw metod drukowania używanych do tworzenia urządzeń elektrycznych na różnych podłożach. Funkcjonalne elektrycznie tusze elektroniczne lub optyczne są osadzane na podłożu, tworząc aktywne lub pasywne urządzenia, takie jak tranzystory cienkowarstwowe lub rezystory. Oczekuje się, że elektronika drukowana ułatwi rozpowszechnienie bardzo taniej elektroniki o niskiej wydajności do zastosowań takich jak elastyczne wyświetlacze, inteligentne etykiety, dekoracyjne i animowane plakaty oraz aktywna odzież, która nie wymaga wysokiej wydajności”.

Niezależnie od definicji elektroniki drukowanej, jedno jest pewne: jest to szybko rozwijająca się branża.

IDTechEx, brytyjska grupa zajmująca się badaniami rynku, doradztwem i organizacją wydarzeń, przewiduje, że łączna wartość branży drukowanej, elastycznej i organicznej elektroniki wzrośnie z 16,04 mld USD w 2013 roku do 76,79 mld USD do 2023 roku.

Większość tej działalności dotyczy wyświetlaczy OLED stosowanych głównie w postaci podświetlanych wyświetlaczy do smartfonów, a także farb przewodzących stosowanych w szerokiej gamie zastosowań, takich jak „szyny” PV, ramki ekranów dotykowych i anteny. Istnieje wiele innych nowych technologii i komponentów, od rozciągliwej elektroniki, takiej jak ta stosowana w odzieży sportowej, a także pamięci i tranzystorów cienkowarstwowych, po drukowane i elastyczne czujniki, takie jak te stosowane w biotechnologii.

Raghu Das, dyrektor generalny IDTechEx, wyjaśnia, że elektronika drukowana to szeroki termin obejmujący wiele technologii o różnym stopniu dojrzałości: „Temat obejmuje drukowaną, elastyczną i organiczną elektronikę, która może, ale nie musi być używana z konwencjonalnymi komponentami elektronicznymi. Niektóre urządzenia są opracowywane od ponad dwudziestu lat, inne dopiero się pojawiają. Jak dotąd drukowana, organiczna i elastyczna elektronika umożliwiła powstanie czterech segmentów rynku wartych miliardy dolarów – wyświetlaczy OLED, czujników glukozy, e-czytników i przewodzącego atramentu do fotowoltaiki”.

Opracowując rzeczywiste zastosowania, do których można wykorzystać drukowaną elektronikę oprócz wyświetlaczy, Das wskazuje paski testowe na glukozę i panele słoneczne jako niektóre z najbardziej popularnych i udanych zastosowań. Ogólnie rzecz biorąc, towary konsumpcyjne, opieka zdrowotna, mobilność, elektronika, media i reklama to niektóre z obszarów, które mogą skorzystać z elektroniki drukowanej, co stwarza możliwości dla firm, które już posiadają technologie potrzebne do produkcji elektroniki drukowanej. „Firmy działające w segmentach towarowych mają możliwość wykorzystania elektroniki drukowanej do oferowania produktów o wysokiej wartości, takich jak interaktywne zabawki i animowane opakowania. Korzyści płynące z elektroniki drukowanej są liczne – od niższych kosztów, lepszej wydajności, elastyczności, przezroczystości i rozciągliwości, po niezawodność i lepszą ochronę środowiska”.

Znakomity przykład zastosowania elektroniki drukowanej w brandingu można zobaczyć w nietypowym opakowaniu stworzonym dla wysokiej klasy ginu Bombay Sapphire firmy Bacardi. Karl Knauer KG, niemiecka firma specjalizująca się w opracowywaniu innowacyjnych opakowań, wykorzystała swoją zastrzeżoną technologię „HiLight – Printed Electronics” do stworzenia składanego pudełka z nadrukowanymi, aktywnie świecącymi powierzchniami dla Bombay Sapphire. Mechanizm aktywuje animację świetlną na przedniej stronie opakowania, gdy tylko zostanie ono podniesione, a potencjalnemu nabywcy wyświetlana jest pięciostopniowa sekwencja świetlna. Najpierw wyświetlany jest obraz butelki, a następnie drobne świecące elementy projektu. Cykl trwa łącznie osiemnaście sekund. Następnie zatrzymuje się i rozpoczyna ponownie po przesunięciu opakowania.

Przykład ten pokazuje, w jaki sposób elektronika drukowana może wyznaczać nowe standardy dla opakowań i promocji marki w punkcie sprzedaży, pozytywnie wpływając na możliwości marketingowe i sprzedażowe. Użytkownicy końcowi chętniej zwrócą uwagę na świecące niż konwencjonalne pudełka na półkach; ponadto marka może zostać wzmocniona poprzez skojarzenie z interaktywnym i bardziej zapadającym w pamięć doświadczeniem.

Innym interesującym zastosowaniem elektroniki drukowanej są znaczniki RFID (Radio-Frequency Identification), które służą do przechowywania informacji i przesyłania ich bezprzewodowo za pośrednictwem pól elektromagnetycznych. Te „inteligentne tagi” mogą pomóc zweryfikować autentyczność produktu przed fałszerzami lub wykryć, czy żywność pozostaje zimna podczas całej podróży owoców morza z łodzi do sklepu rybnego. Mogą nawet łączyć potencjalnych nabywców z historią produktu. Na przykład butelka wina może wirtualnie przedstawić entuzjastom region, winnice, a nawet plantatorów, którzy stworzyli wino, łącząc dane zapisane na etykiecie z urządzeniem mobilnym kupującego. Warto również wspomnieć, że niektóre tusze przewodzące prąd mogą być drukowane na ubraniach, tworząc „inteligentne tkaniny”, takie jak odzież sportowa, która śledzi tętno biegacza.

„Możliwości biznesowe, jakie otwiera elektronika drukowana, są ogromne” – podsumowuje Das. „Należy jednak zachęcać do stosowania bardziej zintegrowanego podejścia. Istnieje wiele firm, które są w stanie drukować wyświetlacze, baterie i tranzystory, ale niewiele z nich potrafi wykorzystać te elementy i zintegrować je w kompletne rozwiązanie mające na celu tworzenie i komercjalizację nowych produktów w celu generowania nowych źródeł przychodów” – podsumowuje.

W ostatnim artykule z tej serii przyjrzymy się bliżej technologiom stosowanym w druku funkcjonalnym i elektronice drukowanej, a także zwrócimy uwagę na postępy technologiczne, które warto obserwować w przyszłości.