Polytronik ist eine Wortschöpfung aus Polymer und Elektronik, der Polymerelektronik, und bedeutet soviel wie Kunststoff-Elektronik. Bestimmte Polymere können dotiert werden und haben nach der Dotierung die Eigenschaften von Leitern, Halbleitern und Nichtleitern. Polyacetylen ist ein solches Polymer, dessen Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit von der Dotierung um 20 Zehnerpotenzen zwischen Nichtleiter, Halbleiter und Leiter ändert. Diese Verfahren nutzt die Polytronik für die Herstellung von organischen Halbleitern, wie beispielsweise organischen Transistoren, Displays aus OLEDs oder Light Emitting Polymer (LEP).

Mit der Polytronik können Bauelemente und Schaltungen mit elektronischen Eigenschaften aus polymeren Halbleitern hergestellt werden. Der Herstellungsprozess ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als der von einkristallinen Halbleitern, da er mit herkömmlichen Druckmaschinen erfolgt, mit denen elektrisch leitende Kunststoffe auf Polyesterfolien oder Papierbahnen gedruckt werden.

Im Gegensatz zu Siliziumbauteilen benötigt die Herstellung von polymeren Bauteilen keine komplizierten Vakuum- und Hochtemperaturprozesse und keine aufwendige Lithographietechnik. Die Polymermaterialien werden in geeigneten Lösungsmitteln gelöst und können dann mittels Druckmaschine gedruckt oder wie elektronische Tinte auch im Tintenstrahldruck erstellt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von gedruckter Elektronik.

Herstellung von polymeren RFID-Tags mit einer Druckmaschine, Foto: PolyIC

Beim Druck folgt eine Schicht auf die andere: Leiter, Halbleiter, Isolationslagen und Schutzabdeckungen. Mit dieser gedruckten Elektronik können Transistoren, Dioden, Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten zu Schaltungen kombiniert werden, die extrem dünn, sehr leicht und flexibel sind und billig produziert werden können. Als Trägermaterial dient dabei Polyester oder Polyethylenterephthalat (PET).

Auf diese Art und Weise sind nicht nur elektronische Schaltungen herstellbar, sondern auch Batterien und Stromversorgungen mit organischen Solarzellen, Gleichrichtern und Speicherkondensatoren, die ihre Energie aus elektronmagnetischen Wellen gewinnen, die über Antennen und Schwingkreise aufgefangen werden.

Die Basis der Polytronik sind elektrisch leitfähige Kunststoffe, bei denen der Strom über die organisch-chemischen Moleküle des Kunststoffs fließt. Da Polymere Nichtleiter sind, müssen Ladungsträger injiziert werden damit sie elektrischen Strom leiten. Je nach Dotierung kennt man in dieser Technologie Leiter, Halbleiter und Nichtleiter, die man in verschiedenen Strukturen und Dicken kombiniert.

Polymerer RFID-Tag, Foto: PolyIC

Zu den Einsatzgebieten der polymeren Elektronik gehören flexible RFID-Tags, aufrollbare Flachbildschirme, flache Tastaturen, flexible Solarzellen, Sensoren und Aktoren, gedruckte Batterien und Akkus, optische Filter, Polymer-Chips, organische Feldeffekttransistoren (OFET), OLEDs sowie Bauelemente und Komponenten der Photovoltaik und der organischen Photovoltaik. Letztere, die organische Photovoltaik, ist eine der großen Zukunftstechnologien.

Die Organic Electronics Association (OE-A) ist eine Interessenvertretung für die Polytronik und die gedruckte Elektronik.