Polytronik

Polytronik ist eine Wortschöpfung aus Polymer und Elektronik, der Polymerelektronik, und bedeutet soviel wie Plastik-Elektronik. Es handelt sich dabei um Bauelemente und Schaltungen mit elektronischen Eigenschaften, die auf organischen Halbleitern basieren. Der Herstellungsprozess ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als der von einkristallinen Halbleitern, da er mit herkömmlichen Druckmaschinen erfolgt, mit denen Pasten auf Folien oder Papierbahnen gedruckt werden. Beim Druck folgt eine Schicht auf die andere: Leiter, Halbleiter, Isolationslagen und Schutzabdeckungen. Mit dieser Technik 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 PET.

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

Auf diese Art und Weise sind nicht nur Schaltungen herstellbar, sondern auch 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.

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 wie elektronische Tinte im Tiefdruck gedruckt oder auch im Tintenstrahldruck erstellt werden.

Polymerer RFID-Tag, Foto: PolyIC

Zu den Einsatzgebieten der polymeren Elektronik gehören flexible RFID-Tags, aufrollbare Flachbildschirme, flache Tastaturen, flexibel Solarzellen, Sensoren und Aktoren, gedruckte Batterien und Akkus, optische Filter, Polymer-Chips, organische Feldeffekttransistoren (OFET), Leuchtdioden (OLED) und organische Photovoltaik.