Der Problemraum

In der Zukunft werden wir in einer „smarten“ Umgebung leben, die vielfältige elektronische Funktionalitäten integriert: unzerbrechliche, leichte und flexible Displays, „intelligente“ Bekleidung und Verpackungen, Smartcards mit Sensorik-Funktionen, transparente und flexible Photovoltaik, in gewölbte und flexible Leichtbau- und Verbundwerkstoffe integrierte Schaltungen u.V.m.

Die flexible Elektronik hat gegenüber dem Ansatz der konventionellen Elektronik zahlreiche Vorteile: Produkte wie Computerchips oder Leuchten in gedruckter Form sind biegsam, falt- und aufrollbar. Flexible Elektronik ist zudem deutlich robuster als konventionelle Elektronik und in verschiedene Materialien, z.B. Kleidung und Verpackungen, integrierbar. All diese Charakteristika ermöglichen innovative Produktdesigns und die Schaffung neuer Märkte. Vorteile sind zudem die Umweltverträglichkeit der kohlenstoffbasierten Materialien ohne Verwendung von Seltenen Erden oder giftigen Schwermetallen. Auch die ultradünnen Schichten und der damit einhergehende minimale Materialaufwand von etwa 1g pro Quadratmeter Fläche, leichtes Recycling und geringer Primärenergieaufwand machen die flexible Elektronik zu einer innovativen, nachhaltigen Zukunftstechnologie. Flexible Elektronik ermöglicht den Menschen mehr Individualität, Autonomie, Sicherheit, Gesundheit und Informationsvielfalt.

Der technologische Problemraum lässt sich wie folgt zusammenfassen: Ungeachtet des großen Potenzials der flexiblen Elektronik müssen mehrere technologische Hürden überwunden werden, um eine breite Anwendung zu erreichen. Zentrale Herausforderungen sind die nicht ausgeschöpften Materialeigenschaften, teure Produktionsprozesse und fehlende Endprodukte. Eine weitere wesentliche Herausforderung liegt in der wirtschaftlichen Situation und industriellen Forschungsstruktur Ostdeutschlands mit seinen finanziell eingeschränkten KMU, kleinteiliger F&E und der fast ausschließlich technologiegetriebenen Forschung.
 

Die Ziele

Das Zwanzig20-Forum flex+ soll kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in den Neuen Ländern zu „virtuellen Großunternehmen“ (Industrie 4.0) zusammenschließen, um neue Technologien und Produkte zu entwickeln, die breite Marktakzeptanz erzielen und der deutschen Industrie auch künftig Wettbewerbsvorteile sichern. Durch die hohe Relevanz der flexiblen Elektronik in für Deutschland und Europa wichtigen Zukunftsfeldern wie Automotive, Life Sciences und Erneuerbare Energien ist die Initiative ein Hebel für mehr Innovation, Beschäftigung und Prosperität in den neuen Ländern und darüber hinaus.

Flex+ verbindet außerdem die vorhandenen Kräfte in den Neuen Ländern mit einer innovativen Cluster-Struktur. Ziel ist es, die bisher noch nicht entwickelten technologischen Voraussetzungen für eine breite Anwendung der flexiblen Elektronik zu schaffen. Die Schaffung dieser Voraussetzungen soll die neuen Länder als Wirtschaftsstandort stärken und die Region zu einem Katalysator für eine breite wirtschaftliche Umsetzung der flexiblen Elektronik in Deutschland und Europa machen.

Weitere Ziele sind die Erforschung neuer Materialien und Substratfolien, um ultradünne Multischichten, dreidimensionale Schaltungen und komplexe Sensoren auf flexible Träger drucken oder aufdampfen zu können. Ein anderes Ziel liegt in der Entwicklung neuer Basisfunktionalitäten, etwa für die Sensorik, den Fälschungsschutz und die hybride Anwendung von organischer, gedruckter flexibler Elektronik zusammen mit klassischer Halbleiterelektronik. Die Entwicklung neuer Maschinen und Anlagen für die Verarbeitung der flexiblen Elektronik ist ebenfalls erforderlich.

Die thematischen Schwerpunkte

1. flexible Photovoltaik und Elektronik auf Folie: Funktionsfolien mit transparenten Elektroden und Barriereschichten und Produktionsanlagen für Rolle-zu-Rolle
2. sichere Identifikation von Personen und Waren: fälschungssichere Identifikationsmerkmale durch flexible Smartcards und RFID
3. Transport und Logistik: integrierte elektronische Systeme (Sensoren, Aktoren, Schaltungen, Leiterbahnen, Chips) ermöglichen die 4. Industrielle Revolution (Individualisierung der Produktherstellung und gleichzeitig Einsparung bei Gewicht, Material und Zeit sowie Verlängerung der Produktlebensdauer)
4. Ambient Assisted Living: kostengünstige, flexible Lab-On-Chip- und Point-of-Care-Systeme für eine von Technik unterstützte personalisierte intelligente Umgebung

Die Partner

Flex+ Cluster für flexible Elektronik ist ein Zusammenschluss von 23 Partnern aus Forschung, Industrie und Dienstleistung, davon 14 KMU, 4 Forschungseinrichtungen und 5 Großunternehmen. Der erweiterte Kreis von integrierbaren Partnern umfasst 52 KMU, 30 Forschungseinrichtungen, 20 Großunternehmen sowie 18 regionale Branchennetzwerke aus den Neuen Ländern.
 

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Anastasiya Zagorn
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Tel.: +49 351 2586-214
anastasiya.zagorni[at]fep.fraunhofer.de

Christian Kirchhof
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Telefon +49 351 2586-232
christian.kirchhof[at]comedd.fraunhofer.de

www.flex-plus.de

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