Messen

23.03.2022, 14:00 bis 14:20 Uhr

Spectroscopic techniques open the door to high-performance measurement and inspection solutions for ultrabarrier foils
(Dr. Wulf Grählert, Fraunhofer IWS)

ICM Raum 13b | Technical Conference
Konferenz-Programm

• HSI – Hyperspektrale Bildgebung: Ein vielseitiges Werkzeug zur Inline-Inspektion von Oberflächen und Dünnschichtsystemen
• HiBarSens^® – Bestimmung geringster Wasserdampfpermeationsraten und Sauerstoffpermeationsraten

Die Arbeitsgruppe Optische Inspektionstechnik präsentiert neuartige Lösungen zur Bewertung von Barrierefolien. Barrierematerialien sind in der organischen Elektronik essentiell notwendig, um die empfindlichen Aktivschichten vor schädigenden atmosphärischen Gasen, insbesondere Wasserdampf und Sauerstoff, zu schützen und somit die Produktlebenszeit signifikant zu erhöhen.

Hyperspektrale Bildgebung (HSI)

Ein völlig neuartiger Ansatz zur Bewertung von Barrierefolien bietet der Einsatz der Hyperspektralen Bildgebung (HSI). Die Aufnahme eines umfangreichen Satzes an Spektren der Barrierefolie und deren KI-basierten Auswertung lässt die Bestimmung der Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) innerhalb von Minuten anstatt wie bislang von Tagen zu. Das ermöglicht eine sehr schnelle Kontrolle von Barrierefolien »at-line« und sogar »inline« während ihrer Herstellung oder Verarbeitung. Darüber hinaus lässt sich auch die Permeationsrate von Barrierefolien ortsaufgelöst bestimmen. Dieses Konzept (HSI+KI) ist auf vielfältige Anwendungsgebiete übertragbar: z. B. auf eine kontinuierliche großflächige Schichtdickeninspektion, die Inspektion der Verteilungen von Materialparametern, auf das Defekt- und Verschmutzungsmonitoring und auf die Vorhersage von Leistungskennzahlen bspw. von Folien oder Halbzeugen. 

Simultane Bestimmung der Wasserdampfpermeationsrate (WVTR) und der Sauerstoffpermeationsrate (OTR) von Barrierefolien

Das Fraunhofer IWS stellt ein Messsystem aus der HiBarSens^®-Reihe vor, das eine neue Klasse von Barrieremesssystemen definiert. Erstmals lassen sich die kritischen Barriereleistungskennzahlen Wasserdampftransmissionsrate (WVTR) und Sauerstofftransmissionsrat (OTR) einer Barrierefolie simultan messen. Das bedeutet einen deutlichen Informationsgewinn sowie genauere Ergebnisse, da beide Permeationsraten konzeptbedingt von exakt der gleichen Probenfläche unter identischen Messbedingungen ermittelt werden. Dabei entstehen jedoch keinerlei Kompromisse bei den Nachweisgrenzen (verglichen mit Einzelgeräte) von WVTR (10^‑6 g m^‑2 d^‑1) und OTR (10^‑3 cm³ m^-2 d^-1 bar^-1).