Erhöhung der Prozesssicherheit durch optische inline Vernetzungsgrad- und Schichtdickenmessung für die Prozesskontrolle

Es wird gezeigt, dass mit dem Fluoreszenzmesssystem sowohl die Schichtdicke als auch die Aushärtung detektiert werden kann. Durch das Erstellen von Eichkurven ist es so möglich, vollflächig, die genaue Schichtdicke der Beschichtung im laufenden Prozess inline zu bestimmen und Abweichungen in Echtzeit entgegenzuwirken. Zudem können so Unregelmäßigkeiten bei der Aushärtung der Lacke direkt erkannt und bei unzureichender Aushärtung der Anteil von Fehlproduktionen minimiert werden. Auch bei hochvernetzten Acrylatklebstoffen konnte gezeigt werden, dass mit dem System eine genaue Analyse der inneren Festigkeit vorgenommen werden kann. Diese Klebstoffe, mit teilweise unterschiedlichem chemischen Aufbau, aber gleichem E-Modul, emittieren dasselbe Maß an Fluoreszenz. Somit konnte gezeigt werden, dass mit der Fluoreszenzmessung, unabhängig von der chemischen Struktur, gleichbleibende Intensitäten gemessen und damit der Aushärtegrad bestimmt werden kann. Zur genauen Bestimmung der Schichtdicken mit dem Fluoreszenzmesssystem ist es notwendig genaue Eichkurven für jedes einzelne System zu erstellen. Auch ist es, im Falle der Molkeprotein Beschichtungen notwendig weitere Formulierungen zu testen um eine exakte Vorhersage des Vernetzungsgrads zu gewährleisten. Durch die Ergebnisse die mit den Acrylatklebstoffen erzielt wurden stellt sich die Frage, inwieweit eine Korrelation zwischen der chemischen Struktur des untersuchten Materials und der gemessenen Fluoreszenz dabei besteht. Es sollte die Fluoreszenz von weiteren Materialien, unterschiedlicher chemischer Struktur, gemessen und überprüft werden, ob ein Zusammenhang zu deren E-Modul besteht. Außerdem sind Materialien wie z.B. Klebstoffe und Lacke auf Polyurethanbasis, deren Aushärtung erst nach mehreren Tagen oder Wochen abgeschlossen ist, interessant. Dabei stellt sich die Frage, ob Abweichungen der Aushärtung schon direkt nach der Beschichtung, durch das Fluoreszenzmesssystem, detektiert und somit Fehlproduktionen schon frühzeitig erkennt werden können. [... aus Zusammenfassung und Ausblick

Erhöhung der Prozesssicherheit durch optische inline Vernetzungsgrad- und Schichtdickenmessung für die Prozesskontrolle

Es wird gezeigt, dass mit dem Fluoreszenzmesssystem sowohl die Schichtdicke als auch die Aushärtung detektiert werden kann. Durch das Erstellen von Eichkurven ist es so möglich, vollflächig, die genaue Schichtdicke der Beschichtung im laufenden Prozess inline zu bestimmen und Abweichungen in Echtzeit entgegenzuwirken. Zudem können so Unregelmäßigkeiten bei der Aushärtung der Lacke direkt erkannt und bei unzureichender Aushärtung der Anteil von Fehlproduktionen minimiert werden. Auch bei hochvernetzten Acrylatklebstoffen konnte gezeigt werden, dass mit dem System eine genaue Analyse der inneren Festigkeit vorgenommen werden kann. Diese Klebstoffe, mit teilweise unterschiedlichem chemischen Aufbau, aber gleichem E-Modul, emittieren dasselbe Maß an Fluoreszenz. Somit konnte gezeigt werden, dass mit der Fluoreszenzmessung, unabhängig von der chemischen Struktur, gleichbleibende Intensitäten gemessen und damit der Aushärtegrad bestimmt werden kann. Zur genauen Bestimmung der Schichtdicken mit dem Fluoreszenzmesssystem ist es notwendig genaue Eichkurven für jedes einzelne System zu erstellen. Auch ist es, im Falle der Molkeprotein Beschichtungen notwendig weitere Formulierungen zu testen um eine exakte Vorhersage des Vernetzungsgrads zu gewährleisten. Durch die Ergebnisse die mit den Acrylatklebstoffen erzielt wurden stellt sich die Frage, inwieweit eine Korrelation zwischen der chemischen Struktur des untersuchten Materials und der gemessenen Fluoreszenz dabei besteht. Es sollte die Fluoreszenz von weiteren Materialien, unterschiedlicher chemischer Struktur, gemessen und überprüft werden, ob ein Zusammenhang zu deren E-Modul besteht. Außerdem sind Materialien wie z.B. Klebstoffe und Lacke auf Polyurethanbasis, deren Aushärtung erst nach mehreren Tagen oder Wochen abgeschlossen ist, interessant. Dabei stellt sich die Frage, ob Abweichungen der Aushärtung schon direkt nach der Beschichtung, durch das Fluoreszenzmesssystem, detektiert und somit Fehlproduktionen schon frühzeitig erkennt werden können. [... aus Zusammenfassung und Ausblick

Erhöhung der Prozesssicherheit durch optische inline Vernetzungsgrad- und Schichtdickenmessung für die Prozesskontrolle

Es wird gezeigt, dass mit dem Fluoreszenzmesssystem sowohl die Schichtdicke als auch die Aushärtung detektiert werden kann. Durch das Erstellen von Eichkurven ist es so möglich, vollflächig, die genaue Schichtdicke der Beschichtung im laufenden Prozess inline zu bestimmen und Abweichungen in Echtzeit entgegenzuwirken. Zudem können so Unregelmäßigkeiten bei der Aushärtung der Lacke direkt erkannt und bei unzureichender Aushärtung der Anteil von Fehlproduktionen minimiert werden. Auch bei hochvernetzten Acrylatklebstoffen konnte gezeigt werden, dass mit dem System eine genaue Analyse der inneren Festigkeit vorgenommen werden kann. Diese Klebstoffe, mit teilweise unterschiedlichem chemischen Aufbau, aber gleichem E-Modul, emittieren dasselbe Maß an Fluoreszenz. Somit konnte gezeigt werden, dass mit der Fluoreszenzmessung, unabhängig von der chemischen Struktur, gleichbleibende Intensitäten gemessen und damit der Aushärtegrad bestimmt werden kann. Zur genauen Bestimmung der Schichtdicken mit dem Fluoreszenzmesssystem ist es notwendig genaue Eichkurven für jedes einzelne System zu erstellen. Auch ist es, im Falle der Molkeprotein Beschichtungen notwendig weitere Formulierungen zu testen um eine exakte Vorhersage des Vernetzungsgrads zu gewährleisten. Durch die Ergebnisse die mit den Acrylatklebstoffen erzielt wurden stellt sich die Frage, inwieweit eine Korrelation zwischen der chemischen Struktur des untersuchten Materials und der gemessenen Fluoreszenz dabei besteht. Es sollte die Fluoreszenz von weiteren Materialien, unterschiedlicher chemischer Struktur, gemessen und überprüft werden, ob ein Zusammenhang zu deren E-Modul besteht. Außerdem sind Materialien wie z.B. Klebstoffe und Lacke auf Polyurethanbasis, deren Aushärtung erst nach mehreren Tagen oder Wochen abgeschlossen ist, interessant. Dabei stellt sich die Frage, ob Abweichungen der Aushärtung schon direkt nach der Beschichtung, durch das Fluoreszenzmesssystem, detektiert und somit Fehlproduktionen schon frühzeitig erkennt werden können. [... aus Zusammenfassung und Ausblick

A systematic approach for the accurate and rapid measurement of water vapor transmission through ultra-high barrier films

Flexible organic electronic devices are often protected from degradation by encapsulation in multilayered films with very high barrier properties against moisture and oxygen. However, metrology must be improved to detect such low quantities of permeants. We therefore developed a modified ultra-low permeation measurement device based on a constant-flow carrier-gas system to measure both the transient and stationary water vapor permeation through high-performance barrier films. The accumulation of permeated water vapor before its transport to the detector allows the measurement of very low water vapor transmission rates (WVTRs) down to 2 × 10−5 g m−2 d−1. The measurement cells are stored in a temperature-controlled chamber, allowing WVTR measurements within the temperature range 23–80 °C. Differences in relative humidity can be controlled within the range 15%–90%. The WVTR values determined using the novel measurement device agree with those measured using a commercially available carrier-gas device from MOCON®. Depending on the structure and quality of the barrier film, it may take a long time for the WVTR to reach a steady-state value. However, by using a combination of the time-dependent measurement and the finite element method, we were able to estimate the steady-state WVTR accurately with significantly shorter measurement times

The Role of Defects in Single- and Multi-Layer Barriers for Flexible Electronics

Thin transparent layers on polymer films are used to drastically enhance the permeation barrier properties of polymer webs while at the same time maintaining the flexibility and optical transparency. Applications range from food packaging films to encapsulation films for solar cells or flexible electronics. Very low water vapor and oxygen transmission rates are required for the encapsulation of flexible organic electronic devices such as organic solar cells and organic light emitting diodes(OLED). The density and distribution of defects and particles on a barrier film surface is a critical aspect for using barrier films as substrate for or encapsulation of organic light emitting diodes. Not only the barrier layers need to have a low defect density, but also the substrate particles and defects need to be covered and planarized. One approach to low-defect permeation barrier films is the deposition of multi-layer stacks combining oxide permeation barrier layers with polymer planarization layers. This paper gives an overview about multi-layer permeation barrier technologies in comparison to common single layer techniques. The distribution and origin of defects in sputtered single layer barriers on different polymer substrates as well as the evolution of these defects in multi-layer barrier systems are investigated in detail. The focus thereby lies on a combination of sputtered barrier layers with a hybrid-polymer (ORMOCER®) interlayer applied from liquid phase. The influence of substrate polymer surface quality and processing steps on defects in single- and multilayers is characterized by using scanning electron microscopy, optical defect inspection and an optical calcium test. The relationship between the defect density and distribution and the water vapor permeability on different polymer substrate is investigated. Finally, multilayer barrier films are used as a transparent substrate for small molecule OLED devices to evaluate the effect of barrier layer defects in an application relevant environment also giving an outlook on current challenges on the topic of device encapsulation