Organische Elektronik Barrierefolien mit hyperspektralem Sehen in Rekordzeit prüfen

Redakteur: Peter Königsreuther

Die Künstliche Intelligenz (KI) in Kombination mit dem hyperspectral Imaging (HSI) misst Folienqualitäten mit Blick auf Oleds & Co. in einem Bruchteil der bisherigen Zeit.

Die Anforderungen in Sachen Wasserdampfdichtheit wurden für Barrierefolien extrem hochgeschraubt. Dennoch kann man diese Eigenschaft jetzt in Rekordzeit beurteilen, sagen Forscher am IWS.
Die Anforderungen in Sachen Wasserdampfdichtheit wurden für Barrierefolien extrem hochgeschraubt. Dennoch kann man diese Eigenschaft jetzt in Rekordzeit beurteilen, sagen Forscher am IWS.
(Bild: Fraunhofer-IWS / R. Bonss)

Weltweit, heißt es, arbeitet Experten daran, organische Leuchtdioden (Oleds), Solarzellen (OVP) und Schaltkreise mit immer besseren Spezialfolien vor Luftfeuchtigkeit und anderen Umwelteinflüsse zu schützen. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden hat einen Erfolg zu feiern, und stellt auf der Fachmesse „LOPEC“ im März 2021 ein Verfahren vor, das schon während der Produktion die Qualität dieser Barrierefolien überprüft werden kann. Das, sagen die IWS-Forscher, dauerte bisher durchaus mehrere Wochen. Das neue System basiert auf der hyperspektralen Bildgebung und nutzt dazu auch KI-Funktionen. Diese Art der Bildgebung erlaubt die berührungslose Prüfung, indem es Bilder vom Prüfling in vielen, eng nebeneinander liegenden Wellenlängen macht. So kann Unsichtbares erkennbar gemacht werden, weil man auch für das menschliche Auge nicht erfassbare Eigenschaften „sieht“.

Eine neue Methode übersieht keinen Defekt

Das Fraunhofer IWS hat dazu diese Methode zur sogenannten imanto-Plattform weiterentwickelt. Diese könne auch kleinste Defekte und Abweichungen vom idealen Aufbau einer Barrierefolie sehr schnell erkennen und so auf die Wasserdampfdichtheit schließen. Denn Letztere bestimmt die Lebensdauer der Produkte im Bereich der flexiblen Organischen Elektronik maßgeblich, heißt es weiter. Diese bislang undenkbar schnelle Art des Messens könne der Entwicklung, Produktion und Anwendung von Barrierefolien einen enormen Aufschwung verleihen.

Der Begriff imanto steht für imaging analysis tools. In dem System blickt ein optischer Analysekopf auf das Folienband. Ein Spektrometer zerlegt das von der Folie reflektierte Licht in einer HSI-Kamera. Das passiert auch noch an mehreren hundert Stellen gleichzeitig, betonen die Forscher. Das Spektrometer macht dabei sichtbar, wie stark die Folie zum Beispiel ultraviolette, grüne, blaue, gelbe oder infrarote Strahlen reflektiert. Das Ergebnis lässt unmittelbar Rückschlüsse auf die Eigenschaften beziehungsweise die Qualität der Folie zu. Denn Defekte oder andere Eigenarten einer Folie ließen sich nur bei ganz bestimmtem Farblicht erkennen. Ein bekanntes Beispiel dafür sind die Geldscheinprüfgeräte an den Supermarktkassen, die unsichtbare Sicherheitsmerkmale der Euro-Banknoten erst sichtbar machen. Das imanto-System erzeugt sogar ganze Stapel farbgefilterter Bilder von der untersuchten Folie und speichert sie in einem sogenannten „Hypercube“ (Hyperwürfel) ab. Die Daten in den Hypercubes werden spezifisch analysiert, um die gewünschten Zielgrößen der Folieninspektion zu berechnen – beispielsweise eben die Wasserdampfdurchlässigkeit der Barrierefolie, heißt es.

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