La visión hiperespectral ayuda a la producción de productos electrónicos orgánicos

Marzo, 19 2021

Investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales y Vigas (IWS) en Dresde han ideado un enfoque novedoso para la inspección óptica que promete mejorar la producción de dispositivos electrónicos orgánicos como pantallas OLED y células solares flexibles.

Inspirado por el progreso realizado en el proyecto de investigación europeo " OLEDSOLAR ", el equipo de IWS dice que su tecnología de imagen hiperespectral es capaz de comprobar la calidad de las láminas de barrera utilizadas en la fabricación de dispositivos orgánicos mucho más rápido de lo que es posible actualmente.

Combinado con la inteligencia artificial, se dice que el sistema llamado "imanto" es capaz de detectar pequeños defectos en las láminas que pueden hacer que los dispositivos sean más susceptibles a la transmisión de vapor de agua, un atributo clave que determina la vida útil de un producto basado en electrónica orgánica.

“La posibilidad de medición antes impensable puede dar un enorme impulso al desarrollo, producción y aplicación de láminas de barrera y, por lo tanto, a toda la industria de la electrónica orgánica”, afirma el equipo. Wulf Grählert, que dirige un grupo de trabajo sobre tecnologías de inspección óptica en el Centro de aplicaciones Fraunhofer para metrología óptica y tecnologías de superficies (AZOM) , parte de IWS, explicó:

“De hecho, las láminas de barrera se han utilizado durante mucho tiempo, por ejemplo, en las industrias alimentaria y farmacéutica. En estas áreas, la protección de las salchichas, el café, el queso y otros productos contra la humedad, las bacterias o la pérdida de sabor siempre ha sido una prioridad.

"Pero la electrónica orgánica ha hecho que los requisitos de permeabilidad de tales láminas de barrera con respecto al vapor de agua sean extremadamente estrictos".

Por ejemplo, los OLED, que ahora son comunes en las pantallas de teléfonos inteligentes y televisores, requieren láminas con una tasa de transmisión de vapor de agua de solo unos pocos microgramos de vapor de agua por día. El problema es que comprobar la velocidad de transmisión es difícil, ya que la metrología convencional de las láminas de barrera OLED a menudo tarda varias semanas en producir un resultado.

Los científicos de Fraunhofer IWS dicen que con el enfoque hiperespectral, el tiempo de inspección de las láminas de barrera en la electrónica orgánica se ha reducido a solo dos o tres horas. Bajo el esfuerzo de € 7,9 millones “OLEDSOLAR”, 16 socios del proyecto están colaborando en métodos avanzados de fabricación e inspección para ayudar a industrializar la producción de productos electrónicos orgánicos. El proyecto está programado para ejecutarse hasta la primavera de 2022.

El nuevo enfoque para la metrología de láminas de barrera del que fue pionero el proyecto se centra en la permeabilidad de la lámina en sí, en lugar de medir el vapor de agua que puede atravesar la barrera.

Trabajando en muestras fabricadas mediante un proceso de rollo a rollo en el Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Tecnología de Rayo de Electrones y Plasma (FEP), los datos hiperespectrales se compararon con mediciones de alta precisión de la transmisión de vapor de agua tomadas de la forma habitual.

Luego, esa información se usó para generar y entrenar un modelo de inteligencia artificial que es capaz de predecir la tasa de transmisión de vapor de agua de la lámina de barrera con suficiente precisión pero, lo que es más importante, cientos de veces más rápido de lo que es posible con el método estándar.

“Ningún ser humano podría evaluar estos datos de manera convencional”, señala Grählert. "Por eso aplicamos métodos de inteligencia artificial".

Cuando se implementa en un entorno industrial, el modelo aprendería las correlaciones entre los arañazos, los defectos de la capa y las inclusiones que afectan la permeabilidad de la lámina, lo que significa que las fallas podrían identificarse de inmediato.

“Este nuevo tipo de tecnología de sensores acorta significativamente el tiempo de inspección para láminas de barrera, abre la posibilidad de control de calidad en línea, reduce las tasas de rechazo y puede hacer que la producción de OLED y OPV sea más rentable”, concluyó Grählert.

Fuente:https://optics.org/news/12/3/27