Fritzensmeier

Die Herstellung von organischer Elektronik aus der Flüssigphase ist in Hinblick auf die Produktion im Industriemaßstab besonders effizient. Entscheidend bei der Trocknung der Schichten ist, dass kein Restlösemittel in den fertigen Bauteilen zurückbleibt, da dies zu einem Effizienzverlust oder zu vorzeitiger Alterung führen kann. Dies stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Diffusion im Vergleich zum zu Beginn applizierten Nassfilm bei niedrigen Lösemittelkonzentrationen im Verlauf der Trocknung stark verlangsamt ist.

In Vorarbeiten am Institut ist eine stark verlangsamte Lösemitteldiffusion bei Polymernanoschichten experimentell gezeigt worden. Um dieses Phänomen zu erklären, sind Modelle entwickelt worden, mit denen gemessene Sorptionskurve simulativ reproduziert werden können. Diese basieren auf einer substratnahen Grenzschicht, in welcher der Diffusionskoeffizient gegenüber dem oberen Bereich um mehrere Größenordnungen erniedrigt ist. Die Modellparameter, Grenzschichtdicke und Grenzschichtdiffusionskoeffizient, werden durch Simulation des Sorptionsverlaufs mit einem am Institut entwickelten Tool in Kombination mit einem Optimierungsalgorithmus effizient an experimentell bestimmte Sorptionskurven angepasst. Dabei ergaben sich für unterschiedliche Stoffsysteme widersprüchliche Erkenntnisse: Im Stoffsystem PVAc/MeOH waren die Modellparameter weitestgehend unabhängig von Trockenfilmdicke und Lösemittelbeladung, bei PMMA/Aceton konnte dies nicht beobachtet werden. Mit dem derzeit vorhandenen Tool wird für jede Sorptionskurve nur eine beste Modellparameterkombination identifiziert.

In dieser Bachelorarbeit soll eine Methode entwickelt werden, mit der sich die o. g. Modellparameter global für ganze Messreihen verschiedener Trockenfilmdicken oder Lösemittelbeladungen identifizieren lassen. Dies kann beispielsweise durch eine automatisierte messreihenübergreifende Optimierung der Modellparameter oder durch die Analyse der Optimierungsverläufe der Einzelmessungen erreicht werden. Es stehen dazu Messreihen mit unterschiedlichen Stoffsystemen zur Verfügung. Ziel ist es, anhand der gewonnenen Ergebnisse das Zweischichtmodell für unterschiedliche Stoffsysteme einsetzen zu können, einen Erkenntnisgewinn zu Ursache und Mechanismus der verlangsamten Diffusion in Nanoschichten zu erreichen und auf diese Weise Schlussfolgerungen für die technische Anwendung des beschriebenen Phänomens ziehen zu können.