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Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von generativ, mittels Tintenstrahl-drucker gefertigten Leiterbahnen. Im Anschluss werden diese einer thermischen Sinterung unterzogen, um die gewünschte elektrische Leitfähigkeit zu erzeugen. Mit Hilfe diverser Analysemethoden - Lichtmikroskop, Profilometer zur Messung der Schichtdicke, Messung des elektrischen Widerstandes, Atomic Force Microscope (AFM) und der Messung der Oberflächenrauheit - werden die Veränderungen der Proben vor und nach der Sinterung ermittelt und anschließend diskutiert. Der erste Abschnitt dieser Arbeit beginnt mit einer Einführung in der die Ausgangslage, der Stand der Technik, die Forschungsfragen und die Anforderungen dargelegt werden. Des Weiteren wird der Kontext der Arbeit, der Neuigkeitswert und die Bedeutung, die Ergebnisse und die Rahmenbedingungen genannt. Der folgende Abschnitt behandelt sämtliche theoretische Grundlagen, die für das Verständnis der Arbeit erforderlich sind. Dazu zählen die Verfahren zum digitalen Druck von Leiterbahnen, die thermische Sinterung der Leiterbahnen zur Erreichung einer definierten elektrischen Leitfähigkeit, die Funktionsweise eines Atomic Force Microscopes, die Vier-Punkt Widerstandsmessung und abschließend die Methodik zur Messung der Schichtdicke der gedruckten Proben. Im nächsten Hauptkapitel werden die verwendenden (Mess-) Geräte und Tintenwerkstoffe vorgestellt. Dabei liegt bei den Messinstrumenten der Fokus vor allem auf einer Thematisierung der jeweiligen Bedienung bzw. Messdatenauswertung. Danach folgt die Dokumentation der Versuchsdurchführung. Dabei wird zu Beginn eine Übersicht der durchgeführten Analysemethoden je Probe gezeigt. Im Anschluss daran werden sämtliche durchgeführte Untersuchungen dargelegt und die Messergebnisse detailliert beschrieben. Abschließend werden die Messergebnisse aus den Bereichen Flächenrauheit, Widerstandsmessung und den Untersuchungen mittels des AFM diskutiert und die dadurch gewonnen Erkenntnisse dargelegt. Es stellt sich heraus, dass die Flächenrauheit mit steigender Sintertemperatur deutlich stärker schwankt, woraus sich ableiten lässt, dass die Oberfläche einer physikalischen Veränderung, hervorgerufen durch die Sinterung, unterworfen ist. Als zentrale Erkenntnis zeigt sich, dass der elektrische Widerstand mit steigender Sintertemperatur deutlich abnimmt. Abgeschlossen wird die Arbeit mit einem Ausblick und Möglichkeiten zur Erweiterung dieser Abschlussarbeit. Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes („Digitalisierung durch gedruckte Elektronik“), welches durch die MA23 gefördert wird, durchgeführt. This work deals with the investigation of generative, inkjet-printed conductor paths. These are then thermally sintered to produce the desired electrical conductivity. Using various analysis methods - optical microscope, profilometer for measuring the layer thickness, measurement of electrical resistance, atomic force microscope (AFM) and measurement of surface roughness - the changes in the samples before and after sintering are determined and then discussed. In the first section, this thesis provides an introduction, in which the initial situation, the state of the art, the research questions and the requirements, are stated. Furthermore, the context of the work, the newness value and the importance, the results and the framework conditions, are mentioned. The following section covers all theoretical basics necessary for understanding the work. This includes the procedures for digital printing of conductive tracks, thermal sintering of the conductive tracks - to achieve a defined electrical conductivity, the operation of an Atomic Force Microscope, the four-point resistance measurement and finally the methodology for measuring the layer thickness of the printed samples. In the next main chapter, the (measuring) devices and ink materials used are presented. In the case of the measuring instruments, the focus is primarily on discussing their operation and the evaluation of measurement data. This is followed by the documentation of the test procedure. At the beginning, an overview of the analysis methods carried out is shown for each sample. Subsequently, all the tests performed are presented and the measurement results are described in detail. Finally, the results of the surface roughness measurements, the resistivity measurements and the AFM investigations are discussed, and the findings are presented. It turns out that the surface roughness fluctuates significantly more with increasing sintering temperature, from which it can be concluded that the surface is undergoing a physical modification due to the sintering process. The main result is that the electrical resistance decreases significantly with increasing sintering temperature. The work is concluded with an outlook and possibilities for extending this master thesis. The master thesis was carried out as part of a research project ("Digitization through Printed Electronics") funded by MA23. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2022

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung einer bereits bestehenden Kontaktwinkelmessanlage. Im Zuge dieser Arbeit soll diese Anlage optimiert werden, in dem einige Teile davon neu konstruiert werden. Anschließend sollen mit der verbesserten Anlage Messungen durchgeführt werden, diese Messungen werden mit Werten einer kommerziellen Kontaktwinkelanlage überprüft, um die Genauigkeit der Anlage zu verifizieren. Im Anschluss an die Messungen werden auch noch einige Testdrucke durchgeführt um die Annahmen, welche durch die Messungen getroffen wurden zu kontrollieren. Diese Anlage wird am FH Campus Wien im Zuge eines Forschungsfeldes, welches sich mit Tintenstrahldruck und gedruckter Elektronik befasst, eingesetzt. In diesem Anwendungsgebiet wird die Kontaktwinkelanlage dafür genutzt den Kontaktwinkel zwischen den Tinten und der Oberfläche zu messen, um das Verrinnen der Tinten bestimmen zu können und somit genauere Drucke herstellen zu können. This thesis aims to improve a contact angle measurement system by redesigning parts of an existing system. A comparison of the old and the new system determines the accuracy of the improved system. Test prints are taken to see if the assumptions from the measurements are correct. This contact angle measurement system is used on the FH Campus Vienna to measure the contact angle between inks and surfaces and to gain knowledge about how much ink is running off on the surface.

In dieser Arbeit wird der Materialdruck mit einer Nanopartikeltinte, konkret die Tinte mit Silber-Nanopartikeln „Mitsubishi Paper Mills NBJI-FD02“, erforscht. Dazu steht der Drucker Dimatix DMP-2850 im Labor der FH Campus Wien zur Verfügung. Sie umfasst zwei Teilbereiche, die in der Folge beschrieben werden. Der erste Teilbereich Optimierung der Druckparameter gibt neben optimierten Parametereinstellungen, die hochqualitative Drucke ermöglichen, einen Überblick über den Effekt der einzelnen Parameter. Manche werden als irrelevant für optimale Druckergebnisse identifiziert. Bei anderen kann je nach Einstellung ein starker Effekt erhoben werden. Zusätzlich werden Erkenntnisse zu Wechselwirkungen erlangt. Im Anschluss wird mithilfe eines teilfaktoriellen statistischen Versuchsplans geklärt, wie sich die gewählten Faktoren auf das Ergebnis auswirken. In der Bewertung der Ergebnisse ist insbesondere die Leitfähigkeit zentral, die mit der 4-Punkt Widerstandsmessung in horizontaler und vertikaler Richtung erhoben wird. Die Homogenität des Druckes und die Übergänge zwischen bedruckten und unbedruckten Bereichen wird optisch mittels Lichtmikroskopie untersucht. Zusätzlich wird die Oberflächenrauigkeit mit dem Profilometer gemessen. Die Veränderung der Frequenz wirkt sich in den Untersuchungen am stärksten auf das Ergebnis aus. Der Parameter Temperatur weist einen schwächeren Effekt und eine Wechselwirkung mit der Spannung auf, die sich im Rahmen der Mikroskopie zeigt. Der Effekt der Spannung ist wenig ausgeprägt, weil der untersuchte Wertebereich durch Erfahrungswerte nahe am Optimum liegt. Die Auswirkung des Parameters Reinigungszyklen bedarf einer differenzierten Betrachtung. Dies liegt daran, dass sich die Einzelergebnisse der Untersuchungen widersprechen. Der zweite Teilbereich der Arbeit ist die Reinigung der Druckerpatrone. Bei dieser kommt es häufig zu Verstopfungen, die ein den Anforderungen entsprechendes Druckergebnis negativ beeinflussen. Es wird untersucht welche Reinigungsmethoden am wirkungsvollsten sind, mit dem Ziel die Lebensdauer und Einsatzfähigkeit der Druckerpatrone zu verlängern. Bei der genannten Tinte handelt es sich um eine Suspension auf wässriger Basis, und deswegen stellt Wasser das optimale Lösungsmittel dar. Des Weiteren werden mit Ultraschallreinigung herausragende Ergebnisse erzielt. Zusätzlich können druckerinterne Reinigungsmethoden und eine Lagerung, die das Eintrocknen der Tinte am Druckkopf verhindert, maßgeblich zu einem guten Ergebnis beitragen. In this thesis the material printing with a nanoparticle ink, specifically the ink with silver nanoparticles “Mitsubishi Paper Mills NBJI-FD02”, is researched. The printer Dimatix DMP-2850 is available in the laboratory of the FH Campus Wien. The thesis consists of two main sectors which will be described below. The first sector optimization of the printing parameters, in addition to displaying optimized parameters which lead to high quality prints, gives an overview of the effect of the single parameters. Some are identified irrelevant for optimal results. Others develop a stronger effect depending on the setting. In addition, knowledge about their interactions is acquired. A partial factorial statistical test plan is then used to determine how the chosen factors affect the result. When evaluating the results, conductivity is central, which is determined with the 4-point resistance measurement in horizontal and vertical direction. The homogeneity of the print and the transitions between printed and unprinted areas~are examined optically using light microscopy. In addition, the surface roughness is measured with the profilometer. In the examinations changing the frequency shows the greatest effect on the results. The parameter temperature has a certain effect and an interaction with the voltage, which is shown in the context of microscopy. The effect of the voltage is not very pronounced because the examined value range which was chosen based on experience is close to the optimum. The impact of the parameter cleaning cycles requires a differentiated consideration. This is due to the fact that the individual results of the investigations contradict eachother. The second part of the work is about cleaning the printer cartridge. Here it frequently comes to blockages which affect the printing result in a negativ way. It is investigated which cleaning methods are most effective with the aim of prolonging the endurance and utilizability ot the cartridge. The ink used is an aqueous-based suspension, and therefore water is the best solvent. Furthermore, by using ultrasonic cleaning outstanding results can be achieved. In addition, printer-internal cleaning methods and storage that prevents the ink from drying out on the printhead can significantly contribute to a good result.

Die wachsende Nachfrage nach kurzlebigen Elektronikprodukten trägt dazu bei, dass die bereits großen Massen an Elektroschrott auch zukünftig rapide zunehmen werden. Bei einem unausgearbeiteten Recyclingmanagement bergen jedoch giftige Inhaltsstoffe bleibende Schäden für Mensch und Umwelt. Der Einsatz biologisch abbaubarer Materialien könnte Produkte generieren, die eine umweltfreundliche und nachhaltige Entsorgung ermöglichen. Außerdem können neue Märkte im Bereich der bioresorbierbaren, transienten Elektronik für biomedizinische Zwecke erschlossen werden. Gerade die Optoelektronik bietet mit organischen Leuchtmitteln beste Voraussetzungen, da all ihre Komponenten, von Aktivmaterial, über Elektroden, bis hin zum Substrat, aufgrund ihrer organischen Zusammensetzung potentiell durch biologisch abbaubare Materialien ersetzt werden könnten. Zusätzlich ermöglichen sie eine individuelle und kostengünstige Herstellung anhand moderner, industrieller Druckverfahren. Das Ziel dieser Arbeit liegt daher auf der Implementierung von biologisch abbaubaren Materialien in allen Bestandteilen organischer Leuchtmittel mit Hinblick auf die Herstellung durch Drucktechniken. Beginnend mit dem Aktivmaterial wurde in Kooperation mit dem Organisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg ein natürlicher Fluorophor, Riboflavin (Vitamin B2), mit Butyratestergruppen versehen und als Emittermaterial identifiziert. Die Seitengruppen verbesserten die Löslichkeit, sowie die Filmbildung und verminderten die Fluoreszenzauslöschung. Hierdurch war es möglich Riboflavintetrabutyrat als Emitter in flüssigprozessierten organischen Leuchtdioden mit einer maximalen Leuchtdichte von ~10 cd/m2 und einem breiten Elektrolumineszenzspektrum mit einem Maximum bei 640 nm zu etablieren. Die externe Quanteneffizienz erreichte 0,02 % und konnte somit für natürliche Emittermaterialien um fünf Größenordnungen gesteigert werden. Weiter wurde die Aktivschicht von lichtemittierenden elektrochemischen Zellen untersucht, welche Druckprozesse durch ihren simpleren Aufbau gegenüber organischen Leuchtdioden vereinfachen. Biologisch abbaubares Polycaprolacton konnte, gemischt mit Emitter und Salz, die Ionenlöslichkeit der Aktivschicht verbessern. Dies wurde durch die Steigerung der ionischen Leitfähigkeit um vier Größenordnungen und die Auflösung der Salzagglomerate nachgewiesen. So konnten die Grenzflächen mit den Elektroden durch das Salz effizienter dotiert und Ladungsträger besser injiziert und transportiert werden. Die Einsatzzeiten der Zellen wurden von 16 min auf 20 s reduziert und Effizienzen von 3,2 cd/A und 1,5 lm/W, sowie Lebenszeiten von 30 h erreicht. Im Rahmen eines Forschungsaufenthalts am Massachusetts Institute of Technology, USA, wurde zudem die Idee entwickelt, die Substratmodenextraktion durch einen direkten Prägeprozess von Mikrolinsen in Biosubstrate aus Cellulosediacetat zu gestalten. Anhand der hierdurch verbesserten Lichtauskopplung der Leuchtmittel konnte so eine typische Effizienzsteigerung von 1,45 erreicht werden. Die Herstellung von flexiblen Substraten mit Mikrolinsen vereinfacht sich somit auf einen Prozessschritt, der in industrielle Rolle zu Rolle Verfahren integriert werden kann. Außerdem wurde der biologisch abbaubare Anteil der Leuchtmittel auf 99,94 % gesteigert. Zuletzt konnte durch ein biologisch abbaubares sekundäres Alkohol-Ethoxylat der Inkjet- und Rakeldruck nichtzytotoxischer transparenter Elektroden auf Cellulosediacetat-Substraten ermöglicht werden. Als Biotensid reduzierte es die Oberflächenspannung wässriger Tinten auf 30 mN/m und zeigte mit einem Massenanteil von bereits 0,1 % hervorragende Druckeigenschaften. Die elektronische Leitfähigkeit der Elektroden auf Cellulosediacetat übertraf mit 286 S/cm kommerzielle Referenztinten um fast das Dreifache, wodurch eine fast doppelt so hohe Leuchtdichte in organischen Leuchtdioden erreicht wurde. In dieser Arbeit konnten somit biologisch abbaubare Materialien in allen Komponenten organischer Leuchtmittel verwendet und ihre Eigenschaften für die Herstellung mit modernen Druckprozessen optimiert werden.

Die Produktion von gedruckter Elektronik ist ein vielversprechender neuer Ansatz, um die herkömmliche Herstellung von Elektronikbauteilen, die sehr aufwendig, teuer, starr und schwer ist, zu ersetzen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Eruierung und Validierung von elektrisch leitfähigen Tinten auf Nanopartikelbasis. Sie sind frei auf dem Markt verfügbar und werden mit dem Tintenstrahldrucker „Dimatix DMP2850“ gedruckt. Dabei wird speziell auf die Handhabung über den gesamten Test, sowie die Leitfähigkeit wert gelegt. Im ersten Teil der Arbeit wird der Stand der Technik ermittelt, um die Grundlage für die weiteren Vorgehensweisen und Ermittlungen zu bilden. Anschließend werden durch ausgiebige Recherche diverse Tinten ausfindig gemacht, die für die Untersuchungen herangezogen und erworben werden. Dabei wird auf die Kompatibilität der Tinten über den gesamten Prozess, der Vorbehandlung, dem Druck und der Nachbehandlung (in diesem Fall dem Sintern) geachtet. Die anschließenden Versuche mit dem Tintenstrahldrucker Dimatix DMP2850 geben Aufschluss über die Durchführung eines gesamten Druckprozesses, auf die zu achtenden Parameter, sowie die Entwicklung des Widerstandslayouts. Außerdem werden die Auswirkungen der Nachbehandlung, in diesem Fall dem Sintern, genauer untersucht. Am Ende der Arbeit wird ein Vergleich zwischen den diversen Tinten durchgeführt und positive sowie negative Aspekte aufgeführt. Diese Ergebnisse führen zu eindeutigen Aussagen über die Verwendbarkeit der einzelnen Tinten für weitere Forschungsprojekte. Während der gesamten Arbeit werden verschiedene Hypothesen aufgestellt und im Zuge der Durchführung bestätigt oder widerlegt. Dabei richtet sich diese Arbeit an eine technisch versierte Leserschaft mit einem Interesse am Verständnis sowie der Durchführung des gesamten Prozesses. The production of printed electronics is a promising approach to replace the traditional production of electronic components, which is very ornate, expensive, rigid and heavy. This thesis deals with the determination and validation of nanoparticle based electroconductive inks. They are freely available on the market and are printed with the "Dimatix DMP-2850" inkjet printer. Special emphasis is placed on the handling of the entire test and the conductivity. In the first part of the thesis, the state of the art is determined, to lay the foundations for further procedures and investigations. Subsequently, through extensive research, various inks were found, which were used and acquired for the investigations. The compatibility of the inks throughout the process, pretreatment, printing and post-treatment (in this case curing) had to be ensured. Subsequent experiments with the Dimatix DMP-2850 inkjet printer provide information on how to perform an entire printing process, the parameters to be respected, and the development of the resistor layout. In addition, the effects of post-treatment, in this case curing, are further investigated. At the end of the work, a comparison is made between the different inks and positive and negative aspects are listed. These results lead to unambiguous statements about the usability of the individual inks for further research projects. Throughout this thesis, various hypotheses are set up and confirmed or refuted during the development. This work is aimed at a technically savvy readership with an interest in the understanding and the execution of the entire process. vorgelegt von: Daniel Wagner Wien, FH Campus Wien, Masterarb., 2018 (VLID)2844491

In der vorliegenden Arbeit wird der Inkjet-Druck von molekularen Präkursorformulierungen für zukünftige Display-Produktionsprozesse evaluiert. Zuerst wird der Stabilitätseinfluss verschiedener organischer Lösungsmittel auf eine kommerziell erhältliche indium-basierte Oxo-Alkoholat Präkursorverbindung untersucht. Dabei können Designregeln für Hauptlösungsmittel und Co-Lösungsmittel definiert werden, die zu rheologisch stabilen Formulierungen führen. In Druckfenstergraphen können Bereiche aufgezeigt werden, in denen eine ideale Verarbeitung der jeweiligen Formulierung ohne Satellitentropfenbildung und maximaler Tropfengeschwindigkeit von >8 m/s garantiert ist. Im weiteren Verlauf werden die zuvor optimierten Funktionstinten in Einzeltropfen verdruckt und die daraus resultierenden Halbleiterdünnschichten in Transistor-Bauelementen elektrisch charakterisiert. Die aus der gemessenen Transferkennlinie der Bauelemente extrahierte Sättigungsbeweglichkeit der n-Typ Ladungsträger liegt bei 10 cm2/Vs. Im Rahmen der Entwicklung wird zudem festgestellt, wie stark Schichtbildungsphänomene bei der Trocknung der Halbleitervorstufe, die finalen elektrischen Eigenschaften der Halbleiterschicht bestimmen. Die bei einem starken Schichtdickenunterschied elektrisch gemessene Doppelcharakteristik im TFT (engl. Thin-Film Transistor) kann mit Hilfe eines Simulationsmodels und der Überlagerung unterschiedlicher Ladungs-trägerbeweglichkeiten und -konzentrationen erklärt werden. Während die Oberflächenrauheit der dünneren Plateau- und dickeren Ring-Schicht keine nennenswerten Unterschiede aufweist, kann in Letzterer, durch hochaufgelöste Transmissionselektronenspektroskopie im Schichtquerschnitt, eine nanokristalline Morphologie festgestellt werden. Es ist wahrscheinlich, dass die Verschlechterung der elektrischen Schichteigenschaften in diesem Bereich auf Streuprozesse der Ladungsträger an Grenzflächen- und Fallenzuständen in der Schicht zurückzuführen ist. Dünn getrocknete Halbleiterschichten mit einer Schichtdicke von 4 - 8 nm weisen eine hohe Ladungsträgerbweglichkeit auf und sind weitestgehend amorph. Letzteres kann anhand von direkter Elektronenbeugung durch SiNx-Fenster festgestellt werden. Es wird vermutet, dass der durch Sekundärionenmassenspektrometrie ermittelte und erhöhte Restanteil von Chlor-Verunreinigungen in dickeren Schichten, Einfluss auf die Morphologiebildung bei der Konvertierung der Oxidschicht hat. In industriellen Produktionsprozessen sollte die gedruckte Halbleiterschicht möglichst homogen mit einer Schichtdicke von 4 - 8 nm hergestellt werden. Durch Verlangsamung der Tropfentrocknung und durch Zugabe von Wasser, kann die inhomogene Trocknung im Einzeltropfen vollständig unterdrückt und zusätzlich eine erhöhte Druckauflösung mit einem Tropfendurchmesser im Mikrometerbereich erzeugt werden. Es wird vermutet, dass die zu beobachtende rückstandslose Durchmesserrekontraktion der Tropfen bei der Trocknung auf einen induzierten Marangoni-Fluss und auf reduzierte Präkursor-Substrat Wechselwirkung zurückzuführen ist. Die daraus resultierenden Bauelemente weisen schlechte elektrische Eigenschaften auf, welche wiederum auf eine zu dicke Halbleiterschicht und eine nanokristalline Morphologie zurückgeführt werden können. Durch eine UV-Ozon Behandlung während des Trocknungsvorganges können münzenähnliche Halbleiterflächen mit einer homogenen Schichtdicke von 4 nm gedruckt werden. Die so hergestellten Schichten sind vollständig amorph und lassen sich in BCE (engl. Back Channel Etch) Bauelement-Konfiguration verarbeiten. Der hier entwickelte Prozess zur homogenen Verarbeitung von gedruckten metalloxidischen Halbleiterfilmen hat deshalb nicht nur Vorteile in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften der Dünnschicht, sondern auch auf die weitere Prozessierung in Top-Kontakt Konfiguration. Der BCE Aufbau ermöglicht eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung von TFT-Rückwandplatinen und wird zum ersten Mal in Kombination mit einem gedruckten Halbleiterfilm realisiert. In this thesis the inkjet printing of molecular precursor formulations is evaluated for future display production processes. First, the stability influence of various organic solvents on a commercially available indium-based oxo-alkoxide compound is investigated. Design rules for main solvents and co-solvents can be defined which lead to rheologically stable formulations. Areas can be defined in print window graphs, in which an ideal processing of the respective formulation without satellite drop formation and maximum drop velocity of >8 m/s is guaranteed. In the second step, the previously optimized functional inks are further processed and resulting semiconducting thin-films are characterized in thin-film transistor devices. The saturation mobility of the n-type charge carriers is typically 10 cm2/Vs and is extracted from the measured transfer characteristics of the devices. In the context of the development, it is determined, how strongly drying phenomena can influence the layer-formation and the final electrical properties of the devices. The double characteristic observed during electrical characterization, can be explained with the help of a simulation model and the superimposition of different charge carrier mobilities and concentrations in the thin-film transistor channel region. While the surface roughness of the drops in the thinner plateau and the thicker ring layer does not differ significantly, in the latter case, a nanocrystalline semiconductor morphology can be observed by high-resolution transmission electron spectroscopy in the layer cross-section. It is probable that the deterioration of the electrical layer properties in this volume is attributable to scattering processes of the charge carriers at interface- and trap states in the layer. Thinly dried semiconductor layers with 4 - 8 nm thickness have a high charge carrier mobility and are fully amorphous. The latter can be determined by means of direct electron diffraction through SiNx- windows. It is assumed that the residual amount of chlorine impurities in thicker layers, determined by time of flight secondary ion mass spectrometry, has an in- fluence on the morphology formation during the conversion of the oxide layer. By increasing the drying time and the addition of water to the formulations, the inhomogeneous drying is completely prevented and additionally an increased printing resolution with a drop diameter of a few microns can be achieved. It is assumed, that the observed residue-free diameter shrinkage of the droplets during drying, is attributed to an induced Marangoni flow and reduced precursor-substrate interaction. The resulting TFT devices have poor electrical properties, which in turn can be attributed to a thick layer with an nanocrystaline semiconductor morphology. By an UV-ozone treatment during the drying process, semiconducting layers can be printed with a coin-like homogeneous layer thickness of 4 nm. The resulting layers are fully amorphous and can be processed in back channel etch thin-film transistor device configuration. The process developed here therefore has advantages not only with regard to the morphological and electrical properties of the thin film but also with the further processing in top contact thin-film transistor geometry. The BCE configuration allows a further simplification in the TFT array process and is shown for the first time in combination with a printed semiconducting film. Dissertation, Universität Duisburg-Essen, 2018

eingereicht von Richard Gstöttenmayr Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Universität Linz, Masterarbeit, 2018

Niedrigtemperaturprozessierbare ferroelektrische Materialien werden für zukünftige Anwendungen auf flexiblen temperaturempfindlichen Substraten benötigt. Bisher werden meist organische Polymere für solche Anforderungen eingesetzt. Da Keramiken diesen in ihren funktionellen Eigenschaften jedoch deutlich überlegen sind, eröffnen Komposite, in denen ferroelektrische Keramikpartikel in dielektrische Polymere eingebettet werden, die Chance einer Kombination der Eigenschaften beider Materialklassen. Solche Komposite sind als dielektrische Schichten oder ferroelektrische Datenspeicher, z. B. in der gedruckten Elektronik, von großem Interesse. Für dielektrische Schichten werden sie daher bereits seit längerem untersucht. Dennoch kann in dieser Arbeit durch gezielte Optimierung ein druckbares Komposit mit einer Dielektrizitätskonstante (ec = 182) vorgestellt werden, das bisherige industrielle Lösungen übertrifft. Neben den dielektrischen Eigenschaften wird erstmalig gezeigt werden, dass solche partikulären Systeme auch ferroelektrisch polarisierbar sind. Die dazu vorgestellte Messmethode ermöglicht interessante Einblicke in die Zusammenhänge, die die ferroelektrische Polarisation solcher Komposite beeinflussen. Ein erster Ansatz für eine Mischungsregel dieser Polarisation bietet ebenso wie die beobachtete Instabilität der ferroelektrischen Polarisation in solchen Kompositen interessante Anknüpfungspunkte für zukünftige Untersuchungen. Low temperature processable ferroelectric materials are highly requested for applications on flexible temperature sensitive materials. To date, mainly organic polymers are used for that purpose. As ferroelectric ceramics have superior functional properties compared to organic polymers, the usage of ceramic/polymer composites, in which ferroelectric particles are embedded in a dielectric polymer, opens the opportunity to combine the exclusive properties of both material classes. Such composites are of large interest for applications as dielectric films or ferroelectric memories, for example in printed electronics. For dielectric applications, this composite approach is therefore already intensely investigated. However, in this work a printable dielectric composite is presented, exhibiting a dielectric constant (ec = 183), which exceeds present technically applicable ceramic- /polymer composite solutions. Beside these dielectric properties, the question whether such particulate ferroelectric structures can be ferroelectrically polarized at all, will be answered positively for the first time. The presented measurement setup reveals the dependencies, which govern the ferroelectric polarization of such composites. The observed instability of the ferroelectric polarization in such composites as well as the first entry in a mixing rule about ferroelectric polarizations in composites provide the basis for future works.