Optimierung und Bewertung plasmapolymerer Barriereschichten durch einen alternierenden Aufbau im Rolle-zu-Rolle PE-CVD-Verfahren

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In einem Rolle-zu-Rolle-PE-CVD-Verfahren werden spröde SiOx-Barriereschichten und flexible SiOxCy-Schichten alternierend abgeschieden. Neben der Optimierung der Barrierewirkung einzelner SiOx-Schichten ist die mögliche Verbesserung der Barriereeigenschaften durch das Aufbringen von Mehrfachschichtsystemen zentraler Bestandteil dieser Arbeit. Untersuchungen bezüglich Mehrfachschichtsysteme zeigten keine Verbesserung der Barriereeigenschaften gegenüber einzelnen SiOx-Schichten. Anhand von Berechnungen der Sauerstoffpermeation auf Grundlage des Pinhole-Modells wurde festgestellt, dass Makrodefekte nicht die einzige Permeationsmöglichkeit von Sauerstoff darstellen können. Durch die ellipsometrische Bestimmung des Voidvolumens der SiOx-Schichten auf Grundlage der Maxwell-Garnett-Theorie konnte gezeigt werden, dass Nanodefekte, hervorgerufen durch den Schichtbildungsprozess, eine größere Rolle bei der Limitierung der Barriereeigenschaften spielen. Positiv hervorzuheben ist, dass durch die Abscheidung eines Mehrfachschichtsystems die Dehnbarkeit beschichteter Folien erhöht werden konnte, was eine größere Toleranz gegenüber mechanischen Beanspruchungen bei der Verwendung und Weiterverarbeitung beschichteter Folien bedeutet.