Transparente Barriereschichten auf flexiblen Polymersubstraten: Vergleich und Bewertung verschiedener Beschichtungsverfahren für Einzel‐ und Mehrfachschichten

• Published in: Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten Oberflèachen und Dünne Schichten, 2011-08, Vol.23 (4), p.29-37
• Main Authors: Fahlteich, John, Fahland, Matthias, Straach, Steffen, Günther, Steffen, Schiller, Nicolas
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0947-076X; 1522-2454
• DOI: 10.1002/vipr.201100464

Dieser Artikel gibt einen Überblick über verschiedene vakuumbasierte Technologien zur Herstellung von transparenten Permeationsbarriereschichten und ‐schichtsystemen auf Polymersubstraten. Dabei wird mit dem plasmaaktivierten reaktiven Bedampfen ein hochproduktives Verfahren für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen vorgestellt. Mit dem reaktiven Dual‐Magnetron‐Sputtern können Oxidschichten mit einer sehr geringen Wasserdampf‐ und Sauerstoffdurchlässigkeit bei einer akzeptablen Produktivität abgeschieden werden. Zur Verkapselung von flexiblen elektronischen Bauelementen werden häufig Barriereschichtsysteme vorgeschlagen. In diesem Artikel wird ein rein vakuumbasiertes Konzept zur Herstellung solcher Schichtsysteme vorgestellt. Es basiert auf einer inline Kombination des reaktiven Dual‐Magnetron‐Sputterns mit einem magnetronbasierten PECVD Prozess (Magnetron‐PECVD). Sowohl die Prozesseigenschaften, wie Beschichtungsrate und Prozessdruck, als auch die Schichteigenschaften, wie Morphologie oder Wasserdampf‐ und Sauerstoffdurchlässigkeit, werden für die verschiedenen Vakuumtechnologien mit einander verglichen. Transparent permeation barrier layers on flexible polymer substrates This paper reviews different vacuum based technologies for manufacturing transparent permeation barrier layers and layer stacks on flexible polymer substrates. With plasma assisted reactive evaporation, a cost‐efficient, highly productive process for food packaging applications is presented. Reactive dual magnetron sputtering is a technology for the deposition of oxide layers with a very low water vapor and oxygen transmission rate at a reasonable deposition rate. Many groups suggest multilayer stacks for the encapsulation of flexible electronic devices. In this paper, an all‐in‐vacuum inline concept for manufacturing such multilayers is presented. It is based on the combination of reactively sputtered barrier layers with interlayers grown by using a magnetron based PECVD process (Magnetron‐PECVD). Both, process parameters, such as deposition rate and process pressure, and important layer properties, such as morphology and the water vapor and oxygen transmission rate are compared for the different single and multi layer technologies.