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Isabelle Mehrez-Koch

• Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von transparenten Permeationsbarrrieren auf Kunststofffolien im Hinblick auf die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit für die Anwendung als Verkapselung organischer Elektronik. Zur Schichtabscheidung wurden dabei verschiedene Schichtsyteme mittels Atomlagenabscheidung (ALD) und reaktivem Sputtern herstellt. Bei den untersuchten Oxidschichten handelt es sich unter anderem um die typischen transparenten Barrierematerialien Zink-Zinn-Oxid (ZTO) und Al2O3. Des Weiteren wurde der Einfluss der Schichtdefekte und Schichthaftung auf die Barriereeigenschaften untersucht. Zur Charakterisierung der Permeationsbarriere wurden die Normen DIN EN ISO 15106 -3 und DIN 53380 -3 verwendet. Dabei handelt es sich um eine coulometrische Messmethode, die durch ein Trägergas unterstützt wird. Für die Untersuchungen zur Defektdichte wurde das optimierte elektrolytische Verfahren der Kupferdekoration angewendet. Dabei wird eine Unterschicht aus Silber auf dem Substrat abgeschieden, dass als Kathode und Kupfer als Anode verwendet wird. Ziel ist die Herstellung von Ultrabarrieren mit einer Wasserdampfpermeation von unter 10^-4 g/m^2*d. Ebenfalls stellt das Substrat selbst eine wichtige Rolle dar. So besteht eine wichtige Vorraussetzung darin, dass die Polymersubstrate für eine sehr glatte Oberfläche aufweisen. Verschiedene Sputtereinzelschichten wurden hergestellt und charakterisiert und mit den ALD Einzelschichten und den drei verschiedenen Schichtsystemen verglichen. Dabei finden für ZTO und Al2O3 das Sputtern Anwendung. Wohingegen sich für die ALD nur Al2O3 als Schichtmaterial verwendet wird. Gute Ergebnisse konnten mit dem 2-Schichtsytem erzielt werden, bei dem das ALD-Verfahren als Deckschicht verwendet wird. Dagegen eignen sich die 3-Schichtsysteme mit der ALD-Zwischenschicht nicht als Permeationsbarriere.
• This master thesis deals with the preparation and characterization of transparent permeation barriers on thin layer films in terms of oxygen and water vapor permeability for the use as encapsulation for organic electronics. Different layers were appilied with atomic layer deposition and reactive sputtering. The investigated oxide layers are the typical transparent barrier materials zinc tin oxide and aluminium oxide. Furthermore, the influence of defects, and coating adhesion of the layer was tested for the barrier properties. To characterize the permeation the norms DIN EN ISO 15106-3 and DIN 53380 -3 were used. It is a coulometric measurement method , which is supported by a carrier gas. For the studies on the defect density the optimized method copper decoration was applied. It works as an electrolytic deposition method in which silver is used as the cathode and copper as the anode. The aim is the production of ultra barriers with water vapor of less than 10^-4 g/m^2*d. It is known that the behavior of the barrier layers in this region is determined not by the intrinsic properties of the layer materials, but only by the layer defects. Also provide the substrate itself an important role. Thus, one important requirement is that the polymer substrates have a very smooth surface. First, various sputtering layers were prepared and characterized and compared with the atomic layer deposition individual layers and the three different coating systems. Thereby zinc tin oxide and aluminium oxide were applied in reactive sputtering. Whereas only aluminium oxide is used as a coating material for the atomic layer deposition. Good results were obtained with the two layer system , in which the atomic layer deposition process is used as a cover layer. In contrast, the three layer systems with the atomic layer depostion interlayer are not useful as permeation barrier.