DE102008042694A1 - UV irradiation of indium tin oxide layers - Google Patents
UV irradiation of indium tin oxide layers Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008042694A1 DE102008042694A1 DE102008042694A DE102008042694A DE102008042694A1 DE 102008042694 A1 DE102008042694 A1 DE 102008042694A1 DE 102008042694 A DE102008042694 A DE 102008042694A DE 102008042694 A DE102008042694 A DE 102008042694A DE 102008042694 A1 DE102008042694 A1 DE 102008042694A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dispersion
- coating
- layer
- substrate
- printing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 claims description 3
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001540 jet deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007649 pad printing Methods 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 9
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 241001295925 Gegenes Species 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 230000032912 absorption of UV light Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical class OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000005349 heatable glass Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001290 polyvinyl ester Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/138—Manufacture of transparent electrodes, e.g. transparent conductive oxides [TCO] or indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/244—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
- H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
- H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung transparenter leitfähiger Schichten, umfassend die Schritte (1) Bereitstellung einer Dispersion aus TCO-Nanopartikeln, anschließend (2) Aufbringen der nach Schritt (1) erhaltenen Dispersion auf ein Substrat, und zumindest teilweises Entfernen des Lösungs- oder Dispersionsmittels, anschließend (3) Bestrahlen der nach Schritt (2) erhaltenen Beschichtung mit UV-Licht, sowie eine Schicht, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird, und ein elektronisches Bauteil, das eine solche Schicht aufweist.The present invention relates to a method for producing transparent conductive layers, comprising the steps of (1) providing a dispersion of TCO nanoparticles, then (2) applying the dispersion obtained according to step (1) to a substrate, and at least partially removing the solution or dispersing agent, then (3) irradiating the UV light obtained after step (2), and a layer obtained by the method of the present invention, and an electronic component having such a layer.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung transparenter leitfähiger Schichten auf Basis von transparenten, leitfähigen Oxid-(TCO)Nanopartikeln, insbesondere Indium-Zinnoxid-(ITO-)Nanopartikeln durch Bestrahlung mit UV-Licht, sowie die mit diesem Verfahren erhaltenen Schichten.The The present invention relates to a process for producing transparent conductive layers based on transparent, conductive oxide (TCO) nanoparticles, in particular indium tin oxide (ITO) nanoparticles by irradiation with UV light, and the layers obtained by this method.
Unter einer elektrisch-mechanisch stabilen Schicht wird im Folgenden eine Schicht verstanden, die die folgenden Eigenschaften aufweist:
- – Widerstandsfähigkeit gegen
Beanspruchung durch kratzende, scharfkantige Gegenstände oder
Materialien, charakterisiert z. B. durch die Stifthärte
nach Wolff-Wilborn oder durch die Bleistifthärte nach
;DIN EN 13523-4: 2001 - – Haftung auf dem Substrat, ermittelt z. B. durch den
Kreuzschnitt- oder Tape-Test nach
;DIN EN ISO 2409 - – Zunahme des Flächenwiderstandes unter wiederholter, in einer definierten Anzahl Biegezyklen und einem definiertem Biegeradius ausgedrückten Biegebeanspruchung der Schicht, um einen begrenzten Faktor.
- - Resistance to stress from scratching, sharp-edged objects or materials, characterized z. B. by the pencil hardness to Wolff-Wilborn or by the pencil hardness after
;DIN EN 13523-4: 2001 - - adhesion to the substrate, determined z. B. by the cross-cut or tape test after
;DIN EN ISO 2409 - Increasing the sheet resistance under repeated bending stress of the layer expressed in a defined number of bending cycles and a defined bending radius by a limited factor.
Diese
Zunahme wird mit einer Vorrichtung nach
Unter Flächenwiderstand wird an dieser Stelle und im Folgenden der ohmsche Widerstand verstanden, der an einer Beschichtung mit einer gleichmäßigen Schichtdicke erhalten wird, wenn ein quadratischer Bereich beliebiger Größe an zwei gegenüberliegenden Kanten kontaktiert und der Strom in Abhängigkeit von der (Gleich-)Spannung gemessen wird. Der Flächenwiderstand wird in Ω gemessen und mit Ω/☐ gekennzeichnet. Die Bestimmung des Flächenwiderstandes kann auch nach anderen Verfahren, wie z. B. der Vierpunktmessung erfolgen.Under Sheet resistance is discussed here and below the ohmic resistance is understood, the on a coating with a uniform layer thickness is obtained if a square area of any size contacted on two opposite edges and the current is measured as a function of the (DC) voltage. The sheet resistance is measured in Ω and marked Ω / ☐. The determination of sheet resistance can also be different Method, such. B. the four-point measurement.
Unter spezifischem Widerstand wird im Folgenden der ohmsche Widerstand verstanden, der durch Multiplikation des Flächenwiderstandes mit der Schichtdicke [in cm] erhalten wird und ein Maß für die ohmschen Eigenschaften des leitfähigen Materials selbst darstellt. Der spezifische Widerstand wird in Ω·cm angegeben.Under resistivity is hereinafter the ohmic resistance understood by multiplying the sheet resistance with the layer thickness [in cm] is obtained and a measure of the ohmic properties of the conductive material itself represents. The resistivity is in Ω · cm specified.
Unter Transmission wird im Folgenden die Durchlässigkeit eines transparenten Körpers für Licht der Wellenlänge 550 nm verstanden.Under Transmission is hereafter the permeability of a transparent body for light of wavelength 550 nm understood.
Die Transmission eines beschichteten Substrates wird im Verhältnis zu der Transmission an Luft in Prozentwerten angegeben.The Transmission of a coated substrate is in proportion to the transmission in air in percentages.
Transparente Schichten mit hoher ohmscher Leitfähigkeit weisen spezifische Widerstände von höchstens 50 Ω·cm und eine Transmission von mindestens 40% auf und werden in allen modernen Displays, z. B. in LCD (liquid crystal display), Plasma-Displays, OLED's, und z. B. auch in organischen Solarzellen benötigt, um die durch den photovoltaischen Effekt angeregten elektrischen Ströme verlustarm nutzen zu können.transparent High ohmic conductivity layers have specific ones Resistances of at most 50 Ω · cm and a transmission of at least 40% on and in all modern displays, eg. B. in LCD (liquid crystal display), plasma displays, OLEDs, and z. B. also needed in organic solar cells, around the electrical stimulated by the photovoltaic effect To be able to use currents with low loss.
Im Stand der Technik werden leitfähige Schichten zum Beispiel im Flammspritzverfahren oder im Vakuum durch Sputtertechniken hergestellt. Eine Strukturierung ist nicht oder nur sehr aufwändig möglich. Sie wird im Allgemeinen durch Anwendung verschiedenster Ätztechniken erhalten.in the The state of the art becomes conductive layers, for example produced by flame spraying or in a vacuum by sputtering techniques. A Structuring is not possible or only very expensive. It is generally made by applying various etching techniques receive.
Leitfähige Schichten werden auch auf Basis von Nanopartikeln hergestellt, wobei diese thermisch nachbehandelt werden müssen, gemäß Stand der Technik beispielsweise in einem Ofenprozess, um die gewünschte Leitfähigkeit zu erzielen. Die thermische Nachbehandlung von Beschichtungen aus metallischen Nanopartikeln, beispielsweise aus Silberpartikeln, kann auch durch Laserbestrahlung erfolgen.conductive Layers are also produced on the basis of nanoparticles, wherein These must be thermally treated, according to the state the technology, for example, in a furnace process to the desired To achieve conductivity. The thermal aftertreatment of coatings of metallic nanoparticles, for example from silver particles, can also be done by laser irradiation.
Für
leitfähige Schichten, die im sichtbaren Bereich transparent
sind, hat sich ITO als das am besten geeignete Material für
Anwendungen in der modernen Elektronik erwiesen. ITO Schichten auf
flexiblen Polyethylenterephthalat (PET) Substraten werden im Stand
der Technik in Sputter- bzw. Aufdampfprozessen erstellt, die z.
B. bei
Für kontinuierliche Herstellverfahren sind diese Beschichtungstechniken jedoch kostenintensiv, da sie im Vakuum durchgeführt werden müssen. Außerdem ist eine strukturierte Beschichtung von Substraten nur durch eine Maskierung bzw. durch Lithografieverfahren möglich, bei denen ITO verschwendet wird. Die Beschichtung mittels druckbarer ITO Nanopartikel Dispersionen ermöglicht zwar eine direkte Strukturierung mittels Druckverfahren unter Verzicht auf eine Prozessführung unter Vakuum, doch ergab sich dabei die Forderung nach einer Verbesserung des spezifischen Widerstandes.For continuous production processes are these coating techniques however, expensive, since they are carried out in a vacuum have to. There is also a textured coating of substrates only by a masking or by lithography process possible where ITO is wasted. The coating using printable ITO nanoparticle dispersions although a direct structuring by means of printing process under waiver on a litigation under vacuum, but it resulted the demand for an improvement of the specific resistance.
Zur Erzielung wirtschaftlich brauchbarer Leitfähigkeiten werden Beschichtungen aus ITO-Nanopartikeln ohne Bindemittel thermisch derart behandelt, dass die Nanopartikel verschmolzen oder versintert werden. Diese Behandlung von ITO Nanopartikel Beschichtungen auf flexiblen Polymersubstraten stellt aber aufgrund der begrenzten thermischen Stabilität des Substrates ein schwer zu lösendes Problem dar. Um beispielsweise Flächenwiderstände unter 1000 Ω/☐ von ITO Nanopartikel Schichten auf PET Substraten und zugleich Transmissionen von mindestens 80% im sichtbaren Bereich zu erhalten, müssen die Beschichtungen aus ITO-Nanopartikeln auf Temperaturen oberhalb 500°C gebracht werden. Bei kontinuierlichen Produktionsverfahren, zum Beispiel Rolle-zu-Rolle Produktionsprozessen, für die Beschichtung flexibler transparenter Polymersubstrate sind jedoch die Temperaturen auf Werte um 200°C begrenzt, andernfalls leiden die Polymersubstrate und/oder die Beschichtungen zeigen Risse bzw. blättern schon bei geringen Biegebeanspruchungen vom Substrat ab.To achieve economically viable conductivities, coatings of ITO nanoparticles without a binder are thermally treated such that the nanoparticles are fused or sintered. However, this treatment of ITO nanoparticle coatings on flexible polymer substrates is a difficult problem to solve because of the limited thermal stability of the substrate. For example, surface resistances below 1000 Ω / ☐ of ITO nanoparticles To obtain coatings on PET substrates and transmissions of at least 80% in the visible range, the coatings of ITO nanoparticles must be brought to temperatures above 500 ° C. In continuous production processes, for example roll-to-roll production processes, for the coating of flexible transparent polymer substrates, however, the temperatures are limited to values around 200 ° C, otherwise the polymer substrates and / or the coatings show cracks or flake even at low bending stresses Substrate off.
Andererseits sind im Stand der Technik sind Untersuchungen zur Verbesserung der Leitfähigkeit von ITO Nanopartikel Beschichtungen auf flexiblen Polymersubstraten mittels UV-Behandlung bekannt, bei denen die ITO Nanopartikel Dispersionen mit UV aushärtenden Bindern modifiziert sind. Solche Binder beeinträchtigen jedoch die Dispersion der Nanopartikel und erhöhen den spezifischen Widerstand.on the other hand are in the art are investigations to improve the Conductivity of ITO nanoparticle coatings on flexible polymer substrates known by UV treatment in which the ITO nanoparticle dispersions modified with UV-curing binders. Such binders affect However, the dispersion of nanoparticles and increase the specific resistance.
Eine Bestrahlung mit UV-Licht zugleich transparenter und leitfähiger Beschichtungen aus nichtmetallischen Nanopartikeln kennt der Stand der Technik jedoch nicht.A Irradiation with UV light at the same time more transparent and conductive Coatings made of non-metallic nanoparticles know the state but not the technology.
Allen Verfahren des Standes der Technik ist gemeinsam, dass die Nanopartikel untereinander und mit anderen Bestandteilen und/oder dem Substrat versintert oder verschmolzen werden. Da also in der nanopartikulären Schicht Wärmeenergie erzeugt wird, ist bislang stets darauf zu achten, dass der Wärmeübergang in das Substrat nicht derart groß wird, dass im Substrat Umwandlungen chemischer (z. B. Zersetzung) oder physikalischer Art (z. B. Schmelzen) in Gang gesetzt werden. Insbesondere bei empfindlichen Substraten wie den meisten Kunststofffolien ist die Temperatur, bei der solch unerwünschte Prozesse im Substrat auftreten, im allgemeinen derart niedrig, dass nicht genug Wärmeenergie in der nanopartikulären Schicht erzeugt werden kann, dass die Nanopartikel in optimalem Umfang versintern oder verschmelzen. Andererseits weiß man, dass der spezifische Widerstand leitfähiger Schichten umso niedriger wird, je umfassender die Nanopartikel untereinander versintern und/oder verschmelzen.all A common prior art method is that the nanoparticles with each other and with other components and / or the substrate be sintered or fused. So there in the nanoparticulate Layer heat energy is generated, so far always on it to pay attention to the heat transfer into the substrate does not become so large that in the substrate transformations of chemical (eg decomposition) or physical type (eg melting) in Gear set. Especially for sensitive substrates like Most plastic films have the temperature at which such unwanted processes occur in the substrate, generally so low that not enough heat energy in the nanoparticular layer can be generated that sinter the nanoparticles to an optimal extent or merge. On the other hand, one knows that the specific Resistance of conductive layers becomes lower, depending more comprehensively sintering and / or fusing the nanoparticles together.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren bereit zu stellen, das die thermische Belastung des Substrates verringert und so die Nachteile des Standes der Technik überwindet.task The present invention was therefore to provide a method which reduces the thermal load of the substrate and thus overcomes the disadvantages of the prior art.
Aufgabe war es ebenso, eine Schicht mit verbesserten elektrisch-mechanischen Eigenschaften bereit zu stellen.task It was as well a layer with improved electro-mechanical To provide properties.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung transparenter leitfähiger Schichten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.These Task is solved by a process for producing transparent conductive Layers with the characterizing features of claim 1 solved.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung transparenter leitfähiger Schichten, das die Schritte
- (1) Bereitstellung einer Dispersion aus TCO Nanopartikeln, anschließend
- (2) Aufbringen der nach Schritt (1) erhaltenen Dispersion auf ein Substrat, und zumindest teilweises Entfernen des Lösungsmittels oder Dispersionsmittels, anschließend
- (3) Bestrahlen der nach Schritt (2) erhaltenen Beschichtung mit UV-Licht
- (1) providing a dispersion of TCO nanoparticles, subsequently
- (2) applying the dispersion obtained after step (1) to a substrate, and at least partially removing the solvent or dispersant, subsequently
- (3) Irradiating the coating obtained after step (2) with UV light
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass kurze Wechselwirkungszeiten erzielt werden und somit die thermische Belastung des Substrates gegenüber Verfahren im Stand der Technik stark verringert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem inline-fähig, gleichbedeutend damit, dass dieses in einem kontinuierlichen Produktionsprozess für Substrate mit transparenten leitfähigen Schichten eingesetzt werden kann, beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle Verfahren.The inventive method has the advantage that short interaction times are achieved and thus the thermal Loading of the substrate compared to methods in the state of Technology is greatly reduced. The invention Procedure is also inline-capable, synonymous So that this in a continuous production process for substrates with transparent conductive layers can be used, for example in a roll-to-roll process.
Daher ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine transparente leitfähige Schicht, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird. Ebenso ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Bauteil, das die erfindungsgemäße Schicht aufweist, sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils in einem OLED (Organische Licht Emittierende Dioden), Elektrolumineszenzmodul, Display, photovoltaischen Element, berührungssensitiven Bildschirm, sogenanntes Touchpanel, Widerstandsheizelement, Infrarotschutzfilm, antistatischen Gehäuse, chemischen Sensor, elektromagnetischen Sensor, FKD (Flüssigkristall-Display), sogenannte LCD, elektrophoretischen Display.Therefore is also the subject of the present invention, a transparent conductive layer associated with the invention Procedure is obtained. Likewise, the subject of the present Invention, an electronic component, the inventive Layer has, as well as the use of the inventive electronic component in an OLED (Organic Light Emitting Diodes), electroluminescent module, display, photovoltaic element, touch-sensitive screen, so-called touch panel, Resistance heating element, infrared protection film, antistatic housing, chemical sensor, electromagnetic sensor, FKD (liquid crystal display), so-called LCD, electrophoretic display.
Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below.
Es
kann vorteilhaft sein, in Schritt (1) des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine Dispersion einzusetzen, die Indium-Zinnoxid Nanopartikel
enthält. Die Herstellung einer solchen Dispersion ist zum
Beispiel in den Patentanmeldungen
Vorzugsweise kann in Schritt (1) eine Dispersion eingesetzt werden, die einen thermisch härtbaren Binder enthält. Als Binder können allgemein anorganische und organische Binder eingesetzt werden. Geeignete Binder sind beispielsweise Polyvinylharze, Polyolefine, PVC, Polyvinylalkohol, Polyvinylester, Polystyrol, Acrylharze, Acrylester, Alkydharze, Polyurethanlacke, Harnstoffharze, Melaminharze, Phenolharzlacke. Bevorzugt können Cellulose, Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Nitrocellulose und Celluloseester eingesetzt werden.Preferably For example, in step (1), a dispersion can be used which has a contains thermally curable binder. As a binder Generally inorganic and organic binders can be used become. Suitable binders are, for example, polyvinyl resins, polyolefins, PVC, polyvinyl alcohol, polyvinyl esters, polystyrene, acrylic resins, acrylic esters, Alkyd resins, polyurethane paints, urea resins, melamine resins, phenolic resin paints. Preference may be given to cellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, Nitrocellulose and cellulose esters are used.
Desweiteren können auch Thermoplaste als Binder eingesetzt werden. Solche Binder können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylacetalen, Polyvinylalkoholen, acetalisierten Polyvinylalkoholen, Polymethylmethacrylaten, Polyvinylchloriden, Polyacrylaten, Cellulosederivaten, Latexbindern, Polyvinylpyrrolidonen, Polyurethanen, Polyethylenen, Polypropylenen, Polyiosbutylenen, Polybutenen, Polyamiden, Polyimiden, Polytetrafluorethylen, Polycarbonaten, Polyethern und Polyepoxiden. Besonders bevorzugt können Polyvinylacetale und aus dieser Gruppe Polyvinylbutyrale eingesetzt werden. Weiterhin besonders bevorzugt können Polyvinylbutyrale mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 120000 g/mol, insbesondere bevorzugt mit 40000 bis 70000 g/mol eingesetzt werden. Weiterhin kann das Polyvinylbutyral einen Hydroxylgehalt von ca. 2 bis 20 Gew.-% aufweisen.Furthermore Thermoplastics can also be used as binders. Such binders may be selected from the group consisting of polyvinyl acetals, polyvinyl alcohols, acetalated polyvinyl alcohols, Polymethyl methacrylates, polyvinyl chlorides, polyacrylates, cellulose derivatives, Latex binders, polyvinylpyrrolidones, polyurethanes, polyethylenes, Polypropylenes, polyisobutenes, polybutenes, polyamides, polyimides, Polytetrafluoroethylene, polycarbonates, polyethers and polyepoxides. Particularly preferred may polyvinyl acetals and from this Group polyvinyl butyrals are used. Still special Polyvinyl butyrals having a molecular weight may be preferred from 1000 to 120000 g / mol, particularly preferably from 40,000 to 70000 g / mol can be used. Furthermore, the polyvinyl butyral have a hydroxyl content of about 2 to 20 wt .-%.
Bevorzugt kann in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Dispersion durch Inkjet-Drucken, Flexodrucken, Tampondrucken, spin coating, Sprühen, Tauchen, Rakeln, offset-Drucken, Siebdrucken, Thermotransferdrucken, Gravurdrucken, Fluten, Aerosil Jet Deposition Verfahren der Firma optomec, (optomec inc., Albuquerque, New Mexico) oder Gießen auf das Substrat aufgebracht werden.Prefers can in step (2) of the method according to the invention dispersion by inkjet printing, flexo printing, pad printing, spin coating, spraying, dipping, knife coating, offset printing, screen printing, Thermal transfer printing, gravure printing, flood, Aerosil Jet Deposition process the company optomec, (optomec inc., Albuquerque, New Mexico) or Pour it onto the substrate.
Durch diese Druckverfahren ist eine Strukturierung, zumindest teilweise Strukturierung auf dem Substrat möglich. Vorzugsweise kann die Dispersion ein- oder mehrmalig und/oder kontinuierlich oder batchweise aufgebracht werden. Die Umgebungsbedingungen sind von den Anforderungen der Aufbringung abhängig und können je nachdem, wie die Dispersion aufgebracht wird, verschieden sein.By This printing process is structuring, at least in part Structuring possible on the substrate. Preferably the dispersion once or several times and / or continuously or batchwise be applied. The environmental conditions are of the requirements depending on the application and may how the dispersion is applied may be different.
Vorteilhafterweise kann in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Substrat eingesetzt werden, das Glas oder Kunststoff enthält oder ist. Bevorzugt können transparente Materialien eingesetzt werden, besonders bevorzugt Quarzglas, Borosilikat Displayglas, alkalifreies Borosilikat Displayglas, Weißglas, Fensterglas, Floatglas, Polyester, Polyamid, Polyimid, Polyacrylat, Polycarbonat (PC), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyacetal (POM), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyhydroxybutyrat (PHB), Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 11, Polyamid 12, Kapton® Polymethylmethacrylat (PMMA) oder eine Kombination dieser Materialien. Auch kann es vorteilhaft sein, diese Materialien oder eine Kombination dieser Materialien in Form von Folien und/oder Laminaten einzusetzen, besonders bevorzugt PET-Folien, die besonders preisgünstig sind und eine hervorragende Transparenz mit Flexibilität verbinden. Da die Absorption von UV-Licht durch das Substrat von der Wellenlänge des UV-Lichtes abhängt, kann vorteilhaft ein Substrat gewählt werden, das bei gegebener Wellenlänge eine möglichst geringe Absorption aufweist, somit auch möglichst wenig Wärmeenergie in dem Substrat durch die Bestrahlung mit UV-Lichtes erzeugt wird.Advantageously, in step (2) of the method according to the invention a substrate can be used which contains or is glass or plastic. Preference is given to using transparent materials, particularly preferably quartz glass, borosilicate display glass, alkali-free borosilicate display glass, white glass, window glass, float glass, polyester, polyamide, polyimide, polyacrylate, polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC ), Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacetal (POM), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polyhydroxybutyrate (PHB), polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 11, polyamide 12, Kapton ® polymethyl methacrylate (PMMA) or a combination of these materials. It may also be advantageous to use these materials or a combination of these materials in the form of films and / or laminates, particularly preferably PET films, which are particularly inexpensive and combine excellent transparency with flexibility. Since the absorption of UV light by the substrate depends on the wavelength of the UV light, it is advantageously possible to select a substrate which has the lowest possible absorption at a given wavelength, thus also minimizing the heat energy in the substrate by the irradiation with UV light. Light is generated.
Weiterhin bevorzugt kann im Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Substrat eingesetzt werden, das für die Wellenlängen des im Schritt (3) eingesetzten UV-Lichtes transparent oder nahezu transparent istFarther Preferably, in step (2) of the invention Process a substrate used for the Wavelengths of the UV light used in step (3) transparent or nearly transparent
Es kann weiterhin vorteilhaft sein, vor Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens das Lösungsmittel oder Dispersionsmittel aus der nach Schritt (2) erhaltenen Beschichtung durch Erhöhung der Temperatur in der Beschichtung, gleichbedeutend mit Tempern, zu entfernen.It may also be advantageous before step (3) of the invention Process the solvent or dispersant the coating obtained after step (2) by increasing the Temperature in the coating, synonymous with tempering, too remove.
Es kann vorteilhaft sein, das Lösungs- oder Dispersionsmittel bei einer Temperatur von 20°C bis 200°C, bevorzugt von 150°C bis 200°C, besonders bevorzugt von 180°C bis 200°C während einer Zeitdauer von 1 s bis 120 min durch Tempern zu entfernen. Mit einer solchen Vorgehensweise wird eine erfindungsgemäße Schicht mit einer verbesserten Haftung auf dem Substrat erhalten.It may be advantageous, the solvent or dispersant at a temperature of 20 ° C to 200 ° C, preferably from 150 ° C to 200 ° C, more preferably from 180 ° C to 200 ° C for a period of 1 s to 120 min by annealing remove. With such an approach is a layer according to the invention with an improved Adhesion on the substrate obtained.
Besonders bevorzugt kann das Lösungsmittel oder Dispersionsmittel während einer Zeitdauer von 20 min bei einer Temperatur von 200°C, aus der Dispersion oder Lösung entfernt werden. Das Lösungs- oder Dispersionsmittel kann zum Beispiel durch Eintrag elektromagnetischer Energie oder durch Kontakt des Substrates mit einer Heizplatte, in einem Rolle-zu-Rolle Prozess bevorzugt durch Kontakt mit zumindest einer erwärmten Rolle oder Kalander entfernt werden. Weiterhin bevorzugt kann das Lösungs- oder Dispersionsmittel durch Bestrahlung mit IR-, VIS-, oder UV-Licht, zum Beispiel mittels Halogenstrahler oder im IR-Bereich emittierender Laser, in einem Temperofen, oder durch Bespülen mit Luft oder Inertgas, vorzugsweise mit Inertgas oder Luft bei Umgebungstemperatur entfernt werden. Besonders bevorzugt kann das Lösungs- oder Dispersionsmittel durch zumindest ein Verfahren entfernt werden, das in einem Rolle-zu-Rolle Prozess integriert werden kann. Bis zu 99% des Lösungs- oder Dispersionsmittels können vorzugsweise aus der nach Schritt (2) erhaltenen Beschichtung entfernt werden. Der durch das Tempern entfernte Anteil an Lösungs- oder Dispersionsmittel kann durch dem Fachmann bekannte Messverfahren ermittelt werden, zum Beispiel durch gravimetrische Verfahren. Nach dem Tempern kann eine Schichtdicke von 0,05 bis 100 μm, bevorzugt von 0,05 bis 75 μm, weiterhin bevorzugt von 0,05 bis 50 μm, besonders bevorzugt von 0,05 bis 30 μm, ganz besonders bevorzugt von 1 bis 3 μm erhalten werden.More preferably, the solvent or dispersant may be removed from the dispersion or solution for a period of 20 minutes at a temperature of 200 ° C. The solvent or dispersing agent may be, for example, by introducing electromagnetic energy or by contacting the substrate with a heating plate, in a roll-to-roll process, preferably by contact with at least one heated roll or calender to be removed. The solvent or dispersion medium may furthermore preferably be obtained by irradiation with IR, VIS or UV light, for example by means of halogen lamps or lasers emitting in the IR range, in a tempering oven, or by purging with air or inert gas, preferably with inert gas or Air should be removed at ambient temperature. Most preferably, the solvent or dispersant can be removed by at least one process that can be integrated in a roll-to-roll process. Up to 99% of the solvent or dispersant may preferably be removed from the coating obtained after step (2). The proportion of solvent or dispersant removed by the tempering can be determined by measuring methods known to the person skilled in the art, for example by gravimetric methods. After annealing, a layer thickness of 0.05 to 100 .mu.m, preferably from 0.05 to 75 .mu.m, more preferably from 0.05 to 50 .mu.m, particularly preferably from 0.05 to 30 .mu.m, most preferably from 1 to 3 μm are obtained.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorteilhaft sein, wenn in Schritt (3) die Beschichtung mit UV-Licht bei einer Wellenlänge von 200 bis 450 nm, vorzugsweise von 200 bis 320 nm bestrahlt wird, und/oder mit einer auf die bestrahlte Fläche bezogenen Leistung von 100 W·cm–1 bis 200 W·cm–1 , bevorzugt 120 W·cm–1 bestrahlt wird, und/oder Beschichtung mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 1 bis 50 m·min–1, bevorzugt von 2 bis 20 m·min–1 durch die mit UV-Licht bestrahlte Fläche hindurch bewegt wird.In the method according to the invention, it may be advantageous if in step (3) the coating is irradiated with UV light at a wavelength of 200 to 450 nm, preferably from 200 to 320 nm, and / or with a power related to the irradiated surface from 100 W · cm -1 to 200 W · cm -1 , preferably 120 W · cm -1 is irradiated, and / or coating at a flow rate of 1 to 50 m · min -1 , preferably from 2 to 20 m · min -1 is passed through the surface irradiated with UV light.
Das Bewegen der Beschichtung durch die mit UV-Licht bestrahlte Fläche hindurch ist gleichbedeutend damit, dass die Zeitdauer eingestellt werden kann, während der jeweils gleiche aufeinander folgende Flächen der Beschichtung mit UV-Licht bestrahlt werden. Diese wird im Folgenden mit Belichtungszeit bezeichnet. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können Belichtungszeiten von 1 bis 7 s, bevorzugt von 1 bis 4 s eingestellt werden.The Moving the coating through the UV light irradiated area through it is equivalent to having the duration set can be while the same successive each other Surfaces of the coating are irradiated with UV light. This is referred to below as the exposure time. In the method according to the invention can exposure times from 1 to 7 s, preferably from 1 be set to 4 s.
Da die in die Beschichtung im Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingetragene Energie über die Belichtungszeit zu der auf die bestrahlte Fläche bezogenen Leistung proportional ist, kann somit auch die eingetragene Energie eingestellt werden. Deshalb ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass in Abhängigkeit von der UV-Licht Wellenlänge gerade soviel Energie in die Beschichtung eingetragen werden kann, dass das Substrat nicht leidet. Daher kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederum der maximale Betrag eingetragener Energie, bei der das Substrat nach dem Schritt (3) unbeschädigt ist, eingestellt werden. Bei gegebener UV-Licht Wellenlänge entspricht der maximale Betrag eingetragener Energie wiederum einem maximalen Wert der Belichtungszeit.There in the coating in step (3) of the invention Procedure registered energy over the exposure time proportional to the power related to the irradiated area is, thus, the registered energy can be adjusted. Therefore, another advantage of the invention Method that, depending on the UV light wavelength just as much energy can be added to the coating that the substrate does not suffer. Therefore, in the inventive In turn, the maximum amount of ener- gised energy contributes the substrate is undamaged after step (3), be set. For a given UV light wavelength the maximum amount of energy entered in turn corresponds to one maximum value of the exposure time.
Die in die Beschichtung eingetragene Energie wird im Folgenden Energieeintrag genannt. Der Energieeintrag kann außerdem mit einem UV-Radiometer Modell Power Puck S/N 2437 der Fa. EIT gemessen werden. Der maximale Energieeintrag, bei dem das Substrat nach dem Schritt (3) unbeschädigt ist, kann also sowohl eingestellt als auch gemessen werden.The Energy entered into the coating will be energy input in the following called. The energy input can also be done with a UV radiometer Model Power Puck S / N 2437 from EIT. The maximum Energy input in which the substrate is undamaged after step (3), So it can be both set and measured.
Die Schritte (1), (2), und (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens können beliebig oft, bevorzugt einmalig, wiederholt werden.The Steps (1), (2), and (3) of the invention Processes can be repeated as often as desired, preferably once become.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine transparente leitfähige Schicht, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.object The present invention is also a transparent conductive Layer using the method according to the invention is obtained.
Weil der maximale Energieeintrag eingestellt oder gemessen werden kann, und der spezifische Widerstand mit der im Schritt (3) eingesetzten Belichtungszeit abnimmt, kann bei gegebenem Substrat und der Auswahl der TCO Nanopartikel somit die erfindungsgemäße Schicht vorzugsweise mit minimalem oder einem gewünschten höheren spezifischen Widerstand, besonders bevorzugt mit minimalem spezifischen Widerstand erhalten werden.Because the maximum energy input can be set or measured and the resistivity with that used in step (3) Exposure time decreases, given substrate and selection the TCO nanoparticles thus the invention Layer preferably with minimum or a desired higher resistivity, especially preferred with minimum resistivity.
Die erfindungsgemäße Schicht kann einen spezifischen Widerstand von 0,1 bis 2 Ω·cm, bevorzugt von 0,5 bis 1,5 Ω·cm aufweisen.The Layer according to the invention can have a specific Resistance of 0.1 to 2 Ω · cm, preferably 0.5 up to 1.5 Ω · cm.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Schicht eine Zunahme des Flächenwiderstandes unter Biegebeanspruchung, falls in Schritt (2) ein flexibles Substrat eingesetzt wird, um einen Faktor von 1,0- bis 10-fach nach 50 Biegezyklen bei einem Biegeradius von 5 mm und einer Amplitude von 30 mm, gemessen nach Königer, aufweisen, bevorzugt um einen Faktor von 1- bis 5-fach, besonders bevorzugt von 1- bis 3-fach.Preferably the layer according to the invention can increase the sheet resistance under bending stress, if in step (2), a flexible substrate is inserted around a Factor from 1.0 to 10 times after 50 bending cycles at a bending radius of 5 mm and an amplitude of 30 mm, measured according to Königer, preferably by a factor of 1 to 5 times, especially preferably from 1 to 3 times.
Die erfindungsgemäße Schicht kann, wie bereits gesagt, verschiedene Schichtdicken aufweisen, die nach dem Tempern im Schritt (2) erhalten werden, bevorzugt von 0,05 bis 50 μm. Deshalb kann der Flächenwiderstand je nach der Verwendung des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils, das die erfindungsgemäße Schicht aufweist, vorteilhaft gewählt sein.The According to the invention, as already stated, have different layer thicknesses after annealing in the step (2), preferably from 0.05 to 50 μm. Therefore can the sheet resistance depending on the use of the invention electronic component, the inventive Layer, advantageously selected.
Wird das erfindungsgemäße elektronische Bauteil, das die erfindungsgemäße Schicht aufweist, in einem OLED oder FKD verwendet, kann dieser Flächenwiderstand von 10 bis 100 Ω/☐, bei der Verwendung in einem Elektrolumineszenzmodul von 50 bis 250 Ω/☐, bei der Verwendung in einem Touchpanel von 250 bis 1500 Ω/☐, bzw. in einem Sensor von 1500 bis 10000 Ω/☐ betragen.Becomes the electronic component according to the invention, the the layer according to the invention, in one OLED or FKD may use this sheet resistance from 10 to 100 Ω / □ when used in one Electroluminescence module from 50 to 250 Ω / □, at the use in a touch panel from 250 to 1500 Ω / ☐, or in a sensor from 1500 to 10,000 Ω / □.
Desweiteren kann die erfindungsgemäße Schicht eine Transmission von mindestens 40%, bevorzugt von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 90% aufweisen. Ganz besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße Schicht eine Transmission von mindestens 95% aufweisen.Furthermore the layer according to the invention may have a transmission of at least 40%, preferably of at least 80%, more preferably of at least 90%. Most preferably, the inventive Layer have a transmission of at least 95%.
Die
erfindungsgemäße Schicht kann eine mittels Tape-Test
gemäß
Vorzugsweise
kann die erfindungsgemäße Schicht eine mittels
Scratch Hardness Tester der Fa. Erichsen, Model 291, gemäß Prüfverfahren
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schicht werden im Folgenden beispielhaft näher erläutert.The inventive method and the invention Layer are explained in more detail below by way of example.
Beispiel 1.Example 1.
Auf mehrere PET-Folien wurden Dispersionen, jeweils enthaltend
- – 35 Gew.-% ITO Nanopartikel mit Primärpartikeln einer Größe unter 20 nm, und
- – 65 Gew.-% Ethanol als Lösungs- oder Dispersionsmittel,
- 35% by weight of ITO nanoparticles with primary particles smaller than 20 nm, and
- 65% by weight of ethanol as solvent or dispersing agent,
Die so erhaltenen Beschichtungen wurden anschließend jeweils in einem UV-Durchlaufofen Typ Eltosch UV-Lab 200 im Science-to-Business Center der Evonik Degussa GmbH mit UV-Licht bestrahlt. Zur Erzeugung der UV-Strahlung diente eine Quecksilberdampflampe mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 200 bis 320 nm. Die Leistung der Quecksilberdampflampe betrug 120 W·cm–1 bei einer Lampenlänge von 20 cm. Die Durchlaufgeschwindigkeit wurde bei der Bestrahlung jeder beschichteten PET-Folie jeweils auf einen Wert von 2 bis 20 m·min–1 eingestellt. Dies war gleichbedeutend mit einer Belichtungszeit von jeweils 1 s bis 7 s.The coatings thus obtained were then each exposed to ultraviolet light in a UV continuous-flow type Eltosch UV-Lab 200 in the Science-to-Business Center of Evonik Degussa GmbH. A mercury vapor lamp with an intensity maximum in the wavelength range from 200 to 320 nm was used to generate the UV radiation. The power of the mercury vapor lamp was 120 W · cm -1 with a lamp length of 20 cm. The flow rate was adjusted to a value of 2 to 20 m.min -1 during the irradiation of each coated PET film. This was synonymous with an exposure time of 1 s to 7 s.
Beispiel 2.Example 2.
Auf mehrere PET-Folien wurde, wie in Beispiel 1, jeweils eine Dispersion aus ITO Nanopartikeln aufgerakelt. Im Unterschied zu Beispiel 1 wurden die so erhaltenen Schichten anschließend auf einer heizbaren Glasplatte fixiert und mittels dieser Vorrichtung während einer Zeitdauer von 20 min bei einer Temperatur von 200°C jeweils getempert, so dass das Lösungs- oder Dispersionsmittel jeweils zumindest teilweise ausgetrieben wurde.On several PET films were, as in Example 1, each a dispersion made from ITO nanoparticles. In contrast to Example 1 The layers thus obtained were then placed on a heatable glass plate fixed and by means of this device during a period of 20 minutes at a temperature of 200 ° C each annealed, so that the solvent or dispersant each was at least partially expelled.
Die so erhaltenen Beschichtungen wurden anschließend jeweils in einem UV-Durchlaufofen Typ Eltosch UV-Lab 200 im Science-to-Business Center der Evonik Degussa GmbH mit UV-Licht bestrahlt. Zur Erzeugung der UV-Strahlung diente eine Quecksilberdampflampe mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 200 bis 320 nm. Die Leistung der Quecksilberdampflampe betrug 120 W·cm–1 bei einer Lampenlänge von 20 cm. Die Durchlaufgeschwindigkeit wurde bei der Bestrahlung jeder beschichteten PET-Folie jeweils auf einen Wert von 2 bis 20 m·min–1 eingestellt. Dies war gleichbedeutend mit einer Belichtungszeit von jeweils 1 s bis 7 s.The coatings thus obtained were then each exposed to ultraviolet light in a UV continuous-flow type Eltosch UV-Lab 200 in the Science-to-Business Center of Evonik Degussa GmbH. A mercury vapor lamp with an intensity maximum in the wavelength range from 200 to 320 nm was used to generate the UV radiation. The power of the mercury vapor lamp was 120 W · cm -1 with a lamp length of 20 cm. The flow rate was adjusted to a value of 2 to 20 m.min -1 during the irradiation of each coated PET film. This was synonymous with an exposure time of 1 s to 7 s.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102006005019 A [0024] - DE 102006005019 A [0024]
- - DE 102006005025 A [0024] - DE 102006005025 A [0024]
- - DE 102006005026 A [0024] - DE 102006005026 A [0024]
- - DE 19840527 A1 [0024] - DE 19840527 A1 [0024]
- - EP 06018493 [0024] - EP 06018493 [0024]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - DIN EN 13523-4: 2001 [0002] - DIN EN 13523-4: 2001 [0002]
- - DIN EN ISO 2409 [0002] - DIN EN ISO 2409 [0002]
- - Königer et al. [0003] - Königer et al. [0003]
- - D. C. Paine, H.-Y. Yeom und B. Yaglioglu in „Flexible Flat Panel Displys”, S. 79–98 [0011] - DC Paine, H.-Y. Yeom and B. Yaglioglu in Flexible Flat Panel Displys, pp. 79-98 [0011]
- - S. Ray, R. Banerjee et al. in J. Appl. Phys. 54(1983), 3497–3501 [0011] - S. Ray, R. Banerjee et al. in J. Appl. Phys. 54 (1983), 3497-3501 [0011]
- - DIN EN ISO 2409 [0046] - DIN EN ISO 2409 [0046]
- - DIN 13523-4 [0047] - DIN 13523-4 [0047]
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008042694A DE102008042694A1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | UV irradiation of indium tin oxide layers |
| PCT/EP2009/063092 WO2010040801A2 (en) | 2008-10-09 | 2009-10-08 | Uv irradiation of indium-tin oxide layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008042694A DE102008042694A1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | UV irradiation of indium tin oxide layers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102008042694A1 true DE102008042694A1 (en) | 2010-04-22 |
Family
ID=42034664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102008042694A Withdrawn DE102008042694A1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | UV irradiation of indium tin oxide layers |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102008042694A1 (en) |
| WO (1) | WO2010040801A2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19840527A1 (en) | 1998-09-06 | 2000-03-09 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Production of indium-tin oxide suspensions and powders for production of coatings for microelectronic and optical products comprises precipitation and processing in presence of surface modifying agent |
| WO2003004571A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nanogate Technologies Gmbh | Particulate coating |
| DE102006005019A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Highly conductive, transparent and mechanically stable metal oxide layers and process for their preparation |
| DE102006005026A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Electrically conductive transparent coating production of sintered particles involves applying liquid composition with nanoparticles of electrically conductive metal oxide and dispersion agent to substrate |
| DE102006005025A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Production of an electrically conducting transparent layer of sintered particles used for an electronic component in e.g. a display comprises using a liquid composition containing an electrically conducting metal oxide and a dispersant |
| DE102008001578A1 (en) * | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Evonik Degussa Gmbh | Producing transparent conductive layer, by applying dispersion from transparent conductive oxide nanoparticles on substrate e.g. glass, and partially removing solvent/dispersant from obtained layer and then irradiating with laser energy |
-
2008
- 2008-10-09 DE DE102008042694A patent/DE102008042694A1/en not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-10-08 WO PCT/EP2009/063092 patent/WO2010040801A2/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19840527A1 (en) | 1998-09-06 | 2000-03-09 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Production of indium-tin oxide suspensions and powders for production of coatings for microelectronic and optical products comprises precipitation and processing in presence of surface modifying agent |
| WO2003004571A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nanogate Technologies Gmbh | Particulate coating |
| DE102006005019A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Highly conductive, transparent and mechanically stable metal oxide layers and process for their preparation |
| DE102006005026A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Electrically conductive transparent coating production of sintered particles involves applying liquid composition with nanoparticles of electrically conductive metal oxide and dispersion agent to substrate |
| DE102006005025A1 (en) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | Production of an electrically conducting transparent layer of sintered particles used for an electronic component in e.g. a display comprises using a liquid composition containing an electrically conducting metal oxide and a dispersant |
| DE102008001578A1 (en) * | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Evonik Degussa Gmbh | Producing transparent conductive layer, by applying dispersion from transparent conductive oxide nanoparticles on substrate e.g. glass, and partially removing solvent/dispersant from obtained layer and then irradiating with laser energy |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| D. C. Paine, H.-Y. Yeom und B. Yaglioglu in "Flexible Flat Panel Displys", S. 79-98 |
| DIN 13523-4 |
| DIN EN 13523-4: 2001 |
| DIN EN ISO 2409 |
| Königer et al. |
| S. Ray, R. Banerjee et al. in J. Appl. Phys. 54(1983), 3497-3501 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010040801A2 (en) | 2010-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102571892B1 (en) | Transparent conductive coatings based on metal nanowires | |
| DE102013111267B4 (en) | Hob with a transparent electrical conductor and method of manufacture | |
| TWI595514B (en) | Transparent film for controlling light hue using nano-scale colorants | |
| JP6209490B2 (en) | Transparent conductors based on nanowires | |
| TWI644108B (en) | Silver nanostructure-based optical stacks and touch sensors with uv protection | |
| JP6716637B2 (en) | Transparent conductor and method for manufacturing the same | |
| KR20130002320A (en) | Photosensitive ink compositions and transparent conductors and method of using the same | |
| DE102019006762A1 (en) | Glass laminate, front panel for displays and display device | |
| Serkov et al. | Laser sintering of gravure printed indium tin oxide films on polyethylene terephthalate for flexible electronics | |
| Kang et al. | Microelectrode fabrication by laser direct curing of tiny nanoparticle self-generated from organometallic ink | |
| WO2014133688A1 (en) | Two-sided laser patterning on thin film substrates | |
| TW201642280A (en) | Silver nanowire coated with precious metal, method for performing the coating, and stabilized transparent conductive film | |
| CN102737755A (en) | Transparent conductive element and transparent conductive element manufacturing method | |
| WO2016001055A1 (en) | Method for treating the surface of thin glass substrates | |
| DE102008001578A1 (en) | Producing transparent conductive layer, by applying dispersion from transparent conductive oxide nanoparticles on substrate e.g. glass, and partially removing solvent/dispersant from obtained layer and then irradiating with laser energy | |
| KR102088100B1 (en) | Nano Ink for Intense Pulsed Light, Intense pulsed light method and conductive nano structure | |
| DE102008042694A1 (en) | UV irradiation of indium tin oxide layers | |
| DE102017121479B4 (en) | Protective screen for an optoelectronic sensor, in particular a camera, and sensor system | |
| DE102006005025A1 (en) | Production of an electrically conducting transparent layer of sintered particles used for an electronic component in e.g. a display comprises using a liquid composition containing an electrically conducting metal oxide and a dispersant | |
| DE19904082A1 (en) | Process for the production of solar cells | |
| DE102008001580A1 (en) | Producing transparent conductive layer, by subjecting substrate e.g. glass to plasma treatment, applying dispersion from transparent conductive oxide nanoparticles on substrate, and partially removing solvent/dispersant from obtained layer | |
| Tseng et al. | Femtosecond laser-colorized indium-tin-oxide films for blue light attenuation and image screening | |
| Ma et al. | Determining femtosecond laser fluence for surface engineering of transparent conductive thin films by single shot irradiation | |
| JP2010186642A (en) | Transparent conductive sheet and method of manufacturing the same | |
| DE102018109337A1 (en) | Method for producing a TCO layer and article with a TCO coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |