DE19905125A1 - Electrically conductive and optically transparent material, process for its production and use of the same - Google Patents

Electrically conductive and optically transparent material, process for its production and use of the same

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Abstract

The invention relates to an electrically conductive and optically transparent material consisting of an oxidic semiconductor with great band gap. Said material consists of a three-dimensional porous lattice which is preferably formed by interconnected particles with diameters of less than 100 nm, advantageously of less than 20 nm. For this purpose, the material consists of individual porous aggregates of interconnected particles which aggregates should have diameters of less than 500 nm. The material is condensed from the atomic gaseous phases of its elements which are contained in said gaseous phases in oversaturation in the form of interconnected particles forming a porous lattice. In order to obtain the aggregates, the lattice can be mechanically processed to reduce in size.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitfähiges und optisch transparentes Material aus einem oxidischen Halbleiter mit großer Bandlücke und ein Verfahren zur Herstellung sowie Verwendungen dieses Materials.The invention relates to an electrically conductive and optically transparent material made of an oxidic Large bandgap semiconductors and a method for Manufacture and uses of this material.

Die Kombination von optischer Transparenz und elek­ trischer Leitfähigkeit läßt sich grundsätzlich durch zwei Materialklassen realisieren. Dies sind zum einen die gegebenenfalls dotierten Oxidhalbleiter und zum anderen sehr dünne Filme aus den Metallen Gold, Sil­ ber und Kupfer.The combination of optical transparency and elec tric conductivity can be basically realize two material classes. On the one hand, these are the optionally doped oxide semiconductors and other very thin films from the metals gold, sil over and copper.

Als oxidische Halbleiter werden vornehmlich In2O3, SnO2 und ZnO verwendet, die entweder durch die Sub­ stitution von einzelnen Atomen oder durch Sauerstoff- Leerstellen dotiert werden. Am häufigsten ist inso­ weit der Gebrauch von In2O3 : SnX(ITO); andere bekannte Verbindungen sind SnO2 : FX, SnO2 : SbX und ZnO : AlX. Mit ITO lassen sich beispielsweise spezifische elektri­ sche Widerstände ρ<2.10-4 Ωcm und, bei einer etwa 1 µm dicken geschlossenen Schicht eine optische Transpa­ renz im sichtbaren Spektralbereich von mehr als 90% erreichen. Die Herstellung dieser geschlossenen Schichten erfolgt durch reaktives Sputtern, Elektro­ nenstrahl-Abscheidung, Sprühpyrolyse, chemische Dampfphasenabscheidung oder reaktives Verdampfen.In 2 O 3 , SnO 2 and ZnO are mainly used as oxidic semiconductors, which are doped either by the substitution of individual atoms or by oxygen vacancies. The most common is the use of In 2 O 3 : Sn X (ITO); other known compounds are SnO 2 : F X , SnO 2 : Sb X and ZnO: Al X. With ITO, for example, specific electrical resistances ρ <2.10 -4 Ωcm and, with an approximately 1 µm thick closed layer, an optical transparency in the visible spectral range of more than 90% can be achieved. These closed layers are produced by reactive sputtering, electron beam deposition, spray pyrolysis, chemical vapor phase deposition or reactive evaporation.

Man ist bestrebt, insbesondere wenn das elektrisch leitfähige und optisch transparente Material nur als Füllstoff in einem elektrisch isolierenden Trägerma­ terial verwendet wird, den Füllstoffgehalt möglichst niedrig zu halten und gleichzeitig eine möglichst ho­ he elektrische Leitfähigkeit zu erzielen. Der Füll­ stoffgehalt, bei dem ein plötzlicher Anstieg der Leitfähigkeit (Perkolationsgrenze) eintritt, ist ab­ hängig von der Gestalt der im Trägermaterial disper­ gierten Füllstoffpartikel. Dieser Gehalt beträgt bei kugeligen (dreidimensionalen) Partikeln mehr als 30%, bei scheibenartigen (zweidimensionalen) Partikeln et­ was mehr als 20% und bei (eindimensionalen) Fasern etwa 7%. Aus herstellungstechnischen Gründen werden jedoch dreidimensionale Partikel bevorzugt.One strives, especially if it is electric conductive and optically transparent material only as Filler in an electrically insulating carrier material is used, the filler content as possible to keep low and at the same time as high as possible to achieve electrical conductivity. The fill substance content at which a sudden increase in Conductivity (percolation limit) occurs is off depending on the shape of the disper in the carrier material gated filler particles. This salary is at spherical (three-dimensional) particles more than 30%, for disc-like (two-dimensional) particles et which is more than 20% and with (one-dimensional) fibers about 7%. For manufacturing reasons however three-dimensional particles are preferred.

Eine besondere Methode zum Erzielen von hohen Ver­ hältnissen von elektrischer Leitfähigkeit zu Füll­ stoffgehalt ist der Einsatz von porösem Füllstoff. Bei einem Füllstoffvolumen VFüll (Vol%) und einer Füllstoffporosität PFüll ergibt sich der Füllstoffge­ halt CFüll (Vol%) wie folgt: CFüll = VFüll × (1-pFüll). Be­ trachtet man z. B. einen Füllstoff aus kugeligen Par­ tikeln mit VFüll = 35 Vol% und einer Porosität jedes dieser Partikel von pFüll = 0,9, so ergibt sich ein Füllstoffgehalt von CFüll = 3,5 Vol% einer elektri­ schen Leitfähigkeit von maximal 3,5% vom Volumenmate­ rial des Füllstoffs.A special method for achieving high ratios of electrical conductivity to filler content is the use of porous filler. With a filler volume V fill (vol%) and a filler porosity P fill , the filler content C fill (vol%) is as follows: C fill = V fill × (1-p fill ). Be considered z. B. a filler made of spherical particles with V fill = 35 vol% and a porosity of each of these particles of p fill = 0.9 results in a filler content of C fill = 3.5 vol% of an electrical conductivity of maximum 3 , 5% of the volume material of the filler.

Aus der DE 42 28 608 C2 ist bereits ein elektrisch leitender Kleber auf Kunststoffbasis mit einem einen Füllstoff enthaltenden Träger bekannt, bei dem der Füllstoff aus elektrisch leitenden Metallpulverparti­ keln besteht. Um den Metallgehalt möglichst gering zu halten, sind die elektrisch leitenden Metallpulver­ partikel miteinander verwachsen und liegen als Me­ tallpulveraggregate vor, wobei die Metallpulverparti­ kel eine Größe zwischen 10 nm und 200 nm aufweisen und die Größe der eingesetzten Pulveraggregate zwi­ schen 20 µm und 500 µm liegt. Die Vielzahl der sich berührenden Partikel führt zu einem sehr lockeren, hochporösen Netzwerk und festen Verbindungen zwischen den Partikeln. Eine Siebung des Netzwerkes führt zu dessen Zerteilung in die Pulveraggregate, wobei die Größe der Aggregate durch die Maschenweite des Siebes bestimmt wird.DE 42 28 608 C2 is already an electric one conductive plastic-based adhesive with one Filler containing carrier is known, in which the Filler made from electrically conductive metal powder keln exists. To keep the metal content as low as possible hold, are the electrically conductive metal powder particles grow together and lie as Me tallpulgaggregate before, the Metallpulverparti Kel have a size between 10 nm and 200 nm and the size of the powder aggregates used between between 20 µm and 500 µm. The multitude of themselves touching particles leads to a very loose, highly porous network and solid connections between the particles. A screening of the network leads to its division into the powder aggregates, the Size of the aggregates through the mesh size of the sieve is determined.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die hierfür geeigneten Metalle starke Farberscheinungen zeigen, die durch das metallische Elektronensystem bedingt sind. Der elektrisch leitende Füllstoff nach DE 42 28 608 C2 ist daher für viele Anwendungen aus optischen Gründen nicht brauchbar.However, it has been found that this suitable metals show strong colors, caused by the metallic electron system are. The electrically conductive filler according to DE 42 28 608 C2 is therefore optical for many applications Reasons not usable.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch leitendes und optisch transparentes Material zu schaffen, das neben einer hohen Porosität und damit geringen Dichte ausgezeichnete optische Ei­ genschaften besitzt. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Materials anzugeben. It is therefore the object of the present invention an electrically conductive and optically transparent To create material that in addition to high porosity and thus low density excellent optical egg owns properties. The task continues the invention in a method of manufacture to specify such a material.  

Diese Aufgabe wird für das Material erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 und für das Verfahren durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 13 angegebenen Merkma­ le. Vorteilhafte Weiterbildungen des Materials und des Verfahrens ergeben sich aus den jeweiligen Un­ teransprüchen.This object is according to the invention for the material solved by the in the characterizing part of the An Proverb 1 and for the procedure by those in the kenn Drawing part of claim 13 specified feature le. Advantageous further developments of the material and of the procedure result from the respective Un claims.

Dadurch, daß das aus einem oxidischen Halbleiter mit großer Bandlücke bestehende Material aus einem drei­ dimensionalen porösen Gitter besteht, erhält man wie bei dem Netzwerk aus Metallpartikeln eine relativ ho­ he Leitfähigkeit bei geringer Dichte, jedoch auch ausgezeichnete Transparenzeigenschaften ohne das Auf­ treten von Farberscheinungen.The fact that with an oxide semiconductor large band gap material consisting of a three dimensional porous lattice, you get how a relatively high for the network of metal particles he conductivity at low density, however excellent transparency properties without opening occur from color phenomena.

Vorzugsweise besteht das Material aus miteinander verbundenen Partikeln mit Abmessungen von weniger 100 nm, zweckmäßig weniger als 20 nm. Dies ist der Be­ reich, in welchem die Partikel Agglomerate der ge­ wünschten Größe und Porosität bilden können.The material preferably consists of one another connected particles with dimensions of less than 100 nm, expediently less than 20 nm. This is the Be rich, in which the particles agglomerate the ge desired size and porosity.

Mit den genannten Partikelgrößen sind Porositäten im Bereich oberhalb von 0,5 erreichbar.With the particle sizes mentioned, porosities in the Range above 0.5 accessible.

Vorteilhaft besteht das Material aus einzelnen Aggre­ gaten, die jeweils aus einem Verbund der genannten Partikel gebildet sind, wobei die Abmessungen der Ag­ gregate zweckmäßig geringer als 1 mm sind. Von Vor­ teil für die Verarbeitbarkeit und die optischen Ei­ genschaften ist, wenn die Abmessungen unterhalb 500 nm liegen. Optische Streueigenschaften werden verrin­ gert, wenn die Abmessungen der Aggregate kleiner sind als die Lichtwellenlänge im sichtbaren Spektralbe­ reich; diese werden besonders gut reduziert, wenn die Aggregatgröße sogar kleiner als 300 nm ist. Die elek­ trische Leitfähigkeit wird im Wesentlichen durch den Kontakt zwischen den Partikeln innerhalb der einzel­ nen Aggregate bestimmt.The material advantageously consists of individual aggregates gaten, each from a combination of the above Particles are formed, the dimensions of the Ag gregate are suitably less than 1 mm. From before part for the workability and the optical egg properties if the dimensions are below 500 nm lie. Optical scattering properties are reduced If the dimensions of the units are smaller than the wavelength of light in the visible spectrum rich; these are particularly well reduced if the  Aggregate size is even smaller than 300 nm. The elec conductivity is essentially determined by the Contact between the particles within the individual NEN aggregates determined.

Geeignete oxidische Halbleiter sind beispielsweise InXSnYO, CdX, SnXO oder ZnXO mit X ≧0, y ≧0 (x und y nicht gleichzeitig = 0), ein derartiger Halbleiter zusätz­ lich dotiert entweder durch die Substitution von ein­ zelnen Atomen oder durch Sauerstoff-Leerstellen, oder Mischungen aus diesen. Durch das Dotieren können die optischen Materialkenndaten sowie auch die elektri­ sche Leitfähigkeit variiert werden. Der Sauerstoff kann in dem Halbleiter stöchiometrisch oder auch nichtstöchiometrisch vorliegen.Suitable oxide semiconductors are, for example, In X Sn Y O, Cd X , Sn X O or Zn X O with X ≧ 0, y ≧ 0 (x and y not simultaneously = 0), such a semiconductor is additionally doped either by the substitution of a single atom or through oxygen vacancies, or mixtures of these. The optical material characteristics and also the electrical conductivity can be varied by doping. The oxygen can be stoichiometric or non-stoichiometric in the semiconductor.

Die Herstellung des porösen oxidischen Halbleiterma­ terials erfolgt mit verschiedenen Varianten der Kon­ densation von Nanoteilchen in der Gasphase. Als Aus­ gangsverbindungen kommen die Metalle der oxidischen Halbleiter und Sauerstoff, chemische Verbindungen dieser Metalle mit und ohne Sauerstoff sowie die oxi­ dischen Halbleiter selbst infrage. In jedem Fall wird durch Erhitzen, Verbrennen, Verdampfen, Sputtern oder noch eine andere Methode dafür gesorgt, daß eine Gas­ phase oder ein Plasma aus den Elementen des Halblei­ ters, Sauerstoff und gegebenenfalls einem beliebigen weiteren Gas entsteht. Die Partialdrücke der Atome der Metalle und/oder der Metalloxide müssen so hoch sein, daß jeweils eine Übersättigung vorliegt und da­ mit eine Kondensation einsetzt, wobei die sich bil­ denden Partikel einen Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise kleiner als 20 nm aufweisen. Vor­ teilhaft ist auch, wenn die Partikel aufeinandertref­ fen und dabei poröse Aggregate in der Gasphase ent­ stehen. Die Partikel und/oder Aggregate werden aus der Gasphase entfernt und können direkt oder über ei­ ne trockene Zwischenstufe beispielsweise in das Ma­ trixmaterial eines Trägers eingebracht werden.The production of the porous oxide semiconductor ma terials are made with different variants of the con densification of nanoparticles in the gas phase. As out transition metals come the oxidic metals Semiconductors and oxygen, chemical compounds of these metals with and without oxygen as well as the oxi semiconductor itself. In any case by heating, burning, evaporating, sputtering or yet another method made a gas phase or a plasma from the elements of the half lead ters, oxygen and optionally any further gas is produced. The partial pressures of the atoms the metals and / or the metal oxides must be as high be that there is supersaturation and there with condensation, the bil the particles have a diameter of less than 100 nm, preferably have less than 20 nm. Before it is also particulate if the particles meet and thereby remove porous aggregates in the gas phase stand. The particles and / or aggregates are made from  removed the gas phase and can directly or via egg ne dry intermediate stage, for example in the Ma trix material of a carrier can be introduced.

Bei Verwendung des elektrisch leitfähigen und optisch transparenten Materials als Füllstoff ist dieser in ein jeweils geeignetes Matrixmaterial zu dispergie­ ren. Die wesentliche Funktion des Füllstoffs ist es hierbei, die elektrische Leitfähigkeit des Trägerma­ terials zu erhöhen, um es in solchen Feldern wie der elektromagnetischen Abschirmung, Vermeidung elektri­ scher Aufladungen, elektrischen Kontaktierung oder Klebetechnik einsetzen zu können. Dabei soll die Far­ be des Trägermaterials nicht getrübt oder verändert werden, also beispielsweise optisch transparentes Trägermaterial nicht getrübt oder eingefärbt werden. Der Füllstoff wird hierzu mit einem Anteil von bis zu 25 Vol% hinzugegeben.When using the electrically conductive and optical transparent material as filler is in a suitable matrix material to disperse ren. The essential function of the filler is here, the electrical conductivity of the carrier terials to increase it in such fields as the electromagnetic shielding, avoidance of electri shear charges, electrical contacting or To be able to use adhesive technology. The Far be of the carrier material not tarnished or changed become, for example optically transparent Carrier material must not be tarnished or colored. The filler is used in a proportion of up to 25 vol% added.

Als Trägermaterial sind insbesondere alle Polymere und Klebstoffe geeignet, in welche sich Füllstoffe dispergieren lassen. Besonders wichtig sind dabei al­ le optisch transparenten Polymere und Klebstoffe wie Epoxyharze (Araldit 2020, Fabrikat der Ciba Gigy) und Polycarbonate (Makrolon, Fabrikat der Firma Bayer AG).In particular, all polymers are the carrier material and adhesives, in which fillers let disperse. Al le optically transparent polymers and adhesives such as Epoxy resins (Araldit 2020, manufactured by Ciba Gigy) and Polycarbonates (Makrolon, manufactured by Bayer AG).

Anwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Ma­ terial sind beispielsweise optisch transparente Elek­ troden für solarelektrische Energiewandler (Solarzel­ len), für transparente Scheiben z. B. aus Glas oder Polycarbonat mit einstellbaren optischen Eigenschaf­ ten ("Smart Windows", Abblendspiegel), für Flachbild­ schirme, Nachweisgeräte für Licht und für Sensoren. Die Elektroden können flach oder dreidimensional ge­ formt sein. Sie können selbsttragend sein (z. B. Scheiben aus Polycarbonat) oder auf Substrate aufge­ tragen sein.Applications for the Ma according to the invention materials are, for example, optically transparent elec Trodes for solar-electric energy converters (solar cell len), for transparent panes e.g. B. made of glass or Polycarbonate with adjustable optical properties ten ("Smart Windows", anti-glare mirror), for flat screen screens, detection devices for light and for sensors. The electrodes can be flat or three-dimensional be shaped. They can be self-supporting (e.g.  Polycarbonate panes) or on substrates to be worn.

Ein weiteres Anwendungsfeld sind elektrisch leitfähi­ ge Bauteile ohne eine zusätzliche elektrisch leitfä­ hige Beschichtung beispielsweise zur elektromagneti­ schen Abschirmung oder Vermeidung elektrostatischer Aufladungen. Hier sind auch eingefärbte Bauteile von Interesse, da die Zugabe des Füllstoffes zu keiner Veränderung oder Trübung der Farbe führt.Another field of application is electrically conductive components without an additional electrically conductive coating for example for electromagnetic shielding or avoiding electrostatic Charges. There are also colored components from Interest because the addition of the filler to none Color change or cloudiness results.

Schließlich ist das erfindungsgemäße Material auch für die Herstellung elektrisch leitender Klebstoffe von Bedeutung.Finally, the material according to the invention is also for the production of electrically conductive adhesives significant.

Es werden im Folgenden einige Beispiele zur Herstel­ lung des erfindungsgemäßen Materials näher beschrie­ ben.
Some examples of the manufacture of the material according to the invention are described in more detail below.

  • 1. Eine Mischung aus 90 Gew.-% In2O3 und 10 Gew.-% SnO2 wird in einer Vakuumkammer bei einem Sauerstoff- Partialdruck zwischen 1 bar und 10-4 mbar bei An­ wesenheit weiterer Gase mit einem Gesamtdruck zwischen 1 bar und 10-2 mbar verdampft. Die Ver­ dampfung erfolgt hierbei durch einen Elektronen­ strahl oder durch Sputtern. Die aus der Gasphase kondensierenden Partikel werden auf einer Ober­ fläche gesammelt und als poröses Deposit in eine flüssige oder pastöse Matrix mechanisch eingear­ beitet. Die Größe der beim Einarbeiten auftreten­ den Scherkräfte bestimmt dabei die Größe der in die Matrix eingelagerten Aggregate aus den kon­ densierten Partikeln.1. A mixture of 90 wt .-% in 2 O 3 and 10 wt .-% SnO 2 is in a vacuum chamber at an oxygen partial pressure between 1 bar and 10 -4 mbar in the presence of other gases with a total pressure between 1 bar and evaporated 10 -2 mbar. The evaporation takes place here by an electron beam or by sputtering. The particles condensing from the gas phase are collected on a surface and mechanically incorporated as a porous deposit in a liquid or pasty matrix. The size of the shear forces that occur during incorporation determines the size of the aggregates embedded in the matrix from the condensed particles.
  • 2. Metallhaltige Verbindungen wie InCl3, SnCl4, In- und Sn-Acetylacetonat werden gegebenenfalls mit Sauerstoff gemischt und in einem kontinuierlichen Gasstrom in einer Flamme zersetzt. Hinter der Flamme befindet sich ein Filter, auf welchem die durch die Flamme gebildeten Partikel und Agglome­ rate abgeschieden werden. Das Filterdeposit wird iri eine flüssige oder pastöse Matrix eingearbei­ tet.2. Metal-containing compounds such as InCl 3 , SnCl 4 , In- and Sn-acetylacetonate are optionally mixed with oxygen and decomposed in a continuous gas stream in a flame. Behind the flame there is a filter on which the particles and agglomerates formed by the flame are separated. The filter deposit is worked into a liquid or pasty matrix.
  • 3. Metallhaltige Verbindungen wie InCl3, SnCl4, In- und Sn-Acetylacetonat werden gegebenenfalls mit Sauerstoff gemischt in einem Gasstrom durch einen heißen Rohrofen geleitet. In dem Ofen zersetzen sich die metallhaltigen Verbindungen bei einer Temperatur von 250°C bis 700°C, wodurch sich Par­ tikel und/oder Agglomerate bilden. Hinter dem Ofen befindet sich ein Filter, auf dem die durch die Flamme gebildeten Partikel und Agglomerate abgeschieden werden. Auch hier wird das Filterde­ posit in eine flüssige oder pastöse Matrix einge­ arbeitet.3. Metal-containing compounds such as InCl 3 , SnCl 4 , In and Sn acetylacetonate are optionally mixed with oxygen and passed through a hot tube furnace in a gas stream. In the furnace, the metal-containing compounds decompose at a temperature of 250 ° C to 700 ° C, whereby particles and / or agglomerates are formed. There is a filter behind the furnace on which the particles and agglomerates formed by the flame are separated. Here too the filterde posit is worked into a liquid or pasty matrix.
  • 4. Metallhaltige Verbindungen wie InCl3, SnCl4, In- und Sn-Acetylacetonat werden gegebenenfalls ohne Sauerstoff in einer Kammer in einem Plasmastrahl zersetzt. In dem Plasma bilden sich Partikel und/oder Agglomerate. Hinter dem Strahl befindet sich eine Oberfläche, auf der die in dem Plasma gebildeten Partikel und Aggregate abgeschieden werden. Das so erhaltene poröse Deposit wird in eine flüssige oder pastöse Matrix eingearbeitet.4. Metal-containing compounds such as InCl 3 , SnCl 4 , In and Sn acetylacetonate are optionally decomposed without oxygen in a chamber in a plasma jet. Particles and / or agglomerates form in the plasma. Behind the jet is a surface on which the particles and aggregates formed in the plasma are deposited. The porous deposit thus obtained is worked into a liquid or pasty matrix.

Im Folgenden werden einige Anwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Material beschrieben.
Some possible uses for the material according to the invention are described below.

  • a) Das beispielsweise nach einem der vorbeschriebenen Verfahren hergestellte poröse Deposit wird in trockener Form in einer üblichen Technik wie mit einem Kneter, Dispermaten, Ultraturrax-Rührer oder Walzenstuhl in ein Polycarbonat (Makrolon 3103, 3105, 3108 oder 3208 der Firma Bayer AG) disper­ giert. Der so erhaltene Stoff wird erneut zu einem Granulat aufgearbeitet und zu einem Gehäuse spritzgegossen.a) For example, according to one of the above Processed porous deposit is in  dry form in a common technique like with a kneader, dispermat, Ultraturrax stirrer or Roller mill in a polycarbonate (Makrolon 3103, 3105, 3108 or 3208 from Bayer AG) disper yaws. The substance thus obtained becomes one again Granules processed and made into a housing injection molded.
  • b) Das ebenfalls in trockener Form vorliegende Mate­ rial wird mit einem Kneter, Dispermaten, Ultratur­ rax-Rührer, Walzenstuhl oder dergleichen in ein optisch transparentes Epoxy-Harz-System (Araldit 2020 der Firma Ciba-Gigy) dispergiert. Die so er­ haltene Substanz wird auf eine Glasscheibe in ei­ ner Schichtdicke von 5 µm aufgetragen und dient als eine dem Licht zugewandte Elektrode in einer elek­ trochromen Anordnung.b) The mate, which is also in dry form rial with a kneader, dispermat, ultratur rax stirrer, roller mill or the like in one optically transparent epoxy resin system (Araldit 2020 from Ciba-Gigy). The so he holding substance is placed on a glass plate in egg ner layer thickness of 5 microns applied and serves as an electrode facing the light in an elec trochrome arrangement.
  • c) Das in einer Flüssigkeit vorliegende erfindungsge­ mäße Material wird mit einem in der Flüssigkeit löslichen Bindemittel verdünnt. Die so erhaltene Suspension wird mittels eines Dispensers struktu­ riert auf ein transparentes Substrat aufgetragen. Anschließend wird die Flüssigkeit verdampft. Das verbleibende Deposit ergibt eine elektrisch leit­ fähige Struktur.c) Invention in a liquid moderate material comes with a in the liquid soluble binder diluted. The so obtained Suspension is structured using a dispenser applied to a transparent substrate. The liquid is then evaporated. The remaining deposit results in an electrically conductive capable structure.
  • d) Das in einer Flüssigkeit vorliegende erfindungsge­ mäße Material wird mit einem in der Flüssigkeit löslichen Bindemittel verdünnt. Die so erhaltene Suspension wird mittels eines Dispensers struktu­ riert auf ein Substrat aufgetragen. Nach dem Ver­ dampfen der Flüssigkeit wird eine sensorische An­ ordnung erhalten, die als Lichtdetektor dienen oder eine strominduzierte Lichtemission ermögli­ chen kann.d) Invention in a liquid moderate material comes with a in the liquid soluble binder diluted. The so obtained Suspension is structured using a dispenser applied to a substrate. After ver Vaping the liquid becomes a sensory approach get order that serve as a light detector or allow current-induced light emission can.

Claims (29)

1. Elektrisch leitfähiges und optisch transparentes Material aus einem oxidischen Halbleiter mit großer Bandlücke, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus einem dreidimensionalen po­ rösen Gitter besteht.1. Electrically conductive and optically transparent material made of an oxidic semiconductor with a large band gap, characterized in that the material consists of a three-dimensional po porous grid. 2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Porosität größer als 0,5 ist.2. Material according to claim 1, characterized net that the porosity is greater than 0.5. 3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es aus miteinander verbundenen Partikeln mit Abmessungen von weniger als 100 nm besteht.3. Material according to claim 1 or 2, characterized records that it consists of interconnected Particles with dimensions less than 100 nm consists. 4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß es aus einzelnen Ag­ gregaten aus miteinander verbundenen Partikeln besteht.4. Material according to any one of claims 1 to 3, there characterized in that it consists of individual Ag gregates of interconnected particles consists. 5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aggregate Abmessungen von weniger als 1 mm aufweisen.5. Material according to claim 4, characterized net that the aggregates dimensions of less have than 1 mm. 6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abmessungen der Aggregate kleiner als die Lichtwellenlänge im sichtbaren Spektral­ bereich, also kleiner als 500 nm, bevorzugt kleiner als 300 nm, sind.6. Material according to claim 5, characterized net that the dimensions of the aggregates are smaller than the wavelength of light in the visible spectral range, that is less than 500 nm, preferred are smaller than 300 nm. 7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß es den Sauerstoff stöchiometrisch oder nichtstöchiometrisch ent­ hält. 7. Material according to any one of claims 1 to 6, there characterized by that it is the oxygen stoichiometric or non-stoichiometric ent holds.   9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Halbleiter dotiert ist.9. Material according to any one of claims 1 to 7, there characterized in that the semiconductor is doped is. 9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß es als Füllstoff in einem Trägermaterial enthalten ist.9. Material according to any one of claims 1 to 8, there characterized in that it is used as a filler in a carrier material is included. 10. Material nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trägermaterial ein Klebstoff ist.10. Material according to claim 9, characterized in net that the carrier material is an adhesive. 11. Material nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trägermaterial ein Polymer ist.11. Material according to claim 9, characterized net that the carrier material is a polymer. 12. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß dessen optische Eigen­ schaften, insbesondere der optische Brechungsin­ dex, durch unterschiedliche Dotierungen einge­ stellt sind.12. Material according to any one of claims 1 to 11, there characterized in that its optical eigen properties, especially the optical refractive index dex, by different doping represents are. 13. Verfahren zur Herstellung eines Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Elemente des Materials in Übersättigung in einer Gasphase befinden und sich Partikel des Materials durch Kondensation bilden.13. Method of manufacturing a material according to one of claims 1 to 12, characterized records that the elements of the material in Supersaturation are in a gas phase and particles of the material through condensation form. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Partikel sich miteinander verbinden und ein poröses Gitter bilden.14. The method according to claim 13, characterized in net that the particles combine with each other and form a porous grid. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Erzeugung der Gasphasen die Metalle des Halbleiters in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre verdampft werden.15. The method according to claim 13 or 14, characterized ge indicates that to generate the gas phases the metals of the semiconductor in an oxygen containing atmosphere are evaporated. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß chemische Verbindun­ gen der Metalle in eine Gasphase eingebracht werden.16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that chemical compounds  introduced into a gas phase against the metals become. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die chemischen Verbindungen der Metalle Sauerstoff enthalten und die Verdampfung in ei­ nem inerten Gas erfolgt.17. The method according to claim 16, characterized in net that the chemical compounds of the metals Contain oxygen and the evaporation in egg an inert gas. 18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die chemischen Verbindungen der Metalle keinen Sauerstoff enthalten und die Verdampfung in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre er­ folgt.18. The method according to claim 16, characterized in net that the chemical compounds of the metals contain no oxygen and the evaporation in an atmosphere containing oxygen follows. 19. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das oxidische Halbleitermate­ rial in einem inerten Gas oder in einem Sauer­ stoff enthaltenden inerten Gas verdampft wird.19. The method according to claim 13 or 14, characterized ge indicates that the oxide semiconductor mate rial in an inert gas or in an acid inert gas is evaporated. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfen durch Erhitzen, Verbrennen, Sputtern oder Elektronen­ bestrahlung erfolgt.20. The method according to any one of claims 13 to 19, characterized in that the evaporation by Heating, burning, sputtering or electrons irradiation takes place. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Partialdrücke der einzelnen Elemente des Halbleiters in der Gasphase und der Restatmosphäre in Abhängigkeit von der gewünschten Partikelgröße eingestellt werden.21. The method according to any one of claims 13 to 20, characterized in that the partial pressures of the individual elements of the semiconductor in the Gas phase and the residual atmosphere depending of the desired particle size become. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtdruck zwi­ schen 1 bar und 10-2 mbar eingestellt wird.22. The method according to any one of claims 13 to 21, characterized in that the total pressure between 1 bar and 10 -2 mbar is set. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das kondensierte Ma­ terial zur Bildung von Aggregaten mechanisch zerkleinert wird. 23. The method according to any one of claims 13 to 22, characterized in that the condensed Ma material to form mechanical aggregates is crushed.   24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zerkleinerung mit Techniken des Siebens, Klassierens, Sichtens oder Mahlens er­ folgt.24. The method according to claim 23, characterized in net that the crushing with techniques of Sieving, classifying, classifying or grinding follows. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zerkleinerung durch mechanisches Einarbeiten und/oder Dispergieren des Materials in eine flüssige oder pastöse Matrix eines Trä­ germaterials erfolgt.25. The method according to claim 23, characterized in net that the crushing by mechanical Incorporation and / or dispersion of the material into a liquid or pasty matrix of a Trä germ material. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, daß die Größe der Aggregate durch die Höhe der beim Einarbeiten auftretenden Scherkräfte und/oder über die Zeitdauer der Einarbeitung eingestellt wird.26. The method according to claim 25, characterized in net that the size of the aggregates by the height the shear forces occurring during incorporation and / or over the duration of the induction is set. 27. Anwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es in trockener Form in einem Polymer dispergiert und mit diesem durch Spritzguß zu einem Formteil oder durch Auftragen auf ein Substrat als Schicht ausgebildet wird.27. Application of the material according to one of the claims 1 to 12, characterized in that it is in dispersed in a polymer in dry form and with this by injection molding into a molded part or by applying to a substrate as Layer is formed. 28. Anwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es zusam­ men mit einem Bindemittel in einer Flüssigkeit verteilt, die erhaltene Suspension auf ein Sub­ strat aufgetragen und anschließend die Flüssig­ keit verdampft wird zur Bildung einer elektrisch leitfähigen Schicht.28. Application of the material according to one of the claims 1 to 12, characterized in that it is together with a binder in a liquid distributed, the suspension obtained on a sub applied strat and then the liquid is evaporated to form an electric conductive layer. 29. Anwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es in ei­ nem Polymer oder einem Klebstoff dispergiert wird und das hierbei entstehende Kompositmateri­ al als Klebstoff verwendet wird.29. Application of the material according to one of the claims 1 to 12, characterized in that it is in egg dispersed in a polymer or an adhesive and the resulting composite material al is used as an adhesive.
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