EP1458822A2 - Partikuläre beschichtung - Google Patents

Partikuläre beschichtung

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Publication number
EP1458822A2
EP1458822A2 EP02758292A EP02758292A EP1458822A2 EP 1458822 A2 EP1458822 A2 EP 1458822A2 EP 02758292 A EP02758292 A EP 02758292A EP 02758292 A EP02758292 A EP 02758292A EP 1458822 A2 EP1458822 A2 EP 1458822A2
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EP
European Patent Office
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particles
coating
percent
ito
coating according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02758292A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Burgard
Rüdiger Nass
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Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Nanogate Technologies GmbH
Nanogate Advanced Materials GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10131494A external-priority patent/DE10131494A1/de
Application filed by Nanogate Technologies GmbH, Nanogate Advanced Materials GmbH filed Critical Nanogate Technologies GmbH
Publication of EP1458822A2 publication Critical patent/EP1458822A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/83—Electrodes
    • H10H20/832—Electrodes characterised by their material
    • H10H20/833—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
    • 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
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer

Definitions

  • the present invention relates to the preambles of the independent claims and thus deals with how predetermined electrical and / or optical properties of coatings can be achieved.
  • ITO indium tin oxide
  • One problem with conventional ITO layers is that the conductivity of the layers is typically poorer than desired.
  • An object of the present invention is to provide something new for commercial use.
  • a first essential aspect of the present invention thus consists in providing a coating with predetermined electrical and / or optical properties, which is built up by particles, in which at least 10% of the particles have a size above 10 nm and at least 20 % of the particles are smaller than 50 nm.
  • substantial amounts of the particles lie in a range around or between 10 nanometers and 40 nm; a particularly good conductive coating is obtained when 30%. the particles have a size around 10 nm and 70% of the particles have a size around 40 nm.
  • a large part of the particles consists of those with a size in the range of 25 + - 5 nm. It has been found that a particularly good conductivity is also obtained with this size distribution.
  • the coating is preferably made of.
  • Indium tin oxide particles exist because ITO; represents a particularly preferred transparent, conductive oxide. To further increase the conductivity, these can be increased with a Dopants can be added, in particular with silver and / or titanium.
  • Protection is also claimed for a coating composition in which the particles have a size distribution as is required to produce a coating according to the invention.
  • a coating composition with such a size distribution can be obtained by first starting from the very small particles, as can be obtained in an easily redispersible form according to the known prior art.
  • the particles produced in this way typically have a size of around 10 nm without aftertreatment.
  • the typical size of these particles can be increased by heat treatment at different temperatures or for a different duration until the particles have grown.
  • particles enlarged in this way remain readily redispersible without the formation of twins or the like.
  • a multimodal size distribution for example with 30% particles around or smaller than 10 nm and 70% particles around or larger than 40 nm is desired, this can be achieved by simple mixing of different temperature-treated particles.
  • the coating composition with an organic solvent without impairing and / or adversely affecting the desired positive properties.
  • IPE isopropoxyethanol
  • BGA butyl glycol acetate
  • EG ethylene glycol
  • BCA butyl carbitol acetate
  • the coating composition can be used to produce a coating by first applying the particles with the fluid carrier, in particular by spin coating, the fluid carrier being removed, in particular by evaporation, and then heating the layer obtained to a temperature below 800 ° C.
  • the temperature to which it is heated will also be well below 800 ° C, for example around 200 ° C. This makes it possible in particular to coat polymer materials and the like with the coating composition according to the invention without the coated polymer object being destroyed. This is especially true when the surface is primarily heated, as is known per se in the art.
  • OLED organic light-emitting devices
  • the OLEDs produced according to the invention have significant advantages over OLEDs which are built up with conventionally sputtered ITO layers.
  • One reason for this may be that with conventional ITO layers that are sputtered, peaks appear in the ITO surface that can penetrate or not completely penetrate through the very thin, often monomolecular layers that form the OLED substances are covered and then lead to short circuits with a covering, additional ITO layer.
  • a structure according to the invention has such a smooth surface that penetration of a very thin layer of OLED material by existing ITO tips is practically completely ruled out, so that there are no short circuits between the one below an OLED layer and the one above the OLED.
  • Layer arranged ITO layer are to be feared.
  • the layer flatness is a particular advantage of the present invention.
  • organic substances which are common as organic binders. It is preferred if these organic substances are free of alkali or alkaline earth metal and / or at least no sub- has substantial proportions of the conductivity of the ITO or other ' layer-reducing ionic components. It should also be pointed out that an unexpected, particular advantage of the invention is that the layers obtained are not only highly conductive, especially when an organic binder is used, but also against peeling or peeling with adhesive strips or the like in particular are resistant.
  • the layers can be applied to a suitable carrier, in particular a flexible polymer, and / or that the layers can be provided with a corresponding protective cover and / or other elements which are required in order to produce a fully functional device such as desired to educate ..
  • Figure 1 shows the crystallite size as a function of the calcination temperature
  • FIG. 2 shows a typical particle size distribution for a calcined Ito powder
  • FIG. 3 specific resistance values of an Ito-
  • FIG. 4 top views and sectional views of a raster electron micro-examined ITO-
  • ITO powder is first produced in a conventional manner, as described, for example, in DE 100 44 214 AI. This powder is made without doping silver, titanium or the like. It has a particle size around 10 nm.
  • parts of the particles are heat-treated at different calcination temperatures. There is an increase in the particle size as a result of the heat treatment, as is shown by way of example in FIG. 1.
  • the particle size can be determined using conventional methods, for example using a Lecotrac LTU-150 Ultra-fine Particle Size Analyzer (UPA). A typical spectrum after heat treatment is shown in FIG. 2.
  • UPA Ultra-fine Particle Size Analyzer
  • the powders obtained are processed in a three-roll mill, together with a solvent and methoxyethoxyethoxyacetic acid (MEEE).
  • MEEE methoxyethoxyethoxyacetic acid
  • One of the substances IPE, BGA, - EG, BCA is used as solvent.
  • the solutions obtained are applied to borosilicate glass supports by spin coating at 1500 rpm for 15 seconds, these are heated in air at 500 ° C., cooled to room temperature and then at 300 ° C. in a reducing atmosphere in 10% H2 and 90% 2 reheated.
  • ITO coatings with a Obtained thickness of 800 nm.
  • the resistance values are then determined using a 4-point measurement.
  • Coatings are then examined which contain different proportions by weight of ITO particles with a typical size of 10 nm or a typical size of 40 nm. A minimum of the spec. Obtained resistance in the range of a weight fraction of 30% of ITO particles with a size of 10 nm. This is shown in FIG. 3.
  • the coating solutions obtained are applied in the same way and the coated supports are heated. Again, the specific resistance values are determined and no differences are found.
  • the layer, which is still warm, after the reduction, is arranged closely over a polymer plate made of PVC and brought to cool over it.
  • the development over time of the resistance value is compared with that which is obtained directly in the air when it cools down. It is found that the coating cooled over a PVC plate has a surprisingly improved aging behavior.
  • the experiments are repeated with polycarbonate sheets and polypropylene sheets and it is shown that improved aging behavior also results. This is attributed to the sealing of capillaries or the like by organic substances from the polymer plates.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung mit vorgegebenen elektrischen und/oder optischen Eigenschaften, welche durch Partikel aufgebaut ist. Hierbei ist vorgesehen, dass mindestens 10 Prozent der Partikel eine Grösse über 10 mn aufweisen und wenigstens 20 nm aufweisen und wenigstens 20 Prozent kleiner als 50 nm sind.

Description

Partikuläre ' Beschichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche und befasst sich somit damit, wie vorbestimmte elektrische und/oder optische Eigenschaften von Be- Schichtungen erzielt werden können.
Es sind eine Reihe von Beschichtungen bekannt, die dazu dienen, Gegenständen, insbesondere Bildschirmen, Displays und dergleichen einerseits Antireflex-Eigenschaften zu verleihen und andererseits an der Oberfläche eine bestimmte Leitfähigkeit vorzusehen. Bei derartigen Schichten kann es sich insbesondere um Indium-Zinn-Oxid (ITO) -Schichten handeln. Ein Problem herkömmlicher ITO-Schichten ist zunächst, dass die Leitfähigkeit der Schichten typischerweise schlechter ist als ge- wünscht. Um dann vorgegebene elektrische Leitwerte zu erhalten, ist es erforderlich, die Schichten vergleichsweise dick aufzubauen, was wiederum schon wegen der sehr hohen Kosten von Indium-Zinn-Oxid für Massenprodukte unerwünscht ist und was überdies Probleme insbesondere bei transparenten Schich- ten bereiten kann, in denen bestimmte Schichtdicken insbesondere aus optischen Gründen nicht überschritten werden sollen.
Das Problem wird gravierender, wenn Gegenstände beschichtet werden sollen wie Kunststoff/teile und dergleichen, die th'er- misch empfindlich sind,, so dass nicht mit jedem Auftrageverfahren Material aufgetragen werden kann und/oder aüfgetrage- nes Material nicht durch Sintern auf beliebig hohen Temperaturen oder dergleichen verdichtet werden kann.
Es sind Verfahren bekannt, Indium-Zinn-Oxidpartikel herzu- stellen; dabei können die Partikel so hergestellt werden, dass sie ohne Probleme wiedervereinzelbar bzw. redispergier- bar sind, wie im Stand, der Technik bekannt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.
Dieses Ziel wird erreicht mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Ein erster wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, daß eine Beschichtung mit vorgegebenen elektrischen und/oder optischen Eigenschaften, welche durch Partikel aufgebaut ist, vorgesehen wird, bei welcher minde- stens 10 % der Partikel eine Größe über 10 nm aufweisen und wenigstens 20 % der Partikel kleiner als 50 nm sind.
Es wurde gefunden, daß bei dieser Größenwahl ein optimierter spezifischer Widerstand, d.h. besonders hohe Leitfähigkeiten der Schichten erhalten werden. Dies ist insofern überraschend, als zwar erwartet werden konnte, daß besonders große. Teilchen in einer Beschichtung eine verringerte Anzahl von widerstandserhöhenden Korngrenzenübergängen bewirken und daß andererseits mit kleinen Teilchen eine höhere Dichte erzielt werden. könnte; es- war jedoch insbesondere nicht zu erwarten, daß optimierte Ergebnisse bei derart kleinen Teilchengrößen auftreten würden. In einer besonderen Variante weist daher die Beschichtung ableitende Eigenschaften auf und/oder ist leitfähig.
In einer bevorzugten Variante liegen wesentliche Mengen der Teilchen in einem Bereich um bzw. zwischen 10 Nano eter und 40 nm; eine besonders gut leitende Beschichtung wird dabei erhalten, wenn 30 %. der Teilchen eine Größe um 10 nm aufweisen und 70 % der Teilchen eine Größe um 40 nm.
Prinzipiell wurde erkannt, daß eine Mischung von Teilchen mit einem Größenspektrum, das wenigstens zwei ausgeprägte voneinander, insbesondere um wenigstens 5nm, bevorzugt lOnm, im Teilchengrößenspektrum beabstandete Maxi a aufweist, besonders hohe spezifische Leitfähigkeiten bzw. geringe spezifi- sehe Widerstände ergibt. Es wird vermutet, daß eine derartige bimodale, trimodale oder andere gering-multimodale Teilchengrößenverteilung dazu führt, daß zwischen den größeren Teilchen gebildete Zwischenräume durch die kleineren Teilchen aufgefüllt werden können, so daß die Gesamtdichte höher ist und sich auch zwischen den Partikeln mehr Obergangsflächen ausbilden, also die Gesa t-Grenzflächenschicht größer ist.
In einer anderen Variante der vorliegenden Erfindung .besteht ein Großteil der Partikel aus solchen mit einer Größe im Be- reich um 25 +- 5 nm. Es wurde gefunden, daß bei dieser Größenverteilung gleichfalls eine bes.onders gute Leitfähigkeit erhalten wird.-
Die Beschichtung wird bevorzugt aus. Indium-Zinn-Oxidpartikeln bestehen, da ITO; ein besonders bevorzugtes transparentes, leitfähiges Oxid darstellt. Um die Leitfähigkeit weiter zu erhöhen, können .diese mit einem die Leitfähigkeit erhöhenden Dotierungsmittel versetzt sein, insbesondere mit Silber und/oder Titan.
Schutz wird auch beansprucht für eine Beschichtungszusammen- setzung, in welcher die Partikel eine Größenverteilung aufweisen, wie sie zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtung erforderlich ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß eine Beschichtungszusammen- setzung mit einer solchen Größenverteilung erhalten werden kann, indem zunächst von den sehr kleinen Partikeln ausgegangen wird,- wie sie in leicht redispergierbarer Form gemäß bekanntem Stand der Technik erhalten werden können. Die so erzeugten Teilchen weisen ohne Nachbehandlung typisch eine Grö- ße um 10 nm auf. Die typische Größe dieser Partikel kann durch Wärmebehandlung auf unterschiedlichen Temperaturen bzw. für eine unterschiedliche Dauer erhöht werden, bis die Teilchen angewachsen sind. Überraschenderweise bleiben derart vergrößerte Teilchen gut redispergierbar, ohne dass es zur Zwillingsbildung oder dergleichen kommt.
Wenn eine multimodale Größenverteilung, beispielsweise mit 30 % Partikeln um oder kleiner als 10 nm und 70 % Partikeln um oder größer als 40 nm erwünscht wird, kann diese durch einfa- ehe Mischung unterschiedlich temperaturbehandelter Partikel erreicht werden.
Es ist möglich, die Beschichtungszusammensetzung mit einem organischen Lösungsmittel zu verwenden, ohne daß die ge- wünschten positiven Eigenschaften beeinträchtigt und/oder negativ beeinflußt werden. Es wurde insbesondere gefunden, daß sich bei der Verwendung von Isopropoxyethanol (IPE) , Butyl- glykolacetat (BGA) , Ethylenglykol (EG) , Butylcarbitolacetat (BCA) keine signifikanten Unterschiede der erhaltenen resultierenden Beschichtungen insbesondere hinsichtlich der optischen Eigenschaften, insbesondere der Transparenz für sicht- bares Licht, bzw. der elektrischen Eigenschaften, insbesondere des spez. Widerstandes nachweisen lassen.
Die BeschichtungsZusammensetzung kann zur Herstellung einer Beschichtung verwendet werden, indem zunächst die Partikel mit dem Fluidträger aufgebracht werden, insbesondere durch Spinncoating, der Fluidträger entfernt wird, insbesondere durch Abdampfen, und dann die erhaltene Schicht auf eine Temperatur unterhalb von 800 °C erwärmt wird. Typischerweise wird die Temperatur, auf welche erwärmt wird, auch deutlich unter- halb 800°C liegen, beispielsweise bei um 200°C. Diese erlaubt es, insbesondere auch Polymermaterialien und dergleichen mit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zu beschichten, ohne daß der beschichtete Polymergegenstand zerstört wird. Dies gilt vor allem dann, wenn eine Erwärmung primär in der Oberfläche erfolgt, wie dies in der Technik per se bekannt ist.
Es wurden zudem Anwendungen gefunden, die von der Gefügestruktur in besonders sinnvoller Weise Gebrauch machen.
Dabei wurde gefunden, dass es möglich ist, mit den vorliegenden Gefügestrukturen organische Licht emittierende Vorrichtungen (Organic Light Emitting Devices, OLED) herzustellen. Bei solchen OLEDs befindet sich eine Schicht Licht emittie- renden Materials sandwichartig zwischen Schichten aus Indium- Zinn-Oxid. Die Indium-Zinn-Oxid-Schichten sind dabei elek- trisch gegeneinander isoliert; die OLED-Materialschicht ist im Regelfall sehr dünn.
Es wurde weiter gefunden, dass die erfindungsgemäß herge- stellten OLEDs gegenüber OLEDs, welche mit herkömmlich ge- sputterten ITO-Schichten aufgebaut werden, wesentliche Vorteile besitzen. Ein Grund hierfür ist möglicherweise, dass bei herkömmlichen ITO-Schichten, die gesputtert werden, Spitzen in der ITO-Oberfläche auftreten, die die nur sehr dünnen, oftmals monomolekularen Schichten, welche die OLED-Substanzen bilden, durchstoßen können bzw. von dieser nicht komplett abgedeckt werden und dann mit einer abdeckenden, weiteren ITO- Schicht zu Kurzschlüssen führen. Im Gegensatz dazu besitzt ein erfindungsgemäßes Gefüge eine so glatte Oberfläche, dass ein Durchstoßen einer sehr dünnen Schicht aus OLED-Material durch vorhandene ITO-Spitzen praktisch vollständig ausgeschlossen ist, so dass keine Kurzschlüsse zwischen der unter einer OLED-Schicht und der über der OLED-Schicht angeordneten ITO-Schicht zu befürchten sind. Die Schichtebenheit ist prin- zipiell ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Es wurde weiter gefunden, dass insbesondere dann, wenn in der ITO-Matrix ein organisches Bindemittel umfasst ist, besonders glatte Oberflächen erhalten werden. Daher ist die Verwendung organischer Bindemittel nicht nur prinzipiell, sondern auch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt .
Es ist bevorzugt und ausreichend, organische Substanzen zu verwenden, die als organische Bindemittel üblich sind. Es ist bevorzugt, wenn diese organischen Substanzen alkali- beziehungsweise erdalkalifrei sind und/oder zumindest keine sub- stanziellen Anteile an die Leitfähigkeit der ITO- oder anderen' Schicht herabsetzenden ionischen Bestandteile besitzt. Es sei im Übrigen weiter darauf hingewiesen, dass ein unerwarteter, besonderer Vorteil der Erfindung darin besteht, dass die erhaltenen Schichten nicht nur hochleitfähig sind, vor allem dann, wenn ein organischer Binder verwendet wird, sondern auch gegen Abblättern beziehungsweise Abziehen mit Haftstreifen oder ähnlichem besonders resistent sind.
Wenn vorstehend auf die praktisch derzeit besonders relevante Verwendung von ITO als globulärem Nanomaterial für die beschriebenen Vorrichtungen Bezug genommen wurde, ist einsichtig, dass andere, hinreichend leitfähige Nanomaterialien, die den erfindungsgemäßen Charakteristik entsprechen, und dabei die gewünschte Leitfähigkeit besitzen, gleichfalls einsetzbar sind. Dies gilt insbesondere für per se bekannte transparente, leitfähige Substanzen.
Es ist auch einsichtig, dass die Schichten auf einem geeigne- ten Träger, insbesondere einem flexiblen Polymer auftragbar sind und/oder die Schichten mit einer entsprechenden schützenden Abdeckung und/oder anderen Elementen versehen werden können, die erforderlich sind, um eine vollständig funktionsfähige Vorrichtung wie erwünscht zu bilden..
Die Erfindung wird im- Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben:
Figur 1 die Kristallitgröße als eine Funktion der Kalzinierungsstemperatur;
Figur 2 eine typische Teilchengrößenverteilung für ein kalziniertes Ito-Pulver; Figur 3 spezifische Widerstandswerte einer Ito-
Beschichtung für variierende Gewichtsanteile von Ito-Partikeln mit 10 bzw. 40 nm.
Figur 4 Draufsichten und Schnittansichten einer ra- sterelektronenmikropisch betrachteten ITO-
Beschichtung.
Es wird zunächst ein ITO-Pulver in herkömmlicher Weise hergestellt wie beispielsweise beschrieben in der DE 100 44 214 AI. Dieses' Pulver wird ohne Dotierung vom Silber, Titan oder dergl. hergestellt. Es hat eine Partikelgröße um 10 nm.
Für die nachfolgenden Versuche werden Teile der Partikel bei unterschiedlichen Kalzinierungstemperaturen wärmebehandelt. Es ergibt sich ein Anwachsen der Partikelgröße durch die Wärmebehandlung, wie es beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist.
Die Teilchengröße kann mit herkömmlichen Verfahren bestimmt werden, beispielsweise mittels eines Lecotrac LTU-150 Ultra- fine Particle Size Analyzers (UPA)- . Ein typisches Spektrum nach Wärmebehandlung ist in Fig. 2 gezeigt.
Die erhaltenen Pulver werden weiterverarbeitet in einer Drei- walzenmühle, und zwar zusammen mit einem Lösungsmittel und Methoxyethoxyethoxyessigsäure (MEEE) . Als Lösungsmittel wird eine der Substanzen IPE, BGA,- EG, BCA verwendet. Die erhaltenen Lösungen werden durch Spincoating mit 1500 U/min für 15 Sek. auf Borosilikatglas-Träg.er aufgebracht, diese werden bei 500 °C in Luft erwärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann bei 300°C unter reduzierender Atmosphäre in 10 % H2 und 90% 2 nacherwärmt. Dabei werden ITO-Beschichtungen mit einer Dicke von 800 nm erhalten. Anschließend werden die Widerstandswerte mit einer 4-Punkt-Messung bestimmt.
Es ergeben sich folgende Meßwerte:
Teilchengröße (nm) Widerstandswert (mΩcrα) , gemessen 1 Tag nach Herstellung
10 11
25 ,8
40 8,1
Es zeigt .sich, daß Teilchen mit einer typischen Teilchengröße von um 25 nm bzw. zwischen 25 nm und 40nm die geringsten Widerstandswerte ergeben. Die Transmission liegt in allen Fäl- len näherungsweise um 90 %, die weiteren optischen Eigenschaften sind ebenfalls vergleichbar. Figur 4 zeigt die erhaltenen Beschichtungsstrukturen.
Es werden dann Beschichtungen untersucht, die unterschiedli- ehe Gewichtsanteile an ITO-Teilchen mit 10 nm typischer Größe bzw. 40 nm typischer Größe enthalten. Es wird ein Minimum des spez. Widerstandes im Bereich eines Gewichtsanteils um 30 % an ITO-Partikeln mit 10 nm- Größe erhalten. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.
Dann werden Versuche mit unterschiedlichen Lösungsmitteln gefahren. In einem ersten Versuch werden 73,7 Gewichtsprozent ITO, 5,74 Gewichtsprozent MEEE und 20,56 Gewichtsprozent BGA in einer geeigneten feinen Mühle gemischt. In einem zweiten Versuch werden 70,2 Gewichtsprozent ITO, 5,62 Gewichtsprozent MEEE' und 24,18 Gewichtsprozent BGA gemischt. In einem dritten Versuch werden 36,2 Gewichtsprozent ITO, 2,6 Gewichtsprozent MEEE und 61,2 Gewichtsprozent IPE gemischt. In einem vierten Versuch werden 72,1 Gewichtsprozent ITO, 5,59 Gewichtsprozent MEEE und 22,31 Gewichtsprozent IPE gemischt.
Die erhaltenen Beschichtungslösungen werden in gleicher Weise aufgetragen und die beschichteten Träger erwärmt. Wiederum werden die spezifischen Widerstandswerte bestimmt und es werden keine Unterschiede festgestellt.
In einem weiteren Versuch wird die noch warme Schicht nach der Reduktion dicht über einer Polymerplatte aus PVC angeordnet und über dieser zur Abkühlung gebracht. Die zeitliche Entwicklung des Widerstandswertes wird mit jener verglichen, die bei Abkühlung unmittelbar an der Luft erhalten wird. Es wird festgestellt, daß die über einer PVC-Platte abgekühlte Beschichtung ein überraschend verbessertes Alterungsverhalten aufweist. Die Versuche werden mit Polycarbonat-Platten und Polypropylenplatten wiederholt und es zeigt sich jeweils, daß gleichfalls verbesserte Alterungsverhalten resultieren. Dies wird auf eine Versiegelung von Kapillaren oder dergl. durch organische Substanzen aus den Polymerplatten zurückgeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtung mit vorgegebenen elektrischen und/oder opti- sehen Eigenschaften, welche durch Partikel aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 10 Prozent der Partikel eine Größe über 10 nm aufweisen und wenigstens 20 Prozent kleiner als 50 nm sind.
2. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie transparent und/oder ableitend und/oder leitfähig ist.
3. Beschichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 20 Prozent der Partikel kleiner als 40 nm sind und wenigstens 20 Prozent der Partikel größer als 10 nm sind.
4. Beschichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 30 Prozent der Partikel kleiner als 40 nm sind und wenigstens 70 Prozent der Partikel größer als 10 nm sind.
5. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass wenigstens 50 Prozent der Partikel größer als 15 nm und kleiner als 35 nm sind.
6. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 40 Prozent der Par- tikel eine Größe im Bereich um 25 +- 5 nm aufweisen, und bevorzugt wenigstens 60 %, insbesondere bevorzugt wenigstens 75% in diesem Größenbereich liegen.
7. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus transparentem leitfähigen Oxid (TCO) , insbesondere Indium-Zinn-Oxid be- stehen.
8. Beschichtung nach einem der vorhergehenden Anpsrüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit einem die Leitfähigkeit erhöhenden Dotierungsmittel versetzt sind, insbesondere Silber.
9. Beschichtungszusammensetzung mit einer Größenverteilung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Beschichtungszusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem organischen Lösungsmittel aus einem der Gruppe BGA, IPE, EG.
11. Licht emittierende Vorrichtung mit einer unteren und ei- ner oberen Schicht aus leitfähigem partikulären Material und einer dazwischen liegenden, Licht emittierenden Schicht, insbesondere einer OLED-Schicht, worin zumindest eine der leitfähigen Schichten einen globulären Aufbau besitzt beziehungsweise aufgebaut ist gemäß einer Be- Schichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem Träger, insbesondere einem flexiblen Träger, insbesondere einem polymeren orga- nischen Träger angeordnet ist.
13.■ Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ITO- Schichten mit einem organischen Bindemittel versehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Material mit und/oder aus ITO gebildet ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung nach einem der Beschichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel in einem Fluidträger aufgebracht werden, der Fluidträger entfernt, insbesondere abgedampft wird und die erhaltene Schicht auf eine Temperatur unterhalb von 800 °C erwärmt wird.
16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die temperierte Schicht porenverschließend behandelt wird, insbesondere durch Bedampfen, Begasen und/oder Bedunsten mit organischen Substanzen, insbesondere polymerisationsfähigen und/oder kapillarversiegelnden organischen Substanzen.
EP02758292A 2001-07-02 2002-07-02 Partikuläre beschichtung Withdrawn EP1458822A2 (de)

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