NL8104155A - PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A HEAT REFLECTION FILTER. - Google Patents

PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A HEAT REFLECTION FILTER. Download PDF

Info

Publication number
NL8104155A
NL8104155A NL8104155A NL8104155A NL8104155A NL 8104155 A NL8104155 A NL 8104155A NL 8104155 A NL8104155 A NL 8104155A NL 8104155 A NL8104155 A NL 8104155A NL 8104155 A NL8104155 A NL 8104155A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
indium oxide
charge carrier
gas mixture
reduction
Prior art date
Application number
NL8104155A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Philips Nv
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
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Publication of NL8104155A publication Critical patent/NL8104155A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G15/00Compounds of gallium, indium or thallium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
    • C03C17/2453Coating containing SnO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/407Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Description

S ..si ψ % PHD 80.122 ^ N.V. Philips' Gloeilanpenfabrieken te Eindhoven.S ..si ψ% PHD 80,122 ^ N.V. Philips' Gloeilanpenfabrieken in Eindhoven.

"Werkwijze voor de vervaardiging van een warmtereflektiefilter"."Method of Manufacturing a Heat Reflection Filter".

De uitvinding heeft te trekking cp een werkwijze voor de · vervaardiging van een warmtereflektief ilter, speciaal voor lichtbronnen met een groot infrarood aandeel, waarbij een met tin gedoteerde laag indiumoxide cp een licht-doorlatende drager wordt aangebracht en 5 de drager tijdens of na de bedekking cp een temperatuur tussen 300°C en de verwekingstenperatuur van de drager in een reducerende atmosfeer wordt verhit.The invention is drawn to a method for the manufacture of a heat reflective filter, especially for light sources with a high infrared content, in which a tin-doped layer of indium oxide is applied to a light-transmitting support and the support during or after the coating cp is heated at a temperature between 300 ° C and the softening temperature of the support in a reducing atmosphere.

Een dergelijk filter, bijvoorbeeld bekend uit het Duitse octrooischrift 23 41 647, gedraagt zich ten cpzichte van elektro-10 magnetische straling, zoals zichtbaar licht of infrarood straling, waarvan de golflengte groter is dan de zogenaamde plasmagolflengteSuch a filter, for instance known from German patent specification 23 41 647, behaves in respect of electro-magnetic radiation, such as visible light or infrared radiation, the wavelength of which is greater than the so-called plasma wavelength

PP

van het materiaal, als een metaal, ten opzichte van kleinere golflengten echter als een dielektrikum, dat wil zeggen in het eerste spektrale gebied dus sterk reflekterend, echter in het andere in hoge 15 mate transparant. De normale bandabsorptie van het materiaal begint pas in het nabije ultraviolette spektrale gebied.of the material, as a metal, with respect to smaller wavelengths, however, as a dielectric, that is to say highly reflective in the first spectral region, but highly transparent in the other. Normal band absorption of the material only starts in the near ultraviolet spectral region.

De plaats in het spektrum van deze als plasmakant aangeduide, min of meer abrupte verandering van de optische eigenschap van het materiaal wordt door de dichtheid van de vrije elektronen bepaald 20 (ladingsdragerdichtheid).The position in the spectrum of this more or less abrupt change in the optical property of the material, which is termed plasma side, is determined by the density of the free electrons (charge carrier density).

Dergelijke filters kunnen dan met voordeel worden toegepast, als warmtestraling ofwel onderdrukt ofwel naar de stralingsbron teruggestraald moet worden, cm bijvoorbeeld daarvan de efficiëntie te vergroten.Such filters can then be used advantageously if heat radiation is to be either suppressed or to be radiated back to the radiation source, for example to increase its efficiency.

25 Toepassingen van dergelijke warmtereflekterende filters zijn bijvoorbeeld de warmteisolatie van natr iumrlagedrukgasontladingslampen, de vermindering van de stralingsverliezen bij zannekollektoren of de verbetering van de warmteisolatie van vensters met meervoudige beglazing.Applications of such heat-reflecting filters are, for example, the thermal insulation of sodium low-pressure gas discharge lamps, the reduction of radiation losses in solar collectors or the improvement of the thermal insulation of multi-glazed windows.

Het is gebleken, dat warratereflékterende filters van de 30 genoemde soort voor de genoemde toepassingen niet slechts een min of meer hoge ladingsdragerdichtheid zouden moeten hebben, maar dat ook een zo groot mogelijke bewegelijkheid van de ladingsdragers in de filter-laag gewenst is. De bewegelijkheid van de ladingsdragers kan via Hall- 8104155 cl $ \ PHD 80.122 2 .......effektmetingen worden bepaald.It has been found that heat-reflecting filters of the type mentioned should not only have a more or less high charge carrier density for the applications mentioned, but that the greatest possible mobility of the charge carriers in the filter layer is also desired. The mobility of the charge carriers can be determined via Hall-8104155 cl $ \ PHD 80,122 2 ....... effect measurements.

Het volgens de bekende werkwijze vervaardigde warmtefilter met een filterlaag van met tin gedoteerd indiumoxide met een ladings- 21 3 dragerdichtheid (N ) van .ongeveer 1,3 . 10 /cm heeft een'ladings-e 2 5 dragerbewegelrjkheid ^u) van ongeveer 30 cm /Vs. Deze waarden zijn voor verscheidene toepassingen niet optimaal, bijvoorbeeld voor de warmte- isolatie van zonnekollektoren en ook voor een lagedruknatriumdamp- ontladingslamp met bijzonder hoge efficiëntie.The heat filter produced by the known method with a filter layer of tin-doped indium oxide with a charge density (N) of about 1.3. 10 / cm has a charge carrier of about 30 cm / Vs. These values are not optimal for various applications, for example for the thermal insulation of solar collectors and also for a low-pressure sodium vapor discharge lamp with particularly high efficiency.

Het is bekend, dat bij halfgeleiders de bewegelijkheid van de 10 ladingsdragers af neemt als hun dichtheid toeneemt. In "PhysikalischeIt is known that in semiconductors the mobility of the charge carriers decreases as their density increases. In "Physikalische

Blatter" 34 (1978), Nr. 3, blz. 106 e.v. is bijvoorbeeld aangetoond, 20 2 dat bij een ladingsdragerdichtheid (N ) van slechts circa 5 . 10 /cm e 2 een ladingsdragerbewegelijkheid (^,u) van circa 40 cm /Vs kan worden bereikt. De vakman kan uit deze voorpublicatie echter niet opmaken, 15 hoe onafhankelijk van het primaire fabrikageproces van de filterlaag voor verschillende ladingsdragerdichtheden telkens de optimale ladings-dragerbewegelijkheid naderhand kan warden ingesteld. Hetzelfde geldt voor de waardeparen van ladingsdragerdichtheid en ladingsdragerbewege-lijkheid van met Sn gedoteerde In^O^-lagen, zoals deze in het Duitse 20 octrooischrift 12 60 627 zijn aangegeven.For example, Blatter "34 (1978), No. 3, p. 106 ff., Has shown that with a charge carrier density (N) of only about 5.10 / cm and 2, a charge carrier mobility (,, h) of about 40 cm / Vs can be achieved, however, the person skilled in the art cannot conclude from this pre-publication how independent of the primary manufacturing process of the filter layer for different charge carrier densities each time the optimum charge carrier mobility can be set afterwards. of Sn-doped In 2 O 2 layers, as indicated in German Patent 12 60 627.

De uitvinding beoogt de bekende werkwijze voor de fabrikage van een warmtereflektiefilter van met tin gedoteerd indiumoxide, dat voor zichtbare straling (licht) in de hoogste mate transparant is, doch infraroodstraling echter reflekteert, zodanig te verbeteren, dat 25 een grotere ladingsdragerbewegelijkheid en in het bijzonder, bij een gegeven ladingsdragerdichtheid, een optimale waarde aan ladingsdragerbewegelijkheid kunnen worden ingesteld.The object of the invention is to improve the known method for the manufacture of a heat reflection filter of tin-doped indium oxide, which is highly transparent for visible radiation (light), but reflects infrared radiation, in such a way that a greater charge carrier mobility and in particular , at a given charge carrier density, an optimum value of charge carrier mobility can be set.

Dit oogmerkt wordt bij een werkwijze van de in de openings-paragraaf omschreven soort volgens de uitvinding daardoor gerealiseerd 30 dat de indiumoxidelaag met minder dan 7 mol % Sn, berekend op de hoeveelheid indiumoxide is gedoteerd en dat voor het reduceren een gasmengsel bestaande uit 5 tot 20 volumeprocent waterstof met stikstof als rest op 100 vol. %, onder toevoeging van 0,5 tot 3 % zuurstof of 2,5 tot 15 % lucht, telkens berekend op het waterstof gedeelte, 10 min. tot 2 uur over de 35 filterlaag wordt geleid die aanwezig is qp de cp een temperatuur tussen 350 en 400°C verwarmde drager.This object is achieved in a method of the type according to the invention described in the opening paragraph, because the indium oxide layer is doped with less than 7 mol% Sn, calculated on the amount of indium oxide and that for reducing a gas mixture consisting of 5 to 20 volume percent hydrogen with nitrogen as the remainder at 100 vol. %, with the addition of 0.5 to 3% oxygen or 2.5 to 15% air, each time calculated on the hydrogen part, is passed over the filter layer which is present for 10 minutes to 2 hours at the temperature at a temperature between 350 and 400 ° C heated support.

Volgens voordelige verdere uitvoeringsvormen van de uitvinding is de indiumoxidelaag met 0,5 tot 6,5 mol % Sn berekend op de hoeveelheid 8104 155 PHD £0.122 3 c \ indiumoxide, gedoteerd en wordt een gasmengsel, bestaande uit 5 tot 20 vol.% waterstof met stikstof als rest op 100 vol.%, onder toevoeging van 1% zuurstof of 5% lucht telkens roet betrekking tot het waterstof-gedeelte, 15 tot 30 minuten over de filterlaag geleid.According to advantageous further embodiments of the invention, the indium oxide layer is doped with 0.5 to 6.5 mole% Sn, calculated on the amount of 8104 155 PHD £ 0.122 3 c indium oxide, and a gas mixture consisting of 5 to 20 vol% hydrogen with nitrogen as the residue at 100% by volume, with addition of 1% oxygen or 5% air each time carbon black with respect to the hydrogen part, passed over the filter layer for 15 to 30 minutes.

5 Mat deze werkwijze wordt een weg aangegeven, hoe de ladings- dragerbewegelijkheid in als warmtereflekterend filter werkende, met tin gedoteerde indiumaxidelagen kan warden vergroot en daarenboven een optimale waarde van de ladingsdragerbewegelijkheid telkens voor een gegeven ladingsdragerdichtheid kan warden ingesteld.With this method, a way is indicated how the charge carrier mobility in heat reflective filter acting as tin-doped indium oxide layers can be increased and, moreover, an optimum value of the charge carrier mobility can be set for a given charge carrier density.

10 De uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat de warmte- reflekterende filters van de genoemde soort immanente optische eigenschappen, dus zo groot mogelijke doorlaatbaarheid voor het zichtbare stralingsgedeelte en zo groot mogelijke reflektie in het gebied van de infraroodstral ing, zeer variabel kunnen worden afgestemd cp een wille-15 keurige toepassing.The invention is based on the insight that the heat-reflecting filters of the above-mentioned type have immanent optical properties, i.e. the greatest possible transmittance for the visible radiation part and the greatest possible reflection in the region of the infrared radiation, can be tuned very variably cp a random application.

Bij de bekende methode voor het vervaardigen van net Sn gedoteerde ln203~lagen, zij het door sproeien bij verhoogde temperatuur, sputteren of reaktief opdampen, moet er altijd rekening mee warden gehouden, dat vrije ladingsdragers door overtollige zuurstof warden 20 gebonden, die dan ook voer de overige resterende vrije ladingsdragers als extra parasitaire centra werkzaam zijn en de bewegelijkheid .ervan sterk verminderen. Verrassend wordt dit effekt door de betreffende werkwijze vermeden.In the known method for the production of net-doped ln 2 O 3 layers, be it by spraying at elevated temperature, sputtering or reactive evaporation, it must always be taken into account that free charge carriers are bound by excess oxygen, which then also the remaining remaining free charge carriers act as additional parasitic centers and greatly reduce their mobility. Surprisingly, this effect is avoided by the method in question.

Ter verduidelijking van de werking van de methode volgens de 25 uitvinding dient het volgende voorbeeld:The following example serves to clarify the operation of the method according to the invention:

Er wordt een indiumoxidelaag met een datering van 2 mol.% Sn door hittesproeien met een aerosol van InCl3 in butylacetaat, gedoteerd metAn indium oxide layer with a date of 2 mol.% Sn is heat-sprayed with an aerosol of InCl3 in butyl acetate, doped with

SnCl., bij ongeveer 500°C gemaakt. Bij deze laag worden eerst een * 20 2 ladingsdragerdichtheid (N ) van 2,2 . 10 /car en een ladingsdrager- e 2 30 bewegelijkheid (^u) van 40 cm /Vs verkregen. Na reduktie volgens de uitvinding ontstonden waarden voor de ladingsdragerdichtheid N van 20 3 e o 5,5. 10 /cm en voor de ladingsdragerbewegelijkheid ^u van 58 cm /Vs.SnCl., Made at about 500 ° C. At this layer, a * 20 2 charge carrier density (N) of 2.2 is first used. 10 / car and a charge carrier - beweg30 mobility (uu) of 40 cm / Vs. After reduction according to the invention, values for the charge carrier density N of 20 3 e o 5.5 were obtained. 10 / cm and for the load carrier mobility ^ u of 58 cm / Vs.

Een verder voordeel, dat met de werkwijze volgens de uitvinding wordt verkregen is het volgende: net het gebruikte reduktiegas-35 mengsel is het mogelijk geworden, het niet giftige (wat voor een fa-brikageproces met het oog op het bedienend personeel een belangrijke eigenschap is), zowel thernrdynamisch als dynamisch bij lage tempera-- turen echter moeilijk te beheersen waterstof als reduktiegas te gebrui- 8104155 PHD 80.122 4 3 ‘5 \ ken. Door de aangetoonde buffering van de waterstof net zuurstof is.........A further advantage which is obtained with the method according to the invention is the following: it has become possible with just the reduction gas-mixture used, the non-toxic (which is an important property for the manufacturing staff with a view to the operating personnel. ), however, both dynamic and dynamic at low temperatures, it is difficult to use hydrogen as a reduction gas. 8104155 PHD 80.122 4 3 '5 \. Due to the proven buffering of the hydrogen, oxygen is just .........

het reduktieproces volgens de werkwijze van de uitvinding thermodyna-misch en dynamisch op dezelfde optimale wijze te beheersen, zoals dit » van reduktieprocessen bekend is, die met een gasmengsel van CO/CC^ 5 werken. Het beslissende 'nadeel voor een technisch in het groot uitgevoerde fabrikage is, dat CO in hoge mate giftig is en daarom niet in een fabrikagebedrij f zou moeten worden gebruikt.control the reduction process according to the method of the invention thermodynamically and dynamically in the same optimal manner as is known from reduction processes which work with a gas mixture of CO / CC 5. The decisive drawback for a technically large-scale manufacture is that CO is highly toxic and therefore should not be used in a manufacturing plant.

In een testserie met verschillende tindoteringen (cc ) inIn a test series with different tin ratings (cc) in

; DU; DU

een indiumoxidelaag, die volgens de werkwijze van de uitvinding werd m vervaardigd, werden de in de volgende tabel aangehaalde, bij elkaar horende waarden van tindoteringeren (cc ), 1 adi nggrirag^rdichtheid (N ) oïl 6 en ladingsdragerbewegelijkheid (^u) vastgesteld.In an indium oxide layer prepared according to the process of the invention, the corresponding values of tin doping (cc), 1 adherent density (N) oil 6, and charge carrier mobility (^ u), cited in the following table, were determined.

TabelTable

15 cSn Ne ~JU15 cSn Ne ~ JU

(mol.%) (1020/cm3) (cmTVs) (10”4cm) 0,8 2,5 70 3,6 2 5,5 58 2,0 20 4 9,5 46 1,4 6 13 38 1,3 9 14 34 1,3 12 13 27 1,8 * i 25 Cgn - tindotering(mol%) (1020 / cm3) (cmTVs) (10 ”4cm) 0.8 2.5 70 3.6 2 5.5 58 2.0 20 4 9.5 46 1.4 6 13 38 1, 3 9 14 34 1.3 12 13 27 1.8 * i 25 Cgn - tin doping

Ng = ladingsdragerdichtheid ^u = ladiingsdragerbewegelijkheid ƒ = specifieke weerstand van de laag.Ng = charge carrier density ^ u = charge carrier mobility ƒ = specific resistance of the layer.

Tussen deze waarden kan met de juiste formules worden geïnter-30 poleerd. De ladingsdragerdichtheid (Ne) ontstaat uitInterpolation can be made between these values with the correct formulas. The charge carrier density (Ne) arises from

Ne^ 3 . 1020 . cgn (1 - Cgn/100)'1 cm"3; 1 = tussen 6 en 8.Ne ^ 3. 1020. cgn (1 - Cgn / 100) '1 cm "3; 1 = between 6 and 8.

De ladingsdragerbewegelijkheid (^u) wordt gegeven door 35 /U = a . (Ne/1020)b cm2/Vs a = tussen 100 en 200 b = tussen - 1/3 en - 2/3- 8104155The load carrier mobility (^ u) is given by 35 / U = a. (Ne / 1020) b cm2 / Vs a = between 100 and 200 b = between - 1/3 and - 2 / 3- 8104155

VV

EHD 80.122 5EHD 80.122 5

De bekendheid met deze samenhang maakt het nu mogelijk, voor elke bedoelde toepassing de optimale datering van een indiumoxidelaag te berekenen, waarbij de volgende gedachtegang wordt gevolgd:Familiarity with this relationship now makes it possible to calculate the optimal dating of an indium oxide layer for each intended application, following the following line of thought:

De te reflekteren warmtestraling ligt al naar gelang de toepassing in 5 zeer verschillende golflengtegebieden bijvoorbeeld in het gebied van 5 tot 50yum bij de 80°C-straling van een zonneabsorber, tussen 3 en 30yum bij de 270°C-straling, zoals deze bijvoorbeeld in een lagedruk-natriumdampontladingslanp optreedt of tussen 0,5 en 5yUm bij de 3000°K-straling van een gloeilanp.Depending on the application, the heat radiation to be reflected lies in 5 very different wavelength ranges, for example in the range of 5 to 50 µm with the 80 ° C radiation of a solar absorber, between 3 and 30 µm with the 270 ° C radiation, such as this for example in a low-pressure sodium vapor discharge lamp occurs or between 0.5 and 5 µm at the 3000 ° K radiation from an incandescent lamp.

10 Anderzijds wordt in het zichtbare spektrale gebied grote transparantie verlangd. In dunne lagen tonen materialen zoals net tin gedateerd indiumoxide de overgang van groot transmissievermogen in het zichtbare spektrale gebied naar hoog reflektievermogen in het infrarood bij hun plasmagolflengte (Λ , die met de ladingsdragerdichtheid 15 volgens λ ^ = 4,0/ \f~^Q (A in yUm; NQ in veelvouden van 1020/cm.2) in verband staat. De ladingsdragerdichtheid moet dus overeenkomstig de toepassing worden gekozen, dat wil zeggen de juiste hoeveelheid tin worden gedoteerd.On the other hand, great transparency is required in the visible spectral region. In thin layers, materials such as tin-dated indium oxide show the transition from high transmission power in the visible spectral region to high reflectivity in the infrared at their plasma wavelength (Λ, which with the charge carrier density 15 according to λ ^ = 4.0 / \ f ~ ^ Q (A in µm; NQ in multiples of 1020 / cm2) is related, so the charge carrier density must be selected according to the application, i.e. the appropriate amount of tin to be doped.

Uit theoretische overwegingen ontstaan voor de verliezen in 20 het zichtbare gebied van het spéktrum en in het infrarood, die op absorptie door de I^O^-lagen op glassubstraten berusten, de volgende benaderingstermen: a = 1 " W* 0,526 ·λ2/ (“<λ > * m82j' He · <V/i en 25 A^ = 1 - 6,6 . 1/(Ne . d . ja) waarin A^g = absorptie in het zichtbare spektrale gebied A^ = absorptie in het infrarood T = transmissie R = reflektie 30 n(A ) = brekingsindex van met tin gedoteerd indiunoxide bij de golflengte A, 2.0 voor 0o5,um X / m pi 0,35; effektieve massa van de vrije elektronen in net tin gedoteerd indiurnoxide d = dikte van de laag.For theoretical considerations, for the losses in the visible region of the spectrum and in the infrared, which are based on absorption by the 10 layers on glass substrates, the following approximation terms arise: a = 1 "W * 0.526 · λ2 / ( “<Λ> * m82j 'He · <V / i and 25 A ^ = 1 - 6,6. 1 / (Ne. D. Yes) where A ^ g = absorption in the visible spectral region A ^ = absorption in the infrared T = transmission R = reflection 30 n (A) = refractive index of tin-doped indium oxide at the wavelength A, 2.0 for 0.05 µm X / m pi 0.35; effective mass of the free electrons in tin-doped indium oxide d = thickness of the layer.

De getalswaarden gelden, als Nq in veelvouden van 1020/αη2, d in yUm, yU. in cm /Vs and /l in yUm warden ingevuld.The numerical values count as Nq in multiples of 1020 / αη2, d in yUm, yU. in cm / Vs and / l in yUm.

De variatie van de ladingsdragerdichtheid (N ) en laagdikte (d) 8104155 Ί, 'v PHD 80.122 6 ..... van de reflékterende filterlaag werken qp de verliezen In de beide spektrale gebieden precies tegengesteld. De beide verliezen zijn dus met elkaar verbanden, en er kan. volgende hyperboolrelatie worden geformuleerd; 5 \ls · 3(5 ^ 2/ H > · J*] · v/.The variation of the charge carrier density (N) and layer thickness (d) 8104155 Ί, v PHD 80.122 6 ..... of the reflecting filter layer have qp losses in both spectral regions. The two losses are therefore interrelated, and there is a possibility. the following hyperbolic relationships are formulated; 5 \ ls3 (5 ^ 2 / H> J *] v /.

Uit deze hyperboolrelatie wordt duidelijk, dat. in elk geval hoge waarden van de ladingsdragerbewegelijkheid (^u) de verliezen van het warmfce- reflekterende filter klein houden.Dit betekent volgens bovenstaande tabel steeds, zo klein mogelijke ladingsdragerkoncentraties, dat wil 10 zeggen dat overeenkomstig kleine tindoteringen moeten worden gekozen.It is clear from this hyperbolic relationship that. in any case, high values of the charge carrier mobility (^ u) keep the losses of the heat reflector filter small. This means according to the table above always the smallest possible charge carrier concentrations, that is to say that according to small tin dopings should be chosen.

Deze eis blijft ook dan bestaan, als aan de beide faktoren in de minimum" eis niet hetzelfde gewicht zou worden toegékend, als bijvoorbeeld een hogere absorptie geaccepteerd zou worden ter wille van een betere warmtereflektie.This requirement will continue to exist even if the two factors in the minimum requirement were not assigned the same weight, if, for example, a higher absorption was accepted for the sake of better heat reflection.

1515

Voor het optimaliseren van een warmtereflekterend filter moet Ne dus zo klein worden gekozen, als juist nog verenigbaar is met de eis, dat de overgang van een hoog transmissievermogen in het zichtbare gebied naar een hoog reflektievermogen in het infrarood bijIn order to optimize a heat-reflecting filter, Ne must therefore be chosen as small as is still compatible with the requirement that the transition from a high transmission power in the visible region to a high reflectivity in the infrared at

zodanige golflengte (λ ) ligt, dat het golflengtegebied van de te 20 Pis such a wavelength (λ) that the wavelength range of the 20 P

reflekteren warmte zo volledig mogelijk boven Λ ligt.reflect heat as completely as possible above Λ.

De absolute waarde van het warmteref lekterende vermogen moet dan slechts nog met de laagdikte (d) worden beïnvloed, die als karprcmis tussen een hoge waarde voor R_r en een hoge waarde voor A .The absolute value of the heat refractive capacity must then only be influenced with the layer thickness (d), which is as a karprcm between a high value for R_r and a high value for A.

(beide ΛΝ , d) moet worden gekozen, rekening houdend met het feit, 25 e dat in het algemeen een transmissie-maximum in het zichtbare spektrale gebied bij een golflengte moet worden verwacht, die door /1 2nd/m (m = 1, 2, 3.....)is gegeven, waarbij de brekingsindex n van de indium- oxidelaag weer op 2 kan worden gesteld.(both ΛΝ, d) should be chosen, taking into account the fact that, in general, a transmission maximum in the visible spectral region at a wavelength should be expected, which should be by / 1 2nd / m (m = 1, 2, 3 .....), wherein the refractive index n of the indium oxide layer can be reset to 2.

De aangegeven informaties maken het ook mogelijk, de kleinste 30 laagdikte (d) te berekenen, waarmee een gewenste qppervlakteweerstand R = J°/d (inil), bijvoorbeeld voor een transparante elektrisch geleidende elektrode, kan worden bereikt in een laag die met ongeveer 6 tot 10 mol.% tin (waarmee de hoogste ladingsdragerkoncentratie kan worden bereikt) gedoteerd is. De benodigde laagdikte (d) is dan 1,3/R,um. 35 /The information given also makes it possible to calculate the smallest layer thickness (d), with which a desired surface resistance R = J ° / d (inil), for example for a transparent electrically conductive electrode, can be achieved in a layer with about 6 up to 10 mol% tin (with which the highest charge carrier concentration can be achieved) is doped. The required layer thickness (d) is then 1.3 / µm. 35 /

Volgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het gasmengsel over een katalysator geleid, die zich op dezelfde temperatuur bevindt als de drager.According to a further advantageous embodiment of the invention, the gas mixture is passed over a catalyst which is at the same temperature as the carrier.

De katalysator bestaat met voordeel uit platina. Door het 8104155 PHD 80.122 7 inschakelen van een katalysator, waarover het gasmengsel wordt geleid voordat het de Ih^-laag bereikt, ontstaat het voordeel, dat een laag roet inhcmogene struktuur in de door de katalysator gedefinieerd gebufferde atmosfeer homogener kan worden gereduceerd en daarenboven dat 5 de procesduur minder kritisch wordt. De inhcnogene struktuur van de te reduceren laag kan veroorzaakt zijn door de wijze van opbrengen van de laag, door de morfologie van het substraatqppervlak of door een ongelijkmatige temperatuur van het substraat.The catalyst advantageously consists of platinum. By switching on a catalyst through which the gas mixture is passed before it reaches the Ih 2 layer, the advantage is obtained that a layer of carbon black in the structure defined in the buffered atmosphere defined by the catalyst can be more homogeneously reduced and, moreover, that 5 the duration of the process becomes less critical. The indigenous structure of the layer to be reduced may be due to the manner of deposition of the layer, the morphology of the substrate surface, or an uneven temperature of the substrate.

Voor de genoemde reduktiemethode moet op voordelige wijze 10 een H2/N2“gasmengsel warden gebruikt; er kan echter ook een ander geschikt reducerend gas worden gebruikt. Het reduktieproces moet worden gestopt, voordat het indiumoxide van de laag wordt ontleed, dat wil zeggen tot indiimmetaal wordt gereduceerd, hetgeen kan worden gekonsta- teerd door een zwarting van de laag.For said reduction method, an H2 / N2 gas mixture should advantageously be used; however, another suitable reducing gas may also be used. The reduction process must be stopped before the indium oxide of the layer is decomposed, that is, reduced to indiim metal, which can be determined by blackening the layer.

1515

Dit kan op tweeërlei wijzen worden vermeden: Ten eerste kan de reduktie tijdig door afkoelen van de laag worden onderbroken, waarbij voor het vaststellen van het tijdstip van de onderbreking bij voorkeur de elektrische weerstand R van de laag tijdens het reduceren gemeten wordt en de oven uitgeschakeld wordt, als deze weerstand een 20 minimum heeft bereikt. Cp dit tijdstip heeft de laag de optimale eigenschappen bereikt: maximale ladingsdragerdichtheid (N ) en maximale 6 ladingsdragerbewegelijkheid (^,u), die echter voor elke gekozen tin- dotering (cgn) verschillend zijn, RïZ 1/iyyi (d = laagdikte), zoals te zien is uit de bovengenoemde tabel. Wordt nog langer gereduceerd 25 dan wordt de laagweerstand weer groter. Er treedt een overreduktie op, waarbij in hoofdzaak de ladingsdragerbewegelijkheid af neemt. Een zichtbare donkerverkleuring van de laag door overreduktie treedt pas op, als de weerstand reeds ongeveer 10 tot 301 boven zijn optimale waarde is uitgestegen.This can be avoided in two ways: Firstly, the reduction can be interrupted in time by cooling the layer, whereby the electrical resistance R of the layer is preferably measured during the reduction and the oven is switched off to determine the time of the interruption. when this resistance has reached a minimum. At this point in time, the layer has reached the optimum properties: maximum charge carrier density (N) and maximum 6 carrier support motility (^, u), which, however, are different for each tin doping (cgn) chosen, RIZ 1 / iyyi (d = layer thickness), as can be seen from the above table. If the reduction is continued even longer, the layer resistance increases again. An over-reduction occurs, whereby the charge carrier mobility decreases substantially. A visible darkening of the layer due to over-reduction occurs only when the resistance has already risen about 10 to 301 above its optimum value.

3030

De tweede mogelijkheid cm een overreduktie van de gedoteerde indiumoxidelaag te verhinderen, is de reducerende werking van het gasmengsel te bufferen. Daarbij wordt een gasmengsel gebruikt dat een lage partiële zuurstofdruk heeft, die niet wezenlijk groter is dgn de ont- ledingsdruk van het indiumoxide bij de reduktietenperatuur. Deze ont-35 ledingsdruk is bekend uit thermodynamische gegevens.The second possibility to prevent an over-reduction of the doped indium oxide layer is to buffer the reducing effect of the gas mixture. In doing so, a gas mixture is used that has a low oxygen partial pressure, which is not substantially greater than the decomposition pressure of the indium oxide at the reduction temperature. This decomposition pressure is known from thermodynamic data.

Uit het Duitse octrooischrift 2.341.647 is de mogelijkheid, met een door CC^- of ^O-damp gebufferd reducerend gas, bijvoorbeeld GO of H2, te werken, bekend. Er werd nu vastgesteld, dat duidelijk 8104155German patent specification 2,341,647 discloses the possibility of working with a reducing gas buffered by CC2 or ^ vapor, for example GO or H2. It was now determined that clear 8104155

HiD 80.122 έ 1 v ----------bétere resultaten kunnen worden bereikt, wat de bewegelijkheid van de ladingdragers speciaal ook in zwak gedoteerde In^-lagen betreft, als het reducerende gasmengsel, in het betreffende geval niet net H20-damp wordt gebufferd, maar met zuurstof, waarbij het gasmengsel ofwel 5 direkt. of over een vóór de te reduceren laag geplaatste katalysator, bij voorkeur van platina, pp de laag wordt geleid. De katalysator neet daarbij dezelfde temperatuur hebben als de drager, waarop de laag zich bevindt. De temperatuur, waarbij het reduktieproces moet verlopen· en waarop zowel de drager met de filter laag, als via de katalysator het 10 gasmengsel wordt verhit, moet tijdens het reduktieproces zoveel mogelijk voor alle aan de methode deelnemende systemen gelijkmatig behouden blijven.HiD 80.122 έ 1 v ---------- better results can be achieved with regard to the mobility of the load carriers especially also in weakly doped In ^ layers, as the reducing gas mixture, in this case not just H20 vapor is buffered, but with oxygen, the gas mixture being either direct. or passed over a catalyst placed in front of the layer to be reduced, preferably of platinum. The catalyst must then have the same temperature as the support on which the layer is located. The temperature at which the reduction process must proceed, and at which both the support with the filter layer and the gas mixture is heated via the catalyst, must be maintained as uniformly as possible during the reduction process for all systems participating in the method.

Een uitvoeringsvoarbeeld van de uitvinding wordt onderstaand beschreven.An exemplary embodiment of the invention is described below.

Aan een oplossing van 100 g InCl3 in 1000 ml azi jnzuur-n. butyl-15 ester wordt 3 ml SnCl^ toegevoegd. De oplossing wordt in een verstuiver-straalpijp met lucht verstoven en het gevormde aerosol op een vlakke transparante drager, bijvoorbeeld van glas, geleid. De drager wordt door een oven op ongeveer 500°C verhit. De aerosolstraal wordt zo lang over de drager geleid, tot daarop een laag met een dikte van ongeveer Q,3^um 20 is neergeslagen. De in de ln203“laag ingebouwde dotering bedraagt 6 mol.% tin berekend op de hoeveelheid indiumoxide. Vervolgens wordt de bedekte drager in een reaktor op 350°C verhit. In de reaktor bevindt zich pp een plaats, die het in de reaktor in te leiden, reducerende gasmengsel eerder passeert dan de bedekte drager, een eveneens pp 350°C 25 verhitte katalysator, bij voorkeur van platina. De reaktor was vooraf gespoeld met het reduktiegasmengsellTo a solution of 100 g of InCl3 in 1000 ml of acetic acid-n. butyl-15 ester, 3 ml of SnCl 2 are added. The solution is atomized with air in an atomizer nozzle and the aerosol formed is passed on a flat transparent support, for example of glass. The support is heated to about 500 ° C by an oven. The aerosol jet is passed over the support until a layer having a thickness of about 0.3 microns is deposited thereon. The doping incorporated in the ln 2 O 3 layer is 6 mol% tin, based on the amount of indium oxide. The coated support is then heated to 350 ° C in a reactor. The reactor contains a site which passes the reducing gas mixture to be introduced into the reactor rather than the coated support, a catalyst also heated at 350 ° C, preferably of platinum. The reactor had been pre-purged with the reduction gas mixture

De hoeveelheid aan het H2/N2-gasmengsel toe te voegen zuurstof is afhankelijk van de reduktietenperatuur, omdat zowel de ontladingsdruk van het indiumoxide als de evenwichtssamenstelling van het 30 gasmengsel, die uit békende thermodynamische gegevens berekend kan worden, van dé temperatuur afhankelijk zijn.The amount of oxygen to be added to the H2 / N2 gas mixture depends on the reduction temperature, because both the discharge pressure of the indium oxide and the equilibrium composition of the gas mixture, which can be calculated from known thermodynamic data, depend on the temperature.

Bij het reduceergasmengsel van 85% stikstof (N^ en 15% waterstof (Ey worden extra 2% zuurstof (0^ berekend pp het waterstofgedeelte bijgemengd. Dit gasmengsel wordt met een stroomsnelheid van 6 1/per uur bij 35 normale druk door de reaktor gevoerd. De reaktor wordt net de drager waarop de filterlaag aanwezig is in ongeveer 30 minuten pp een temperatuur van ongeveer 350°C gebracht.With the reducing gas mixture of 85% nitrogen (N ^ and 15% hydrogen (Ey), additional 2% oxygen (0 ^ calculated pp the hydrogen part is mixed in. This gas mixture is passed through the reactor at a flow rate of 6 l / h at normal pressure The reactor is brought to the temperature of about 350 ° C with the support on which the filter layer is present in about 30 minutes.

..... Bij hoge reduktietenperaturen zijn de reduktietijdën weliswaar 8104155 Η© 80.122 9 9- ~ -ff kart, hetgeen in het algemeen een technisch voordeel is, maar eveneens is het gevaar van een snelle overreduktie bij niet nauwkeurig aanhouden van de gassamenstelling groot. Bij lagere reduktietempératuur kan de overreduktie naar ervaring relatief lang worden vermeden...... At high reduction temperatures, the reduction times are 8104155 Η © 80.122 9 9-~ -ff kart, which is generally a technical advantage, but there is also a great risk of rapid over-reduction if the gas composition is not adhered to accurately . At lower reduction temperatures, overreduction can be avoided for a relatively long time.

5 Tijdens het afkoelen van de indiumoxidelaag moet ofwel de zuurstoftoevoer worden uitgeschakeld ofwel de katalysator niet mee afgekoeld warden, omdat , anders het gasevenwicht te sterk naar zuurstof verschuift, waardoor de optimaal gereduceerde lagen in de afkoelings-fase gedeeltelijk oxideren en hun optimale eigenschappen, speciaal de tO grote bewegelijkheid van de ladingsdragers, weer verliezen.5 During the cooling of the indium oxide layer, either the oxygen supply must be switched off or the catalyst must not be cooled along, because otherwise the gas equilibrium shifts too strongly to oxygen, so that the optimally reduced layers in the cooling phase partially oxidize and their optimal properties, especially lose the TOo great mobility of the charge carriers.

15 20 25 30 35 810415515 20 25 30 35 8 104 155

Claims (4)

2. Werkwijze volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat een 15 gasmengsel bestaande uit 5 tot 20 vol.% waterstof met stikstof als rest op 100 vol.% onder toevoeging van 1%zuurstof of 5% lucht, telkens berekend op hét waterstof gedeelte, 15 tot 30 minuten over de filterlaag wordt geleid.2. A method according to claim 1, characterized in that a gas mixture consisting of 5 to 20% by volume of hydrogen with nitrogen as the remainder at 100% by volume with addition of 1% oxygen or 5% air, each time calculated on the hydrogen portion , Is passed over the filter layer for 15 to 30 minutes. 3. Werkwijze volgens de 'conclusies 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de indiumoxidelaag met 0,5 tot 6,5 atoom.,% aan tin berekend pp de hoeveelheid indiumoxide is gedoteerd.3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the indium oxide layer is doped with 0.5 to 6.5 atomic% by weight of tin per pp. The amount of indium oxide. 4. Werkwijze volgens êên der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gasmengsel over een katalysator wordt geleid, die op dezelfde temperatuur is als de drager met de indiumoxidelaag. ...25 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een katalysator van platina wordt gebruikt.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas mixture is passed over a catalyst which is at the same temperature as the support with the indium oxide layer. 5. Process according to claim 4, characterized in that a platinum catalyst is used. 6. Gebruik van het volgens de werkwijze volgens êên der vooraf gaande conclusies vervaardigde warmtereflékterende filter in de mantel-buis van een lagedruknatriumdanpontladingslairp. 30 35. 810 4 115Use of the heat reflective filter produced by the method according to any one of the preceding claims in the jacket of a low pressure sodium dan discharge discharge lamp. 30 35.810 4 115
NL8104155A 1980-09-13 1981-09-08 PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A HEAT REFLECTION FILTER. NL8104155A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803034681 DE3034681A1 (en) 1980-09-13 1980-09-13 METHOD FOR PRODUCING A HEAT REFLECTION FILTER
DE3034681 1980-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8104155A true NL8104155A (en) 1982-04-01

Family

ID=6111930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8104155A NL8104155A (en) 1980-09-13 1981-09-08 PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A HEAT REFLECTION FILTER.

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5779906A (en)
DE (1) DE3034681A1 (en)
GB (1) GB2084551A (en)
NL (1) NL8104155A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3300589A1 (en) * 1983-01-11 1984-07-12 Schott Glaswerke, 6500 Mainz METHOD FOR PRODUCING INDIUMOXIDE-TINNOXIDE LAYERS
JPS63184210A (en) * 1987-01-27 1988-07-29 日本板硝子株式会社 Manufacture of transparent conductor

Also Published As

Publication number Publication date
GB2084551A (en) 1982-04-15
DE3034681A1 (en) 1982-04-29
JPS5779906A (en) 1982-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100743417B1 (en) Light transmitting substrate with transparent conductive film
US4099840A (en) Multilayer reflector for gas discharge laser
JPH05254887A (en) Transparent laminated substrate, its use and laminating method, method and device for laminating on base material, and hafnium oxynitride
US6049169A (en) Electric lamp having optical interference filter of alternating layers of SiO2 and Nb2 O5 --Ta2 O5
NL8104155A (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A HEAT REFLECTION FILTER.
WO1986002775A1 (en) Variable index film for transparent heat mirrors
EP1792328B1 (en) Electric lamp and interference film
EP0780880B1 (en) Discharge lamp
Martin et al. Properties of indium tin oxide films prepared by ion-assisted deposition
US5658612A (en) Method for making a tantala/silica interference filter on the surface of a tungsten-halogen incandescent lamp
US4401693A (en) Method of manufacturing a heat-reflecting filter
US7772749B2 (en) Wavelength filtering coating for high temperature lamps
CN115657190A (en) Metal substrate ultraviolet broadband high-reflection filter lens and preparation method thereof
Haacke Materials for transparent heat mirror coatings
US5833818A (en) Laser waveguide
US9115864B2 (en) Optical interference filters, and filament tubes and lamps provided therewith
Suhail et al. Effect of substrate temperature on the properties of ZrO2 films prepared by dc reactive magnetron sputtering
JPH073440A (en) Electron gun and production of base body with thin film using this electron gun and base body with thin film
JP4022657B2 (en) Method for manufacturing dielectric optical thin film
JP2902729B2 (en) Manufacturing method of dielectric multilayer film
US6710520B1 (en) Stress relief mechanism for optical interference coatings
US20100102698A1 (en) High refractive index materials for energy efficient lamps
CN116774490A (en) Optical film with adjustable all-solid transmittance and preparation method thereof
BE1029590B1 (en) Silicon conductive sputtering targets
JPS6042442B2 (en) anti-reflection film

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed