導(dǎo)電膜和包括其的電子器件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求分別于2013年12月12日和2014年12月11日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提 交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2013-0154946和10-2014-0178058的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其全部?jī)?nèi) 容引入本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 公開了透明導(dǎo)電膜和包括其的電子器件。
【背景技術(shù)】
[0004] 例如平板顯示器如IXD或LED、觸摸屏面板、太陽(yáng)能電池、透明晶體管等的電子器 件包括透明導(dǎo)電膜。用于導(dǎo)電膜的材料可需要具有，例如，在可見光區(qū)域中大于或等于約 80%的高的光透射率和小于或等于約lxl(T3Q*Cm的低的電阻率。用于透明且導(dǎo)電的膜的 目前可獲得的材料包括氧化銦錫（ITO)、氧化錫（SnO2)、氧化鋅（ZnO)等。ITO具有差的柔 性，并且銦的有限儲(chǔ)量將不可避免地導(dǎo)致成本上升。因此，急切地需要替代材料的開發(fā)。氧 化錫和氧化鋅顯示出低的導(dǎo)電性且具有差的柔性。
[0005] 因此，存在開發(fā)具有優(yōu)異的柔性、較高的透明性和增強(qiáng)的導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜的 迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -種實(shí)施方式提供具有高的導(dǎo)電性和優(yōu)異的光透射率的導(dǎo)電膜。
[0007] 另一實(shí)施方式提供包括所述導(dǎo)電膜的電子器件。
[0008] 在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電膜包括具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的化合物，所述化合物選自：
[0009] 由M2O表示的過(guò)渡元素低價(jià)氧化物（低氧化物）（其中M為Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、 Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合）；
[0010] 由A30、A20、A6O或A7O表示的堿金屬低價(jià)氧化物（低氧化物）（其中A為Cs、Rb、 1(、似、或其組合）；
[0011]由AE2N(其中AE為]\%、51'、8&、或其組合）或4￡#(其中4￡為]\%乂&、51'、8 &、或其 組合）表示的堿土金屬低價(jià)氮化物（低氮化物）；
[0012] 由M2C或M4C表示的過(guò)渡元素低價(jià)碳化物（低碳化物）（其中M為Sc、Y、Ti、Zr、 Hf、V、Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合）；
[0013] 由％&、1^、1^、1^2、1^3或1^表示的富過(guò)渡金屬的硫?qū)倩铮ㄆ渲?為5(：、￥、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合，且E為S、Se或Te);和
[0014] 由仏乂或1?表示的過(guò)渡金屬低價(jià)鹵化物（低鹵化物）（其中11為5(3、￥、11、21'、1^、 V、Nb、Ta、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合，且X為F、C1、&或I)。
[0015] 所述化合物可具有小于或等于約30Q/□的在25°C下對(duì)于具有約550nm的波長(zhǎng)的 光的吸收系數(shù)（a)與其電阻率值（P)的乘積。
[0016] 所述化合物可具有小于或等于約5Q/ □的在25°C下對(duì)于具有約550nm的波長(zhǎng)的 光的吸收系數(shù)（a)與其電阻率值（P)的乘積。
[0017] 所述化合物可具有二維電子氣層。所述二維電子氣層可存在于所述化合物的重復(fù) 單元結(jié)構(gòu)之間或者所述化合物的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0018] 所述導(dǎo)電膜在小于或等于約IOOnm的厚度下對(duì)于在約550nm波長(zhǎng)處的光可具有大 于或等于約80%的透射率。
[0019] 所述層狀晶體結(jié)構(gòu)可屬于具有p-3ml空間群的三方晶系、具有R3-MH空間群的三 方晶系、具有I4/MMM空間群的四方晶系、或者具有P63/mcm空間群的六方晶系。
[0020] 所述化合物的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合能可小于或等于約IOOmeV/A2。
[0021] 所述化合物可選自Ag2F、Cs30、Hf3Te2、Sr2N、（Ta，Nb)5S2、Y2C、Ti20、Ba2N、Nb2C、Ba3N、 Ta2Se、以及其組合。
[0022] 所述導(dǎo)電膜可具有小于或等于約IOOnm的厚度。
[0023] 所述導(dǎo)電膜可為包括所述化合物的連續(xù)膜和可通過(guò)氣相沉積法形成。
[0024] 所述導(dǎo)電膜可包括多個(gè)包括所述化合物的納米片，和所述納米片彼此接觸以提供 電連接。所述導(dǎo)電膜可包括其中具有間隙的不連續(xù)層。
[0025] 另一實(shí)施方式提供包括以上導(dǎo)電膜的電子器件。
[0026]所述電子器件可為顯示器、觸摸屏面板、太陽(yáng)能電池、電子視窗（e-window)、電致 變色鏡、熱鏡、透明晶體管、或者柔性顯示器。
[0027] 根據(jù)所述實(shí)施方式，提供具有遠(yuǎn)高于ITO電極的導(dǎo)電性、具有增強(qiáng)的光透射率和 優(yōu)異的柔性的透明導(dǎo)電材料。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為示意性地說(shuō)明Ba2N的晶體結(jié)構(gòu)的圖。
[0029] 圖2為示意性地說(shuō)明Cs3O的晶體結(jié)構(gòu)的圖。
[0030] 圖3為示意性地說(shuō)明HfJe2的晶體結(jié)構(gòu)的圖。
[0031] 圖4為示意性地說(shuō)明Ta2Se的晶體結(jié)構(gòu)的圖。
[0032] 圖5為示意性地說(shuō)明（Ta,Nb) 5S2的晶體結(jié)構(gòu)的圖。
[0033] 圖6為示意性地說(shuō)明Cs3O的態(tài)密度（DOS)的圖。
[0034] 圖7為顯示Cs3O的導(dǎo)電性的計(jì)算結(jié)果的圖。
[0035] 圖8為顯示Cs3O的吸收系數(shù)的計(jì)算結(jié)果的圖。
[0036] 圖9包括對(duì)于ITO和石墨烯，薄層電阻與光透射率的乘積對(duì)薄層電阻的變化的圖。
[0037] 圖10為包括根據(jù)一種實(shí)施方式的導(dǎo)電薄膜的有機(jī)發(fā)光二極管器件的橫截面圖。
[0038] 圖11為實(shí)施例1中制備的Hf3Te2薄膜的TEM圖像。
[0039] 圖12為顯示Sr2N的電荷分布的圖，其是經(jīng)由模擬方法計(jì)算的并且證實(shí)二維電子 氣層的存在。
[0040]圖13為顯示Y2C的電荷分布的圖，其是經(jīng)由模擬方法計(jì)算的并且證實(shí)二維電子氣 層的存在。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 參照以下示例性實(shí)施方式以及其附圖，本公開內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)和特性以及用于實(shí)現(xiàn)其 的方法將變得明晰。然而，本公開內(nèi)容可以許多不同形式體現(xiàn)并且不解釋為限于本文中闡 述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開內(nèi)容將滿足適用法律要求。因此，在一 些實(shí)施方式中，為了避免對(duì)本發(fā)明的模糊理解，不詳細(xì)地說(shuō)明公知的加工技術(shù)。如果未另外 定義，說(shuō)明書中的所有術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）可如本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解地那樣 定義。常用字典中定義的術(shù)語(yǔ)不可理想化或者擴(kuò)大化地解釋，除非清楚地定義。此外，除非 明確地相反描述，詞語(yǔ)"包括"將被理解為意味著包含所述要素，但是不是排除任何其它要 素。
[0042] 進(jìn)一步地，單數(shù)包括復(fù)數(shù)，除非另有說(shuō)明。
[0043] 在附圖中，為了清楚，放大了層、區(qū)域等的厚度。在整個(gè)說(shuō)明書中，相同的附圖標(biāo)記 表示相同的要素。
[0044] 將理解，當(dāng)一個(gè)元件例如層、膜、區(qū)域、或基底被稱作"在"另外的元件"上"時(shí)，其 可直接在所述另外的元件上或者還可存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱作"直接在"另 外的元件"上"時(shí)，不存在中間元件。
[0045] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"低價(jià)氧化物（低氧化物）"指的是相對(duì)于"標(biāo)準(zhǔn)（常態(tài)， normal)"氧化物其中電正性元素（例如，金屬元素）過(guò)量的一類氧化物。
[0046] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"低價(jià)氮化物（低氮化物）"指的是相對(duì)于"標(biāo)準(zhǔn)（常態(tài)）" 氮化物其中電正性元素（例如，金屬元素）過(guò)量的一類氮化物。
[0047] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"低價(jià)碳化物（低碳化物）"指的是相對(duì)于"標(biāo)準(zhǔn)（常態(tài)）" 碳化物其中電正性元素（例如，金屬元素）過(guò)量的一類碳化物。
[0048] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"低價(jià)鹵化物（低鹵化物）"指的是相對(duì)于"標(biāo)準(zhǔn)（常態(tài)）" 鹵化物其中電正性元素（例如，金屬元素）過(guò)量的一類鹵化物。
[0049] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"二維電子氣（2-DEG) "指的是在二維上自由移動(dòng)、但是在第 三維上緊密受限的電子氣體。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"單元結(jié)構(gòu)"可指的是在晶體結(jié)構(gòu)中重 復(fù)的"最小層狀結(jié)構(gòu)"。
[0050] 在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電膜包括具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的化合物。所述化合物可選 自：
[0051] 由M2O表示的過(guò)渡元素低價(jià)氧化物（其中M可為過(guò)渡金屬例如Ti、Sc、Y、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合）；
[0052] 由A30、A20、A6O或A7O表示的堿金屬低價(jià)氧化物（其中A為Cs、Rb、K、Na、或其組 合）；
[0053]由AE2N(其中AE為]\%、51'、8&、或其組合）或4￡#(其中4￡為]\%乂&、51'、8 &、或其 組合）表示的堿土金屬低價(jià)氮化物；
[0054] 由M2C或M4C表示的過(guò)渡元素低價(jià)碳化物（其中M為Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、 0、]?。、1、]\111、1'。、1^38、或其組合）；
[0055] 由郵2、1^、1^、1^2、1^3或1^表示的富過(guò)渡金屬的硫?qū)倩铮ㄆ渲?為5(：、￥、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其組合，且E為S、Se或Te);和
[0056] 由M2X或MX表示的過(guò)渡金屬低價(jià)鹵化物（其中M為Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、 Mn、Tc、Re、Ag、或其組合，且X為F、Cl、或I)。
[0057] 所述化合物可具有二維電子氣層。所述化合物可具有小于或等于約30Q/ □的在 25°C下對(duì)于具有約550nm的波長(zhǎng)的光的吸收系數(shù)（a)與其電阻率（P)的乘積。在一種實(shí) 施方式中，所述化合物可具有小于或等于約5Q/ □的在25°C下對(duì)于具有約550nm的波長(zhǎng)的 光的吸收系數(shù)（a)與其電阻率（P)的乘積。
[0058] 在一些實(shí)施方式中，所述化合物可選自Ag2F、Cs30、Hf3Te2、Sr2N、（Ta,Nb)5S2、Y2C、 Ti20、Ba2N、Nb2C、Ba3N、Ta2Se、以及其組合。
[0059] 所述化合物具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。所述層狀晶體結(jié)構(gòu)可在重復(fù)單元結(jié)構(gòu)中包括至少 兩個(gè)金屬原子層。在一些實(shí)施方式中，所述化合物的層狀晶體結(jié)構(gòu)可在重復(fù)單元結(jié)構(gòu)中具 有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、或五個(gè)金屬原子層。
[0060] 在一種實(shí)施方式中，所述化合物的層狀晶體結(jié)構(gòu)可具有擁有兩個(gè)金屬原子層和在 其間的一個(gè)陰離子元素層（例如，一個(gè)氮原子層）的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。包括這樣的化合物的 透明導(dǎo)電膜可具有存在于所述重復(fù)單元結(jié)構(gòu)之間的二維電子氣層。具有這樣的層狀晶體結(jié) 構(gòu)的化合物的實(shí)例可包括過(guò)渡金屬低價(jià)氟化物例如Ag2F、堿土金屬低價(jià)氮化物例如Sr2N和 Ba2N、過(guò)渡金屬低價(jià)碳化物例如Y2C和Nb