导电膜和包括其的电子器件的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求分别于2013年12月12日和2014年12月11日在韩国知识产权局提 交的韩国专利申请No. 10-2013-0154946和10-2014-0178058的优先权和权益，将其全部内 容引入本文作为参考。
技术领域
[0003] 公开了透明导电膜和包括其的电子器件。
【背景技术】
[0004] 例如平板显示器如IXD或LED、触摸屏面板、太阳能电池、透明晶体管等的电子器 件包括透明导电膜。用于导电膜的材料可需要具有，例如，在可见光区域中大于或等于约 80%的高的光透射率和小于或等于约lxl(T3Q*Cm的低的电阻率。用于透明且导电的膜的 目前可获得的材料包括氧化铟锡（ITO)、氧化锡（SnO2)、氧化锌（ZnO)等。ITO具有差的柔 性，并且铟的有限储量将不可避免地导致成本上升。因此，急切地需要替代材料的开发。氧 化锡和氧化锌显示出低的导电性且具有差的柔性。
[0005] 因此，存在开发具有优异的柔性、较高的透明性和增强的导电性的透明导电膜的 迫切需要。
【发明内容】
[0006] -种实施方式提供具有高的导电性和优异的光透射率的导电膜。
[0007] 另一实施方式提供包括所述导电膜的电子器件。
[0008] 在一种实施方式中，导电膜包括具有层状晶体结构的化合物，所述化合物选自：
[0009] 由M2O表示的过渡元素低价氧化物（低氧化物）（其中M为Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、 Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合）；
[0010] 由A30、A20、A6O或A7O表示的碱金属低价氧化物（低氧化物）（其中A为Cs、Rb、 1(、似、或其组合）；
[0011]由AE2N(其中AE为]\%、51'、8&、或其组合）或4￡#(其中4￡为]\%乂&、51'、8 &、或其 组合）表示的碱土金属低价氮化物（低氮化物）；
[0012] 由M2C或M4C表示的过渡元素低价碳化物（低碳化物）（其中M为Sc、Y、Ti、Zr、 Hf、V、Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合）；
[0013] 由％&、1^、1^、1^2、1^3或1^表示的富过渡金属的硫属化物（其中1为5(：、￥、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合，且E为S、Se或Te);和
[0014] 由仏乂或1?表示的过渡金属低价卤化物（低卤化物）（其中11为5(3、￥、11、21'、1^、 V、Nb、Ta、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合，且X为F、C1、&或I)。
[0015] 所述化合物可具有小于或等于约30Q/□的在25°C下对于具有约550nm的波长的 光的吸收系数（a)与其电阻率值（P)的乘积。
[0016] 所述化合物可具有小于或等于约5Q/ □的在25°C下对于具有约550nm的波长的 光的吸收系数（a)与其电阻率值（P)的乘积。
[0017] 所述化合物可具有二维电子气层。所述二维电子气层可存在于所述化合物的重复 单元结构之间或者所述化合物的重复单元结构内。
[0018] 所述导电膜在小于或等于约IOOnm的厚度下对于在约550nm波长处的光可具有大 于或等于约80%的透射率。
[0019] 所述层状晶体结构可属于具有p-3ml空间群的三方晶系、具有R3-MH空间群的三 方晶系、具有I4/MMM空间群的四方晶系、或者具有P63/mcm空间群的六方晶系。
[0020] 所述化合物的重复单元结构之间的结合能可小于或等于约IOOmeV/A2。
[0021] 所述化合物可选自Ag2F、Cs30、Hf3Te2、Sr2N、（Ta，Nb)5S2、Y2C、Ti20、Ba2N、Nb2C、Ba3N、 Ta2Se、以及其组合。
[0022] 所述导电膜可具有小于或等于约IOOnm的厚度。
[0023] 所述导电膜可为包括所述化合物的连续膜和可通过气相沉积法形成。
[0024] 所述导电膜可包括多个包括所述化合物的纳米片，和所述纳米片彼此接触以提供 电连接。所述导电膜可包括其中具有间隙的不连续层。
[0025] 另一实施方式提供包括以上导电膜的电子器件。
[0026]所述电子器件可为显示器、触摸屏面板、太阳能电池、电子视窗（e-window)、电致 变色镜、热镜、透明晶体管、或者柔性显示器。
[0027] 根据所述实施方式，提供具有远高于ITO电极的导电性、具有增强的光透射率和 优异的柔性的透明导电材料。
【附图说明】
[0028] 图1为示意性地说明Ba2N的晶体结构的图。
[0029] 图2为示意性地说明Cs3O的晶体结构的图。
[0030] 图3为示意性地说明HfJe2的晶体结构的图。
[0031] 图4为示意性地说明Ta2Se的晶体结构的图。
[0032] 图5为示意性地说明（Ta,Nb) 5S2的晶体结构的图。
[0033] 图6为示意性地说明Cs3O的态密度（DOS)的图。
[0034] 图7为显示Cs3O的导电性的计算结果的图。
[0035] 图8为显示Cs3O的吸收系数的计算结果的图。
[0036] 图9包括对于ITO和石墨烯，薄层电阻与光透射率的乘积对薄层电阻的变化的图。
[0037] 图10为包括根据一种实施方式的导电薄膜的有机发光二极管器件的横截面图。
[0038] 图11为实施例1中制备的Hf3Te2薄膜的TEM图像。
[0039] 图12为显示Sr2N的电荷分布的图，其是经由模拟方法计算的并且证实二维电子 气层的存在。
[0040]图13为显示Y2C的电荷分布的图，其是经由模拟方法计算的并且证实二维电子气 层的存在。
【具体实施方式】
[0041] 参照以下示例性实施方式以及其附图，本公开内容的优点和特性以及用于实现其 的方法将变得明晰。然而，本公开内容可以许多不同形式体现并且不解释为限于本文中阐 述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开内容将满足适用法律要求。因此，在一 些实施方式中，为了避免对本发明的模糊理解，不详细地说明公知的加工技术。如果未另外 定义，说明书中的所有术语（包括技术和科学术语）可如本领域技术人员通常理解地那样 定义。常用字典中定义的术语不可理想化或者扩大化地解释，除非清楚地定义。此外，除非 明确地相反描述，词语"包括"将被理解为意味着包含所述要素，但是不是排除任何其它要 素。
[0042] 进一步地，单数包括复数，除非另有说明。
[0043] 在附图中，为了清楚，放大了层、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记 表示相同的要素。
[0044] 将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称作"在"另外的元件"上"时，其 可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称作"直接在"另 外的元件"上"时，不存在中间元件。
[0045] 如本文中使用的，术语"低价氧化物（低氧化物）"指的是相对于"标准（常态， normal)"氧化物其中电正性元素（例如，金属元素）过量的一类氧化物。
[0046] 如本文中使用的，术语"低价氮化物（低氮化物）"指的是相对于"标准（常态）" 氮化物其中电正性元素（例如，金属元素）过量的一类氮化物。
[0047] 如本文中使用的，术语"低价碳化物（低碳化物）"指的是相对于"标准（常态）" 碳化物其中电正性元素（例如，金属元素）过量的一类碳化物。
[0048] 如本文中使用的，术语"低价卤化物（低卤化物）"指的是相对于"标准（常态）" 卤化物其中电正性元素（例如，金属元素）过量的一类卤化物。
[0049] 如本文中使用的，术语"二维电子气（2-DEG) "指的是在二维上自由移动、但是在第 三维上紧密受限的电子气体。如本文中使用的，术语"单元结构"可指的是在晶体结构中重 复的"最小层状结构"。
[0050] 在一种实施方式中，导电膜包括具有层状晶体结构的化合物。所述化合物可选 自：
[0051] 由M2O表示的过渡元素低价氧化物（其中M可为过渡金属例如Ti、Sc、Y、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、M。、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合）；
[0052] 由A30、A20、A6O或A7O表示的碱金属低价氧化物（其中A为Cs、Rb、K、Na、或其组 合）；
[0053]由AE2N(其中AE为]\%、51'、8&、或其组合）或4￡#(其中4￡为]\%乂&、51'、8 &、或其 组合）表示的碱土金属低价氮化物；
[0054] 由M2C或M4C表示的过渡元素低价碳化物（其中M为Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、 0、]?。、1、]\111、1'。、1^38、或其组合）；
[0055] 由邮2、1^、1^、1^2、1^3或1^表示的富过渡金属的硫属化物（其中1为5(：、￥、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag、或其组合，且E为S、Se或Te);和
[0056] 由M2X或MX表示的过渡金属低价卤化物（其中M为Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、 Mn、Tc、Re、Ag、或其组合，且X为F、Cl、或I)。
[0057] 所述化合物可具有二维电子气层。所述化合物可具有小于或等于约30Q/ □的在 25°C下对于具有约550nm的波长的光的吸收系数（a)与其电阻率（P)的乘积。在一种实 施方式中，所述化合物可具有小于或等于约5Q/ □的在25°C下对于具有约550nm的波长的 光的吸收系数（a)与其电阻率（P)的乘积。
[0058] 在一些实施方式中，所述化合物可选自Ag2F、Cs30、Hf3Te2、Sr2N、（Ta,Nb)5S2、Y2C、 Ti20、Ba2N、Nb2C、Ba3N、Ta2Se、以及其组合。
[0059] 所述化合物具有层状晶体结构。所述层状晶体结构可在重复单元结构中包括至少 两个金属原子层。在一些实施方式中，所述化合物的层状晶体结构可在重复单元结构中具 有两个、三个、四个、或五个金属原子层。
[0060] 在一种实施方式中，所述化合物的层状晶体结构可具有拥有两个金属原子层和在 其间的一个阴离子元素层（例如，一个氮原子层）的重复单元结构。包括这样的化合物的 透明导电膜可具有存在于所述重复单元结构之间的二维电子气层。具有这样的层状晶体结 构的化合物的实例可包括过渡金属低价氟化物例如Ag2F、碱土金属低价氮化物例如Sr2N和 Ba2N、过渡金属低价碳化物例如Y2C和Nb