导电材料、透明膜、电子器件和制备导电材料的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年5月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0064004的优先权和权益，将其全部内容通过参考引入本文中。
技术领域
[0003] 公开导电材料和电子器件。
【背景技术】
[0004] 电子器件例如液晶显示器（IXD)、有机发光二极管器件和触摸屏面板包括透明导 体作为透明电极。
[0005] 透明导体可根据材料的组成大致分为三种类型。第一种类型是基于有机的透明导 体例如导电聚合物，第二种类型是基于氧化物的透明导体例如氧化铟锡（ΙΤ0)，且第三种类 型是基于金属的透明导体例如金属格栅。
[0006] 导电聚合物具有高的比电阻和低的透明度且可在暴露于湿气和空气时容易地恶 化。由于铟的成本，氧化铟锡（ΙΤ0)可增加器件的制造成本，且ΙΤ0可限制器件的柔性。由 于与基于金属的透明导体的使用有关的复杂的制造工艺，基于金属的透明导体可增加制造 成本。因此，仍然存在对于适合用于电器件的改善的导电材料的需要。
【发明内容】
[0007] 一个实施方式提供柔性导电材料，其容易地应用于工艺中，并提供高的电导率和 高的光透射率。
[0008] 另一实施方式提供包括所述导电材料的电子器件。
[0009] 根据一个实施方式，导电材料包括：选自过渡金属、铂族元素、稀土元素、及其组 合的第一元素；具有比所述第一元素的原子半径小10%至比所述第一元素的原子半径大 10%的原子半径的第二元素；和硫属元素，其中所述导电材料具有层状晶体结构。
[0010] 所述层状晶体结构可包括包含所述第一元素和所述硫属元素的金属二硫属化物 层，和所述第二元素可部分替代所述第一元素。
[0011] 所述第二元素可设置在相邻的二硫属化物层之间。
[0012] 所述导电材料的所述层状晶体结构可具有比由所述第一金属和所述硫属元素组 成的金属二硫属化物的C轴尺寸大约0. 1% -10%或小约0. 1% -10%的c轴尺寸。
[0013] 所述第二元素可对所述金属二硫属化物的所述层状晶体结构进行改性。
[0014] 基于所述导电材料中的所有元素的总量，可以约0. 1-约20摩尔百分数的量包括 所述第二元素。
[0015] 所述导电材料可由化学式1表示。
[0016] 化学式1
[0017] M\aM2aX2
[0018] 在化学式1中，
[0019] M1为所述第一元素且可选自过渡金属、铂族元素、稀土元素、及其组合，
[0020] M2为第二元素且可具有相对于所述第一元素的原子半径的偏差在±10%范围内 的原子半径，
[0021] X为硫（S)、硒（Se)、碲（Te)、或其组合，和
[0022] 0<a<0. 5〇
[0023] 在一个实施方式中，化学式1中的a可为0.0Ka<0.2。
[0024] 所述层状晶体结构可包括多个单元晶体层，且各单元晶体层可包括各自包含所述 硫属元素的上部层和下部层、以及各自设置在所述上部层和所述下部层之间的所述第一元 素和所述第二元素。所述导电材料的所述层状晶体结构可具有比由所述第一金属和所述硫 属元素组成的金属二硫属化物的c轴尺寸大约0. 1 %-10%或小约0. 1 %-10%的c轴尺寸。
[0025] 所述第二元素可对所述单元晶体层的晶格结构进行改性。
[0026] 所述导电材料可具有大于或等于约3.OX104S/cm的电导率。
[0027] 对于小于或等于约50nm的厚度，在约550nm的波长处所述导电材料可具有大于或 等于约80 %的光透射率。
[0028] 所述导电材料可包括多个具有小于或等于约200nm的厚度的纳米片，和所述纳米 片可彼此接触以提供电连接。
[0029] 所述导电材料可具有剥落特性。
[0030] 所述导电材料可具有约lnm-约500nm的厚度。
[0031] 所述导电材料可具有小于或等于约200nm的厚度。
[0032] 所述导电材料可具有0. 01千兆帕-10千兆帕的杨氏模量。
[0033] 根据另一实施方式，透明膜包括所述导电材料，其中所述透明膜具有小于或等于 200nm的厚度。
[0034] 所述透明膜可具有0. 01千兆帕-10千兆帕的杨氏模量。
[0035] 根据另一实施方式，电子器件包括所述导电材料或所述透明膜。
[0036] 所述电子器件可为平板显示器、触摸屏面板、太阳能电池、电子视窗（e-window)、 热镜、或透明晶体管。
[0037] 还公开制备导电材料的方法，所述方法包括：热处理选自过渡金属、铂族元素、稀 土元素、及其组合的第一元素，具有比所述第一元素的原子半径小10%至比所述第一元素 的原子半径大10%的原子半径的第二元素，和硫属元素，以形成具有层状晶体结构的化合 物；和将所述具有层状晶体结构的化合物剥落以制备所述导电材料。
[0038] 所述剥落可包括超声处理。
[0039] 所述方法可进一步包括将所述导电材料设置在基底上以制造透明膜。
【附图说明】
[0040] 通过参考附图进一步详细地描述本公开内容的示例性实施方式，本公开内容的以 上和其它方面、优点和特征将变得更加明晰，在附图中：
[0041] 图1为强度（任意单位，a.u.)对衍射角（两倍Θ即2Θ，度）的图且为分别由合 成实施例1和2以及合成对比例1获得的Pda96PtaMTe2、Pda92Pt_TejPPdTe2粉末的XRD 图；
[0042]图2为强度（任意单位，a.u.)对衍射角（两倍Θ即2Θ，度）的图且为分别由合 成实施例3和4以及合成对比例1获得的Pda96MnaMTe2、Pda92Mna(]STejPPdTe2粉末的XRD 图；
[0043] 图3为电导率（西门子/厘米，S/cm)对P4aMaTe2中的Μ的化学计量的图， 其显示分别由合成实施例1-4以及合成对比例1获得的Pda96PtQ.Q4Te2、PdQ.92PtaQSTe2、 Pda96MnQQ4Te2、PdQ.92MnQQSTe；^PPdTe2纳米片的电导率；
[0044]图4为计数对纳米片厚度（纳米，nm)的柱状图，其显示由合成实施例1获得的 Pda96PtQQ4Te2纳米片的厚度；
[0045]图5为计数对纳米片厚度（纳米，nm)的柱状图，其显示由合成实施例2获得的 Pda92PtQQSTe2纳米片的厚度；
[0046]图6为计数对纳米片厚度（纳米，nm)的柱状图，其显示由合成实施例3获得的 Pda96MnQ.Q4Te2纳米片的厚度；
[0047]图7为计数对纳米片厚度（纳米，nm)的柱状图，其显示由合成实施例4获得的 米片的厚度；
[0048] 图8为计数对纳米片厚度（纳米，nm)的柱状图，其显示由合成对比例1获得的 PdTejfi米片的厚度；和
[0049] 图9为显示根据有机发光二极管器件的实施方式的示意性横截面图。
【具体实施方式】
[0050] 在下文中，进一步描述导电材料。然而，所述导电材料可以许多不同的形式体现且 不应被解释为限于本文中所阐述的实施方式。
[0051] 如本文中定义的"过渡金属"指的是元素周期表的3-11族的元素。
[0052] "稀土元素"意指十五种镧系元素，S卩，原子序号57-71，加上钪和钇。
[0053] "镧系元素"意指具有57-71的原子序号的化学元素。
[0054] 铂族元素为选自如下的元素：钌、铑、钯、锇、铱、铂、及其组合。
[0055] 硫属元素为元素周期表的16族元素，S卩，选自如下的元素：0、5、56、1^、？〇、及其组 合。
[0056] 如本文中使用的原子半径指的是元素的经验测量的共价半径。参见， 例 如， 在Slater,J.C.，"AtomicRadiiinCrystals,"JournalofChemical Physics,41 (10) :3199-3205 (1964)中报导的半径。
[0057] 导电材料包括：选自过渡金属、铂族元素、稀土元素、或其组合的第一元素；具有 比所述第一元素的原子半径小10 %至比所述第一元素的原子半径大10 %，即，相对于所述 第一元素的原子半径的偏差在±10百分数（％)范围内的原子半径的第二元素；和硫属元 素。
[0058]所述导电材料具有层状晶体结构，其中所述层状晶体结构为这样的层状晶体结 构：其中层强烈地结合且紧密地布置在多个所述第一元素之间、多个所述第二元素之间、所 述第一元素和所述第二元素之间、所述第一元素和所述硫属元素之间、所述第二元素和所 述硫属元素之间、和/或多个所述硫属元素之间，然后通过弱的结合力例如范德华力平行 地重叠。
[0059] 所述层状晶体结构