透明导电膜和包括该透明导电膜的电子设备的制作方法

相关申请的交叉引用

2016年4月22日提交到韩国知识产权局的名称为“透明导电膜和包括该透明导电膜的电子设备”、申请号为10-2016-0049339的韩国专利申请通过引用被整体合并于此。

本公开涉及透明导电膜和包括该透明导电膜的电子设备，更特别地，涉及柔性透明导电膜和包括该柔性透明导电膜的电子设备。

背景技术：

一般而言，氧化铟锡(ito)膜(其中锡被掺杂到氧化铟中)已被广泛用作用于显示设备(诸如液晶显示器或有机发光二极管显示器)的电极材料的透明导电膜，或光电元件(诸如太阳能电池)。ito膜具有优异的透明度、电导率和对基底的粘附性，并且可以对ito膜施加蚀刻工艺。然而，由于ito膜可能容易破裂，因此它可能不容易应用于可拉伸或可弯曲的电子设备。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强理解，因此其可能包含不形成在该国对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的示例性实施例提供一种透明导电膜，包括金属氧化物、金属和环氧树脂，其中所述金属的折射率低于所述环氧树脂的折射率。

所述透明导电膜可以进一步包括：包括所述金属氧化物的第一层；位于所述第一层上并包括所述金属的第二层；和位于所述第二层上并包括所述环氧树脂的第三层。

所述第二层可以接触所述第三层。

所述第三层可以具有绝缘特性。

所述第一层、所述第二层和所述第三层可以分别包括被布置为彼此平行的侧壁。

所述第一层的厚度可以等于或小于约50nm。

第二层的厚度可以为约3nm至约10nm。

所述第三层的厚度可以为约60nm至约100nm。

所述金属可以包括铜、银、金、铝、镍、钼、铬、钽和钛中的至少一种。

所述金属氧化物可以包括ito或izo。

所述透明导电膜的薄层电阻可以等于或小于约50ω/sq。

本公开的另一实施例提供一种电子设备，包括：第一电极；与所述第一电极重叠的第二电极；和位于第一电极和第二电极之间的发射层，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括透明导电膜，所述透明导电膜包括金属氧化物、金属和环氧树脂，并且所述金属的折射率低于所述环氧树脂的折射率。

所述第一电极可以是反射电极，并且所述第二电极可以包括所述透明导电膜。

所述发射层可以由多个发射层的组合形成以发射白光。

所述电子设备可以进一步包括位于所述多个发射层之间的电荷产生层。

所述透明导电膜可以包括：包括所述金属氧化物的第一层；位于所述第一层上并包括所述金属的第二层；以及位于所述第二层上并包括所述环氧树脂的第三层。

所述第二层可以接触所述第三层。

所述第三层可以具有绝缘特性。

所述第一层、所述第二层和所述第三层可以分别包括被布置为彼此平行的侧壁。

所述金属可以包括铜、银、金、铝、镍、钼、铬、钽和钛中的至少一种。

所述金属氧化物可以包括ito或izo。

根据本公开的实施例，可以通过形成包括环氧树脂的透明导电膜来实现可以提高其柔性同时保持高电导率和透明度的电子设备。

附图说明

通过参考附图详细地描述示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说特征将变得显而易见，附图中：

图1示出根据本公开的示例性实施例的透明导电膜被设置在基底上的状态的剖视图。

图2示出图1的透明导电膜被图案化的部分的剖视图。

图3示出铜和环氧树脂的根据波长而定的折射率之间的关系的曲线图。

图4示出对比较例1的透明度与示例1的透明度进行比较的图。

图5示出在铜膜被形成在玻璃基底上以及ito膜和铜膜被形成在玻璃基底上的情况下根据铜膜的厚度而定的薄层电阻的曲线图。

图6示出对比较例1的透射率与示例1的透射率进行比较的曲线图。

图7示出对比较例2的透射率与示例1的透射率进行比较的曲线图。

图8示出透明导电膜根据曲率半径的变化被弯曲的形状。

图9示出在比较例2、比较例3和示例1中根据透明导电膜弯曲的曲率半径的倒数而定的电阻变化的曲线图。

图10示出在比较例2、比较例3和示例1中根据透明导电膜弯曲的次数而定的电阻变化的曲线图。

图11示出根据本公开的示例性实施例的有机发光设备的剖视图。

图12示出一示例性实施例的剖视图，在该示例性实施例中，电荷产生层被添加到图11的示例性实施例。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式体现，并且不应被解释为受限于本文中所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开将全面与完整，并且将向本领域技术人员充分传达示例性实施方式。

为了清楚地描述本公开，与描述无关的部分将被省略，相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。

此外，在图中，为了便于描述，将任意地示出每个元件的尺寸和厚度，本公开不必受限于图中所示的那些。在图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被放大了。在图中，为了便于描述，一些层和区域的厚度被放大了。

应当理解，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。此外，在说明书中，词语“上”或“上方”意味着位于目标部分上或下方，并不一定意味着位于目标部分的基于重力方向的上侧。

另外，除非明确描述为相反，词语“包括”及诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其它元件。

此外，在整个说明书中，短语“在平面上”表示从上观察靶部分，短语“在横截面上”表示从一侧观察通过垂直切割靶部分形成的横截面。

图1示出根据本公开的示例性实施例的透明导电膜被设置在基底上的状态的剖视图。参见图1，透明导电膜500位于基底110上。基底110可以是未经处理的玻璃基底。

基底110是用于说明用于沉积透明导电膜500的靶的基底，但是其不受限于术语“基底”，其可以被可以沉积包括在电子设备中的透明导电膜的各种靶代替。靶可以被形成为具有各种形状，例如，可以具有诸如晶片的圆盘形状。

当透明导电膜500被用在柔性设备中时，基底110可以包括聚合物材料，诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、或它们的组合。

根据本公开的示例性实施例的透明导电膜500包括金属氧化物、金属和环氧树脂，金属的折射率低于环氧树脂的折射率。环氧树脂在可见光波长带中可具有约1.6的折射率。在本公开的示例性实施例中描述的环氧树脂是指分子中包含两个或更多个环氧基团的聚合物化合物和通过环氧基团的开环反应产生的合成树脂。例如，环氧树脂可以是双酚a和环氧氯丙烷的线型缩合物。此外，环氧树脂可以是双酚a酚醛环氧树脂。

如图1所示，透明导电膜500包括：包括金属氧化物的第一层500a；在第一层500a上并包括金属的第二层500b，例如直接在第一层500a上；以及在第二层500b上并包括环氧树脂的第三层500c，例如直接在第二层500b上。

第一层500a可以具有等于或小于约50纳米(nm)的厚度。第二层500b可以具有约3nm至约40nm的厚度，第三层500c可以具有约60nm至约100nm的厚度。可替代地，第二层500b可以具有约6nm至约14nm的厚度，第三层500c可以具有约70nm至约90nm的厚度。在一示例中，第二层500b可具有约3nm至约10nm的厚度。

由于第一层500a中的例如氧化铟锡(ito)的金属氧化物可具有低的柔性，所以第一层500a的厚度，例如沿z轴的厚度，可等于或小于约50nm，以提高透明导电膜500的柔性。当第一层500a的厚度等于或小于约50nm时，透明导电膜的电导率降低。然而，当包括例如低成本铜之类的金属的第二层500b具有约3nm至约40nm的厚度时，例如具有约6nm至约14nm的厚度时，透明导电膜的电导率可以被提高。

虽然该第二层500b可能降低透明导电膜的透明度，但可以使用包括具有约60nm至约100nm，例如约70nm至约90nm，的厚度的透明环氧树脂的第三层500c来提高透明导电膜的透明度。虽然增加包括环氧树脂的第三层500c的厚度可以增加透明度，但是随着包括环氧树脂的层的厚度增加，例如等于或大于约1000nm，由于在旋转涂布之后频繁出现波纹效应，在测量透射率时可能在每个波长中发生变化效应。

包括在根据本公开的示例性实施例的第一层500a中的金属氧化物可以是ito或氧化铟锌(izo)。包括在第二层500b中的金属可以包括铜、银、金、铝、镍、钼、铬、钽和钛中的至少一种。金属的折射率可以低于包括在第三层500c中的环氧树脂的折射率，除了上述金属之外，可以利用与环氧树脂相比具有更低的折射率的各种金属材料。

从基底110的下部入射在透明导电膜500上的光分别在第二层500b和第三层500c上被反射，以产生反射光。在第二层500b和第三层500c上产生的各反射光由于第二层500b和第三层500c之间的折射率差异而引起相消干涉，从而提高透明导电膜500的透射率。相消干涉可以通过优化透明导电膜500的各层的厚度而产生。

为了使电极或导电膜透明，电极或导电膜的透射率将等于或大于约75％，例如约85％。透射率可以指在可见光区域上的透射率。

图2示出图1的透明导电膜被图案化的部分的剖视图。参见图2，第一层500a、第二层500b和第三层500c分别包括被布置为彼此平行的、例如沿着z轴的侧壁。第一层500a、第二层500b和第三层500c可以被同时图案化以形成一个透明导电膜500，因此其图案化形状是相同的，例如沿着x和y轴具有相同的尺寸，同时沿着z轴堆叠。

根据本公开的示例性实施例的透明导电膜500可以通过半导体工艺中通常使用的光学工艺被图案化。经图案化的透明导电膜500可具有更高的透射率。当透明导电膜500被图案化时，由于膜本身的宽度变窄，因此存在透射率变得较高的倾向。

图3示出铜和环氧树脂的根据波长而定的折射率之间的关系的曲线图。参见图3，环氧树脂的折射率在可见光波长带的大部分中为约1.6，铜的折射率随波长变化。铜的折射率在约400nm至约550nm的低波长带中较高，在约600nm至约800nm的高波长带中较低，但是在整个可见光波长带中低于环氧树脂的折射率。

图4示出对比较例1的透明度与示例1的透明度进行比较的图。比较例1包括在未经处理的玻璃基底上的具有约50nm的厚度的ito膜和在ito膜上的铜膜。示例1包括在未经处理的玻璃基底上的具有约50nm的厚度的ito膜、在ito膜上的铜膜、以及在铜膜上的具有约80nm的厚度的环氧树脂膜。图4示出在将铜膜的厚度改变为3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm和20nm时测量的透明度。

如在图4中可见，其中环氧树脂膜被覆盖在比较例1的导电膜上的示例1与比较例1相比具有提高的透明度。此外，如在图4中可见，透明度随着铜膜的厚度增加而减小。

图5示出在铜膜被形成在玻璃基底上的参考例以及ito膜和铜膜被顺序形成在玻璃基底上的比较例1二者中的每个中根据铜膜的厚度而定的薄层电阻的曲线图。在这种情况下，当ito膜具有约50nm的厚度时，其薄层电阻为约200ω/sq。

参见图5，在参考例中，由于膜在等于或小于约8nm的厚度时不被良好地形成，所以其薄层电阻非常高。在比较例1的情况下，与市售的厚度约120nm的ito膜相比，具有约50nm的厚度的ito膜和在ito膜上的具有约6nm至约8nm的厚度的铜膜的薄层电阻等于或小于约100ω/sq。当在比较例1中铜膜厚度等于或大于约7nm时，其薄层电阻为约50ω/sq。

图6示出对比较例1的透射率与示例1的透射率进行比较的曲线图。如上所述，比较例1包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜和在ito膜上的铜膜，示例1包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜、在ito膜上的铜膜和在铜膜上的环氧树脂膜。

参见图6，随着铜膜的厚度增加，比较例1和示例1的各自的透射率显著减小。与比较例1相比，示例1中的透射率高，并且当铜膜的厚度为约7nm并且波长等于或大于接近红外波长带的约700nm时，示例1的透射率等于或大于约80％。

图7示出对比较例2的透射率与示例1的透射率进行比较的图。比较例2包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜、在ito膜上的铜膜和在铜膜上的ito膜。示例1(如上所述)包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜、在ito膜上的铜膜和在铜膜上的环氧树脂膜。

参见图7，随着铜膜的厚度增加，比较例2的透射率和示例1的透射率显著减小，但是与比较例2的透射率相比，示例1的透射率高。尽管比较例2具有与作为现有技术中被用来提高透明度和电阻的电极结构的ito/ag/ito结构相似的结构，但是示例1的透明度在整个可见光波长带内大于比较例2的透明度。如图7所示，当ito膜为约50nm时，其透射率为约80％，并且在波长为约700nm的示例1中测量出与其类似的透射率。

图8示出透明导电膜根据曲率半径的变化被弯曲的形状。图9示出在比较例2、比较例3和示例1中根据透明导电膜弯曲的曲率半径的倒数而定的电阻变化的曲线图。

在图9中，比较例2(如上所述)包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜、在ito膜上的铜膜和在铜膜上的ito膜；比较例3包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜，示例1(如上所述)包括在未经处理的玻璃基底上的ito膜、在ito膜上的铜膜和在铜膜上的环氧树脂膜。

图8示意性地示出根据曲率半径弯曲的透明导电膜的形状，随着图8所示的曲率半径的倒数增加，变形程度增加。

参见图9，随着曲率半径的倒数增加，电阻趋于增加，因为变形程度随着透明导电膜被弯曲而增加。因此，透明导电膜的电阻改变。即使当变形程度小时，示例1的电阻与比较例3的电阻相比也小，当曲率半径的倒数等于或大于约1.2cm^-1时，示例1的电阻与比较例2的电阻以及比较例3的电阻相比最小。

图10示出在比较例2、比较例3和示例1中根据透明导电膜的弯曲的次数而定的电阻变化的曲线图。

参见图10，与比较例2和比较例3的电阻变化相比，在透明导电膜被弯曲100次时示例1的电阻变化最小，因此示例1的机械柔性最好。

在下文中，将参考图11描述形成有上述透明导电膜的有机发光设备。有机发光设备是电子设备的示例，上述透明导电膜可在除了有机发光设备之外的使用量子点、太阳能电池等的发光设备中用作电极、导线等。

图11示出根据本公开的示例性实施例的有机发光设备的剖视图。图12示出一示例性实施例的剖视图，在该示例性实施例中，电荷产生层被添加到图11的示例性实施例。

参见图11，根据本公开的示例性实施例的有机发光设备包括第一电极10、在第一电极10上的空穴传输区域20、在空穴传输区域20上的发射层30、在发射层30上的电子传输区域40、以及在电子传输区域40上的第二电极50。

在本示例性实施例中，第一电极10可以是反射电极。在本示例性实施例中，反射电极可以被定义为包括用于将从发射层30产生的光反射到第二电极50的光反射材料的电极。第一电极10可以包括银(ag)、铝(al)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、钛(ti)、金(au)、钯(pd)或它们的合金层，并且可以被形成为三层，诸如银(ag)/氧化铟锡(ito)/银(ag)、氧化铟锡(ito)/银(ag)/氧化铟锡(ito)等。

第一电极10可以通过使用溅射法、气相沉积法、离子束沉积法或电子束沉积法形成。

空穴传输区域20可以包括在第一电极10和发射层30之间的辅助层。空穴传输区域可以至少包括空穴传输层和空穴注入层中的至少一个。空穴传输层可用于顺利地传输从第一电极10发射的空穴。空穴传输层可以包括有机材料。

发射层30可以包括蓝色发射材料、红色发射材料或绿色发射材料，并且发射层30可以包括主体和掺杂剂。形成发射层30的材料不限于上述。

如图11所示，发射层30可以包括发射不同颜色的两个层31和32。这可以是串联式白色有机发光设备，并且发射不同颜色的两个层可以被混合以发射白光。例如，两个层31和32中的一个可以是蓝色发射层，其中的另一个可以是黄色发射层。可替代地，发射层30可以由三层形成，并且该三层可以分别发射红色、绿色和蓝色，或者蓝色、黄色和蓝色。

如图12所示，通过改变图11的示例性实施例，电荷产生层35可以位于两个层31和32之间。电荷产生层35通常被形成在相邻的发射层之间，以用于调节相邻的发射层之间的电荷平衡。

图11所示的多个发射层30的组合仅仅是示例，多个发射层的结构可以改变以通过发射彼此不同的颜色的发射层之间的组合来实现白光。

图11与图12中所示的发射层30在结构上通过堆叠多个层而被形成，作为示例，发射层30可以通过分别在子像素单元中沉积红色发射层、绿色发射层和蓝色发射层而被形成。红色发射层、绿色发射层和蓝色发射层可以被水平地设置在第一电极10的上表面上，以彼此平行。

往回参见图11，电子传输区域40可以在发射层30上。电子传输区域40可以包括在发射层30和第二电极50之间的辅助层。电子传输区域40可以包括电子传输层和电子注入层中的至少一个。

在本示例性实施例中，第二电极50可以是用于实现前述类型的有机发光设备的透明电极。在本说明书中，透明电极可以被定义为将从发射层30产生的光或从发射层30产生并从作为反射电极的第一电极10反射的光大部分传送到达用户的电极。

根据本示例性实施例的第二电极50可以是图1和图2中所示的透明导电膜。换句话说，第二电极50包括包含金属氧化物的第一层50a、在第一层50a上并包括金属的第二层50b、以及在第二层50b上并包括环氧树脂的第三层50c。上述对图1和图2的透明导电膜的描述可以被完全应用于本示例性实施例。

在本示例性实施例中，第二电极50在可见光区域的透射率可以等于或大于约75％，例如约85％，其薄层电阻可以等于或小于约50ω/sq。

在本示例性实施例中，尽管描述了第一电极10是反射电极并且第二电极50是透明电极，但是第一电极10可以是透明电极，并且第二电极50可以是反射电极。可替代地，第一电极10和第二电极50都可以是透明电极，在这种情况下，第一电极10和第二电极50都可以使用图1和图2中所示的透明导电膜。

除了有机发光设备之外，上述透明导电膜可以被应用于可穿戴电子设备或可拉伸电子设备，并且其可以被有利地用在需要柔性或拉伸的触摸面板和显示面板中。

在说明书中，可穿戴电子设备是指通过将智能电话或计算机的功能添加到手表、眼镜、附件、衣服等上而将电子产品的便携性和便利性最大化的设备。

作为总结和回顾，本公开的一个或多个实施例旨在透明导电膜和包括该透明导电膜的电子设备，其可以在保持高电导率和透明度的同时提高其柔性。根据本公开的一个或多个实施例的另一方面旨在使用可以施加图案化工艺的透明导电膜的电子设备。

本文已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用和解释，并且不是为了限制的目的。在一些情况下，如自递交本申请起对本领域内的普通技术人员显而易见的那样，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有明确说明。因此，本领域普通技术人员将理解，在不脱离如在所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下可以进行形式和细节上的各种改变。