CN109192868B - 透明导电膜、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透明导电膜，所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，所述介质层包括有机电子传输材料层和掺杂于所述有机电子传输材料层内的金属材料，所述透明导电层、所述金属层和所述介质层堆叠形成多层结构。本发明所述透明导电膜包括具有柔性特性的金属层和掺杂有金属材料的有机电子传输材料层，用作显示装置的电极时，提高了电极的柔性，进而提高了显示装置的柔性。本发明还提供一种显示面板，包括基板和上述透明导电膜，所述透明导电膜位于所述基板的表面。本发明还提供一种显示装置，包括上述显示面板和控制器，所述控制器控制所述显示面板的开启与关闭。

Description

透明导电膜、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种透明导电膜、显示面板和显示装置。
背景技术
在目前照明和显示领域中，由于有机发光二极管又称为有机电激光显示(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)和量子点发光二极管(Quantum Dot Light EmittingDiodes，QLED)等新显示技术具有自发光、色域广、对比度高、响应速度快、柔性显示等特点，越来越多的被广泛研究用于开发照明产品以及面板行业中，以达到低能耗，轻薄和面光源等需求，成为了替代液晶显示技术的下一代显示技术。
OLED和QLED柔性显示的特性，是一种极具潜力的显示技术，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，代表着未来的显示形态。目前，柔性显示是采用柔性基板，在其上形成电致发光层和电磁，再进行柔性封装，从而形成柔性显示装置。然而，由于柔性显示装置中电极由刚性材料制成，使得柔性显示装置的柔性是有限的，只能在一定程度上进行弯折变形，严重影响了柔性显示装置的柔性显示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明导电膜，用作显示面板的电极，以提高显示面板的柔性显示性能。
本发明还提供一种显示面板和显示装置。
本发明所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，所述介质层包括有机电子传输材料层和掺杂于所述有机电子传输材料层内的金属材料，所述透明导电层、所述金属层和所述介质层堆叠形成多层结构。
其中，所述金属层位于所述透明导电层和所述介质层之间。
其中，所述金属层的厚度小于30nm。
其中，所述有机电子传输材料层的电子迁移率大于1.0×10-4cm/V·s。
其中，所述金属材料在所述介质层内的原子百分比小于10％。
其中，所述有机电子传输材料层由唑类衍生物、喹啉衍生物、喔啉衍生物、二氮蒽衍生物或二氮菲衍生物制成。
本发明所述显示面板包括基板和上述透明导电膜，所述透明导电膜位于所述基板的表面。
其中，所述显示面板包括封装层，所述封装层覆盖所述透明导电膜。
其中，所述基板包括阵列基板以及依次层叠于所述阵列基板表面的电极层和发光功能层，所述透明导电膜位于所述发光功能层背离所述电极层的表面。
本发明所述显示装置包括控制器和上述显示面板，所述控制器用于控制所述显示面板的开启或关闭。
本申请所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，由于所述透明导电层对可见光具有高透射率，且包括所述金属层和有机电子传输材料层的所述介质层都具有柔性，当将所述透明导电膜用作显示面板的电极时，不仅可以用作透明导电电极，还可以提高电极的柔性，进而提高显示面板的柔性显示性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述透明导电膜第一种实施例的结构示意图。
图2是本发明所述透明导电膜第二种实施例的结构示意图。
图3是本发明所述透明导电膜第三种实施例的结构示意图。
图4是本发明所述显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种透明导电膜，所述透明导电膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透过率的一种薄膜，用作显示装置的透明电极。本发明所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，所述介质层包括有机电子传输材料层和掺杂于所述有机电子传输材料层内的金属材料，所述透明导电层、所述金属层和所述介质层堆叠形成多层结构。本申请中，所述多层结构指所述透明导电膜至少有三层堆叠而成。
本申请所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，由于所述透明导电层对可见光具有高透射率，且包括所述金属层和有机电子传输材料层的所述介质层都具有柔性，当将所述透明导电膜用作显示面板的电极时，不仅可以用作透明导电电极，还可以提高电极的柔性，进而提高显示面板的柔性显示性能。
所述透明导电层由透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)制成。所述透明导电氧化物为对可见光具有高透射率的可导电材料，如由In2O3、SnO2、ZnO、Ce2O3、Ga2O3、MoO3、MgO、WO3和TiO2中的至少一种材料制成的ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)、IZO(氧化铟锌，Indium Zinc Oxide)、AZO(氧化锌铝，Aluminum Zinc Oxide)或IGO(氧化铟镓，Indium Gallium oxide)等。
所述介质层与所述透明导电层相对且平行设置，所述介质层包括有机电子传输材料层和掺杂于所述有机电子传输材料层内的金属材料。具体的，所述有机电子传输材料层由具有电子传输功能的有机电子传输材料(Electron Transport Materials，ETM)制成，其电子迁移率通常大于空穴迁移率，优选的，本实施例所述有机电子传输材料层的电子迁移率大于1.0×10-4cm/V·s，即所述有机电子传输材料层内的电子在单位电场下的平均漂移速度是1.0×10-4cm/s。所述有机电子传输材料包括且不限于恶唑(Oxadiazole)、三氮唑(Triazole)、三氮杂苯(Triazine)、咪唑(Imidazole)、噻唑(Thiazole)，苯并噻唑(Benzothiazole)等唑类化合物的衍生物，或者是喹啉(Quinoline)衍生物、喔啉(Quinoxaline)衍生物、二氮蒽(Anthrazoline)衍生物、二氮菲(Phenanthroline)衍生物等。所述金属材料掺杂于所述有机电子传输材料层内，以增加所述介质层的导电性，使所述介质层的电子迁移率与所述金属层或所述透明导电层的电子迁移率达到同一个数量级。可以理解的是，所述金属材料在所述介质层内的原子百分比小于10％，以保证所述介质层能对可见光具有较高的透过率。进一步的，掺杂在所述有机电子传输材料层内的金属材料的种类不限，可以是一种金属也可以是合金，例如可以是Ag、Ag系合金、Cu、Au、Ni和Al等材料中的至少一种。
所述金属层位于所述透明导电层和所述介质层之间，以保证整个所述透明导电膜对可见光的高透过率。具体的，所述金属层由具有良好导电性的金属制成，可以是一种金属也可以是合金，例如由Ag、Ag系合金、Cu、Au、Ni和Al等材料中的至少一种材料制成。进一步的，所述金属层的厚度小于30nm，优选的，所述金属层的厚度小于20nm，以保证所述金属层能对可见光具有较高的透过率。
下面结合附图，对本申请所述透明导电膜的较佳实施例进行进一步详细说明。在此之前，需要说明的是，为了说明所述透明导电层、所述金属层和所述介质层的层叠顺序对所述透明导电膜性能的影响，将所述透明导电膜与基板结合，对所述透明导电膜的具体结构进行展开说明。
请参阅图1，本申请所述透明导电膜的第一种实施例中，所述透明导电膜100为一层透明导电层、一层金属层和一层介质层堆叠而成的三层结构。具体的，所述透明导电层为由IZO制成的IZO层120，所述IZO层120通过磁控溅射工艺沉积于所述基板110的表面，其厚度为100nm。所述金属层为由金属Al制成的Al层130，所述Al层130通过真空蒸镀工艺沉积于所述IZO层120背离所述基板110的表面，其厚度为5nm。所述介质层为掺杂有Al的有机电子传输材料4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(Bphen，4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline)制成的Al掺杂的Bphen层140，所述Al掺杂的Bphen层140通过真空蒸镀工艺沉积于所述Al层130背离所述IZO层120的表面，其厚度为60nm，且Al原子在所述Al掺杂的Bphen层140中的原子百分比为3％。
请参阅图2，在本发明所述透明导电膜的第二种实施例中，与上述第一种实施例不同之处在于，所述介质层为由掺杂有Ag的Bphen制成的Ag掺杂的Bphen层220，所述Ag掺杂的Bphen层220通过真空蒸镀工艺沉积于所述基板210的表面，其厚度为40nm，且Ag原子在Ag掺杂的Bphen层220中的原子百分比为5％。所述金属层为由金属Ag制成的Ag层230，所述Ag层230通过真空蒸镀工艺沉积于所述Ag掺杂的Bphen层220背离所述基板210的表面，其厚度为10nm。所述透明导电层为由IZO制成的IZO层240，所述IZO层240通过磁控溅射工艺沉积于所述Ag层230背离所述Ag掺杂的Bphen层220的表面，其厚度为40nm。
请参阅图3，在本发明所述透明导电膜的第三种实施例中，与上述两种实施例不同之处在于，所述透明导电膜300为由两层透明导电层、一层金属层和两层介质层堆叠而成的五层结构。为了便于区分，两层所述透明导电层分别命名为第一透明导电层和第二透明导电层，两层所述介质层分别命名为第一介质层和第二介质层。具体的，所述第一透明导电层为由ITO制成的ITO层320，所述ITO层320通过磁控溅射工艺沉积于所述基板310的表面，其厚度为50nm。所述第一介质层为由掺杂有Mg的Bphen制成的Mg掺杂的Bphen层330，所述Mg掺杂的Bphen层330通过真空蒸镀工艺沉积于所述ITO层320背离所述基板310的表面，其厚度为50nm，且Mg离子在所述Mg掺杂的Bphen层330内的原子百分比为1％。所述金属层为由金属MgAg制成的MgAg层340，所述MgAg层340通过真空蒸镀工艺沉积于所述Mg掺杂的Bphen层330背离所述ITO层320的表面，其厚度为10nm，且Mg原子在所述MgAg层340中的原子百分比为10％。所述第二介质层为由掺杂有Mg的Bphen制成的Mg掺杂的Bphen层350，所述Mg掺杂的Bphen层350通过真空蒸镀工艺沉积于所述MgAg层340背离所述Mg掺杂的Bphen层330表面，其厚度为50nm，且Mg离子在所述Mg掺杂的Bphen层350内的原子百分比为1％。所述第二透明导电层为由ITO制成的ITO层360，所述ITO层360通过磁控溅射工艺沉积于所述Mg掺杂的Bphen层350背离所述MgAg层340的表面，其厚度为50nm。
以上三种实施例中的透明导电膜在不同波长的可见光下的透过率和电阻如下表1所示。需要说明的是，表1中所测得的透过率数据，是指通过测量可见光从所述基板向所述透明导电膜方向穿透所述透明导电膜所测得的数据。所述方块电阻又称膜电阻，是用于表征膜层的电阻，本申请中即所述透明导电膜的电阻。
表1上述实施例中透明导电膜在不同波长下对可见光的透过率和方块电阻
Figure BDA0001761088860000051
Figure BDA0001761088860000061
从表1中可知，所述透明导电层、所述金属层和所述介质层的层叠顺序、各层的材质以及各层厚度的不同，均会影响所述透明导电膜对可见光的透过率和所述透明导电膜的方块电阻。一方面，本申请所述透明导电膜均具有一定的可见光透过率，能用作透明电极，在运输光的同时导电；另一方面，相比于传统技术中由TCO制备的透明导电膜，其方块电阻在40Ω/sq～50Ω/sq左右，本申请由TCO、金属层和所述介电层堆叠形成的透明导电膜的方块电阻明显较小，应用于显示面板中用作电极时，还能有效减少电压降的现象产生。
需要说明的是，上述实施例仅为本申请所述透明导电膜的部分实施例，在其他实施例中，所述透明导电膜可以为由多层透明导电层、多层金属层和多层介质层交错堆叠而成的多层结构，所述多层结构包括三层以上结构。可以理解的是，为了保证所述透明导电膜能对可见光具有高透过率，由于金属层对可见光的透过率较差，所述透明导电膜中的金属层不位于所述透明导电膜的两端。
本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括且不限于OLED或QLED等柔性显示面板。请参阅图4，所述显示面板10包括基板500和上述任一种透明导电膜，所述透明导电膜位于所述基板500的表面。
所述基板500包括阵列基板510、电极层520和发光功能层530。所述阵列基板510包括衬底基板511和位于所述衬底基板511表面的TFT(薄膜晶体管，Thin Film Transistor)器件层512，所述衬底基板511为由柔性材料制成的柔性基板，所述柔性材料包括且不限于聚酰亚胺(PI，Polyimide)。所述电极层520位于所述TFT器件层512背离所述衬底基板511的表面。本实施例中，所述电极层520为由ITO、金属层和ITO三层堆叠而成的结构，其中，所述金属层由Ag原子制成，厚度为100nm。所述发光功能层530通过蒸镀和/或喷墨打印工艺成形于所述电极层520背离所述TFT器件层512的表面。具体的，所述发光功能层530包括电子注入层(EIL，Electron Inject Layer)、电子传输层(ETL，Electron Transport Layer)、发光层(EML，Emitting Material Layer)、空穴传输层(HTL，Hole Transport Layer)和空穴注入层(HIL，Hole Inject Layer)。所述EIL位于所述电极层520背离所述TFT器件层512的表面，且所述EIL由金属Li制成。所述ETL位于所述EIL背离所述电极层520的表面，所述ETL由1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi，1,3,5-Tris(1-Phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)Benzene)材料通过蒸镀工艺形成，或，由PFN通过喷墨打印工艺形成。所述EML位于所述ETL背离所述EIL的表面，所述EML可以由有机发光材料或量子点发光材料制成。例如，所述EML由三(2-苯基吡啶)合铱(IR(PPY)3，Tris(2-Phenylpyridine)Iridium)通过蒸镀工艺形成，或，由酚醛树脂(PF，Phenolic resin)通过喷墨打印工艺形成。所述HTL位于所述EML背离所述ETL的表面，所述HTL由N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB，N,N′-dispheny-N,N′-bis(1-Naphthyl)-1,1′-biphenyl-4-4′-diamine)通过蒸镀工艺形成，或，由1,2,4,5-四(三氟甲基)苯(TFB，1,2,4,5-Tetrakis(trifluoromethyl)benzene)喷墨打印工艺形成。所述HIL位于所述HTL背离所述EML的表面，所述HIL由2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HATCN，Dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-Hexacarbonitrile)通过蒸镀工艺形成，或，由导电聚合物PEDOT:PSS(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)通过喷墨打印工艺形成。
所述透明导电膜600位于所述发光功能层530背离所述电极层520的表面。本实施例中，所述透明导电膜600为由两层透明导电层、一层金属层和一层介质层堆叠而成的四层结构。为了便于区分，两层所述透明导电层分别命名为第一透明导电层和第二透明导电层。具体的，所述第一透明导电层为由ITO制成的ITO层610，所述ITO层610通过磁控溅射工艺沉积于所述发光功能层530背离所述电极层520的表面，其厚度为40nm。所述介质层为由掺杂有Li的TPBi制成的Li掺杂的TPBi层620，所述Li掺杂的TPBi层620通过蒸镀工艺形成于所述ITO层610背离所述发光功能层530的表面，其厚度为120nm，且Li原子在所述Li掺杂的TPBi层620中的原子百分比为20％。所述金属层为由LiAl制成的LiAl层630，所述LiAl层630通过蒸镀工艺形成于所述Li掺杂的TPBi层620背离所述ITO层610的表面，其厚度为20nm，且Li原子在所述LiAl层630中的原子百分比为10％。所述第二透明电极层为由IZO制成的IZO层640，所述IZO层640通过磁控溅射工艺形成于所述LiAl层630背离所述Li掺杂的TPBi层620的表面，其厚度为40nm。可以理解的是，在所述显示装置10中，所述透明导电膜600和所述电极层520均用作电极，当所述电极层520用作阴极时，所述透明导电膜600用作阳极，反之，当所述电极层520用作阳极时，所述透明导电膜600用作阴极。
进一步的，所述显示装置10还包括封装层700，所述封装层700覆盖所述透明导电膜600。所述封装层700封装所述显示装置10，保护所述显示装置10受到水分和氧气的侵蚀。
本申请所述显示装置采用包括透明导电氧化物层、金属层和金属掺杂的有机电子传输材料层的透明导电膜用作电极，由于金属层和有机电子传输材料层都具有柔性的特性，相应地提高了所述显示装置的柔性。此外，相比于完全采用透明导电氧化物层用作电极的显示装置，上述透明导电膜用作电极还能有效降低电极的电阻，进而减少显示装置中发生电压降的现象的发生。
本发明还提供一种显示装置，包括控制器和上述显示面板。所述显示装置可以是小尺寸的手机、大尺寸的笔记本电脑、平板电脑、监视器或液晶电视等。所述控制器可以是电脑主机或遥控器等可以控制所述显示面板开启或关闭的功能性器件。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括透明导电层、金属层和介质层，所述介质层包括有机电子传输材料层和掺杂于所述有机电子传输材料层内的金属材料，所述介质层的电子迁移率与所述金属层或所述透明导电层的电子迁移率处于同一个数量级，所述透明导电层、所述金属层和所述介质层堆叠形成多层结构，所述金属层位于所述透明导电层和所述介质层之间。
2.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属层的厚度小于30nm。
3.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述有机电子传输材料层的电子迁移率大于1.0×10-4cm/V·s。
4.如权利要求3所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属材料在所述介质层内的原子百分比小于10％。
5.如权利要求3所述的透明导电膜，其特征在于，所述有机电子传输材料层由唑类衍生物、喹啉衍生物、喔啉衍生物、二氮蒽衍生物或二氮菲衍生物制成。
6.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括基板和如权利要求1～5任一项所述的透明导电膜，所述透明导电膜位于所述基板的表面。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括封装层，所述封装层覆盖所述透明导电膜。
8.如权利要求6或7所述的显示面板，其特征在于，所述基板包括阵列基板以及依次层叠于所述阵列基板表面的电极层和发光功能层，所述透明导电膜位于所述发光功能层背离所述电极层的表面。
9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括控制器和如权利要求6～8任一项所述的显示面板，所述控制器用于控制所述显示面板的开启或关闭。
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