[发明专利]透明导电薄膜及其制备方法、显示基板和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种透明导电薄膜及其制备方法、显示基板和显示装置。

背景技术

显示面板中的透明导电薄膜（如公共电极和像素电极）在显示时既要具有良好的传输和储存电荷的能力，又要能够使显示时的背光光线尽量多地透过，以获得更好的显示效果。

传统的显示面板中，透明导电薄膜通常采用氧化铟锡材料制成，该材料由很多细小致密的微晶粒组成，且其中形成有大量晶界（即结构相同而取向不同的晶粒之间的接触界面）和悬挂键（即不饱和键，由原子表面的未配对电子形成），这些晶界在退火处理的过程中会裂变变小，增加更多的晶界，晶界和悬挂键都具有不完整性，且其不完整性会导致电子的扩散长度减小，电子与空穴的复合概率增加，从而起到载流子复合中心的作用，影响电子的传输和收集效率，而且，晶界会对光电子产生散射作用，这些都会导致显示面板充电时间增长，响应速度降低。

同时，氧化铟锡材料制成的透明导电薄膜由于具有致密的微晶粒结构，所以会对显示面板的光线透过率存在一定的影响，使得显示面板的透光率通常低于10%，光能利用率较低。

另外，由于自然界中铟材料储量有限，所以急需研发出形成透明导电薄膜的氧化铟锡材料的替代材料，从而进一步降低产品成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种透明导电薄膜及其制备方法、显示基板和显示装置。该透明导电薄膜通过采用脉冲激光沉积的方法制备而成，具有特殊的一维纳米线结构，不仅能够提高透明导电薄膜的光透过率，从而提高了光能的利用率；而且能够使电荷迅速收集并沿一维纳米线构成的一维通道直接传输，提高电荷的收集效率。采用该透明导电薄膜的显示基板，不仅透光率大大提高；而且充电时间明显缩短，响应速度大大提高。

本发明提供一种透明导电薄膜的制备方法，所述透明导电薄膜包括种子膜层和纳米线膜层，所述制备方法包括：

步骤S1：采用脉冲激光沉积的方法在基板上形成所述种子膜层，所述种子膜层包括均匀分布的纳米晶粒；

步骤S2：采用脉冲激光沉积的方法在所述种子膜层上形成所述纳米线膜层，所述纳米线膜层包括多个平行排列的一维纳米线。

优选的，所述步骤S1包括：

步骤S11：将所述基板置于有机溶液中超声清洗；

步骤S12：干燥所述基板，将干燥后的所述基板置于沉积室内；

步骤S13：将所述沉积室抽真空,同时使所述沉积室内保持室温；

步骤S14：向所述沉积室内充入氧气；

步骤S15：通过脉冲激光沉积的方法，在所述基板上沉积形成所述种子膜层。

优选的，所述步骤S2包括：

步骤S21：向所述沉积室内充入氧气；

步骤S22：通过脉冲激光沉积的方法，在所述种子膜层上沉积形成所述纳米线膜层。

优选的，所述步骤S11将所述基板置于有机溶液中超声清洗包括将所述基板置于丙酮溶液和乙醇溶液中，分别超声清洗30-60分钟；

所述步骤S13将所述沉积室抽真空，真空度范围为5.0×10-8Pa-5.0×10-4Pa；

所述步骤S14向所述沉积室内充入氧气，所述沉积室内的压强范围为6-10Pa；

所述步骤S21向所述沉积室内充入氧气，所述沉积室内的压强范围为25-35Pa；

所述步骤S14和所述步骤S21向所述沉积室内充入氧气，所述氧气的纯度为99.9%-99.9999%。

优选的，所述脉冲激光沉积的方法，脉冲激光发射器设置于所述沉积室外，所述脉冲激光发射器与所述沉积室之间设置有聚焦透镜，所述沉积室开设有透明的石英窗口，所述沉积室内设置有相对设置的靶台和基台，所述靶台上设置有靶材；所述聚焦透镜的焦点、所述石英窗口的中心和所述靶材的中心位于同一直线；所述基板设置在所述基台上，且与所述靶材平行，在步骤S15和/或S22中，包括调节所述聚焦透镜与所述石英窗口之间的距离以使所述聚焦透镜的焦点汇聚到所述靶材上，调节所述靶材与所述基板之间的距离，设定所述靶台和所述基台以相同的转速转动。

优选的，所述脉冲激光沉积的方法中，所述激光脉冲频率为9-11Hz，所述激光脉冲的个数为5000-7000个，单个所述激光脉冲的能量为248-252mJ；所述靶材与所述基板之间的距离为4.5-5.5厘米。

优选的，所述靶材采用纯度为99.99%-99.9999%的过渡族金属氧化物，所述过渡族金属氧化物包括氧化锌、二氧化锡或二氧化钛。