[发明专利]石墨烯片，包含该石墨烯片的透明电极、有源层、包含该电极或有源层的显示器、电子装置、光电子装置、电池、太阳能电池和染料敏化的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯片、包含该石墨烯片的透明电极和有源层、包含该透明电极和有源层的显示装置和电子装置以及光电子装置、电池、太阳能电池和染料敏化的太阳能电池。

背景技术

通常，例如显示器、发光二极管和太阳能电池等的各种装置传输光以显示图像或产生电力，因此必需传输光的透明电极。最普遍地，透明电极可包含氧化铟锡(ITO)。

然而，由于消耗较多的铟，氧化铟锡的成本因其变得较缺乏而增加。此外，由于使用铟的透明电极已知具有化学和电学特性的缺点，对可替代铟的替代电极材料的开发正积极地进行着。

另一方面，硅用于电子装置和半导体装置的有源层。作为实例，本文详细说明了薄膜晶体管。

通常，薄膜晶体管具有多层，并且具体地，包含半导体层、绝缘层、保护层和电极层等。以溅射法或化学气相沉积(CVD)法形成薄膜晶体管中包含的各层，然后通过光刻术适当地形成图案。目前广泛地使用薄膜晶体管，并且薄膜晶体管包含非晶硅层作为半导体层。非晶硅层作为电子流通的导电沟道。然而，薄膜晶体管由于低的电子迁移率在显示器中存在限制。

硅在室温具有约1000cm²/Vs的载流子迁移率。

为了解决这个问题，日本专利公开第平(Pyeung)11-340473号公开了通过在基板上连续地涂布保护层和非晶硅层并用激光结晶涂布的产物以将多晶硅层变成有源层而制备的薄膜晶体管。在这个方法中，以射频(RF)溅射法涂布保护层和非晶硅层。然而，由于RF溅射法具有不均匀的厚度以及非常慢的涂布速度的问题，因而形成对于激光能量密度变化敏感的层，当用激光结晶多晶硅层时，会形成具有不稳定的电学特性的多晶硅层。

另一方面，与溅射法相对的化学气相沉积(CVD)法可用于形成保护层和多晶硅有源层。然而，这个方法需要500℃的加工温度，因此玻璃基板可在高温退火。此外，化学气相沉积(CVD)法另外地需要退火过程，以去除在薄膜内扩散并引起严重问题的氢，因此可能不会形成具有均匀电特性的多晶硅层。

因此，需要开发新的材料以制造更快和更好的装置。

发明内容

本发明的示例性实施方式提供了具有大的面积和/或优异的电学性能和光学性能的石墨烯片。所述石墨烯片可不具有褶皱。

本发明的另一个实施方式提供了包含所述石墨烯片并具有改善的光学性能的透明电极。

本发明的再一个实施方式提供了用于有机/无机电子装置的有源层，其包含所述石墨烯片并具有改善的物理性能、电学性能和光学性能。

本发明的又一个实施方式提供了包含所述透明电极和所述有源层的显示器、有机/无机光电子/电子装置、电池和太阳能电池或染料敏化的太阳能电池。

根据本发明的一个实施方式，石墨烯片包含1至20个石墨烯层，这些石墨烯层中接触基板的最下面的石墨烯层是连续形成的而没有褶皱。

所述石墨烯片中包含的全部的所述石墨烯层是连续形成的而没有褶皱。

所述石墨烯片具有等于或大于1μm²的面积。

所述石墨烯片可在所述基板上形成。

所述石墨烯片包含由1至20层形成的石墨烯下片和在所述下片上由比所述下片更多的层形成的脊。所述脊具有金属晶界形状。

所述脊可包含3至50个石墨烯层。

所述金属具有10nm至10mm的晶粒尺寸。

所述金属晶粒可在10nm至500μm的尺寸范围内。

所述金属晶粒可在50nm至10μm的尺寸范围内。

所述石墨烯片可具有等于或大于60％的透明度。

所述石墨烯片可具有等于或大于80％的透明度。

所述石墨烯片可具有等于或小于2000Ω/□的薄层电阻。

所述石墨烯片可具有等于或小于274Ω/□的薄层电阻。

根据本发明的另一个实施方式，提供了包含所述石墨烯片的透明电极。

根据本发明的另一个实施方式，提供了包含所述石墨烯片的有源层。

根据本发明的另一个实施方式，提供了包含所述透明电极的显示装置。

根据本发明的另一个实施方式，提供了包含所述有源层的电子装置。

所述显示装置可为液晶显示器、电子纸显示装置或光电子装置。

所述电子装置可为晶体管、传感器或有机/无机半导体装置。

根据本发明的另一个实施方式，提供了包含阳极、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层(ETL)和阴极的光电子装置。所述阳极为前述透明电极。