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透明导电膜、加热器、触摸面板、太阳能电池、有机EL装置、液晶装置和电子

申请号 CN201280014260.3 申请日 2012-03-21 公开(公告)号 CN103443947A 公开(公告)日 2013-12-11
申请人 索尼公司; 发明人 清水圭辅; 小林俊之; 木村望; 出羽恭子;
摘要 提供 透明导电膜 ,由此在堆叠 石墨 烯时可减少光学透过率的下降且可获得比 单层 石墨烯 的光学透过率上限值大的光学透过率。还提供包括该透明导电膜的加热器、触摸面板、 太阳能 电池 、有机EL装置、 液晶 装置和 电子 纸。该透明导电膜包括单层导电石墨烯片。该单层导电石墨烯片构造为包括第一区域和第二区域,第一区域由石墨烯制成,第二区域被第一区域围绕且具有比第一区域高的光学透过率。
权利要求

1.一种透明导电膜,包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
2.根据权利要求1所述的透明导电膜,其中该第二区域由孔洞、石墨烯化物、透明聚合材料和无机材料中的一种或多种构造。
3.根据权利要求2所述的透明导电膜,其中
该第二区域由该孔洞构造,并且
该孔洞由开口和切口中的一种或二种构造。
4.根据权利要求1所述的透明导电膜,其中该第一区域包括通过掺杂修改的区域。
5.根据权利要求2所述的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度大于10纳米。
6.根据权利要求2所述的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度为15纳米或更大。
7.根据权利要求2所述的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度为30纳米或更大。
8.根据权利要求5所述的透明导电膜,其中该第二区域的布置在以平方微米级的单位表示的区域中具有规律性。
9.根据权利要求1所述的透明导电膜,其中该第一导电石墨烯片的光学透过率为
97.7%或更高。
10.根据权利要求1所述的透明导电膜,包括多个所述第一导电石墨烯片。
11.根据权利要求10所述的透明导电膜,其中各该第一导电石墨烯片中的该第二区域设置为不彼此面对。
12.根据权利要求10所述的透明导电膜,其中各该第一导电石墨烯片中的该第二区域彼此面对。
13.根据权利要求1所述的透明导电膜,还包括单层第二导电石墨烯片,该第二导电石墨烯片由石墨烯构造且没有开口。
14.一种发热的以透明导电膜作为电极的加热器,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
15.一种以透明导电膜作为电极的触摸面板,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
16.一种以透明导电膜作为电极的太阳能电池,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
17.一种以透明导电膜作为电极的有机电致发光装置,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
18.一种以透明导电膜作为电极的液晶装置,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
19.一种以透明导电膜作为电极的电子纸,该透明导电膜包括:
单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。

说明书全文

透明导电膜、加热器、触摸面板、太阳能电池、有机EL装置、

液晶装置和电子

技术领域

[0001] 本技术涉及通过层叠一层或多层石墨烯而形成的透明导电膜以及设置有该透明导电膜的加热器、触摸面板、太阳能电池、有机电致发光(EL)装置、液晶装置和电子纸

背景技术

[0002] 透明导电膜可用于各种装置,例如触摸面板、太阳能电池、电子纸和成像传感器。通常用作透明导电膜的材料包括化铟(ITO)。ITO是具有极高的光学透过率的导电材料。然而,近年来,根据应用,希望导电性等于ITO膜而光学透过率高于ITO膜,或者光学透过率等于ITO膜而导电性高于ITO膜。
[0003] 近来,作为ITO的替代品而引起注意的材料包括石墨烯。当由于sp2杂化轨道而在原子之间产生共价键时,会形成网状结构膜,在该网状结构膜中六元环(在某些情况下可为五元环或七元环)全部布置在平面上。碳原子的网状结构膜称为石墨烯,并且通过层叠大量(典型地,几百)的石墨烯所形成的结构称为石墨。
[0004] 石墨烯例如以这样的方式获得:将Scotch带(Scotch是3M的注册商标)粘附到石墨;利用该带的粘合强度来以片状剥离石墨烯;并且转移石墨烯到SiO2膜形成在其表面上的晶片上。近来,已经采用CVD(化学气相沉积)来形成石墨烯,并且已经获得具有优良特性的石墨烯(见专利文件1)。
[0005] [引用表]
[0006] [专利文件]
[0007] [专利文件1]日本特开第2009-107921号公报发明内容
[0008] 附带地,单层石墨烯的薄层电阻的下限值通常为约80欧姆/平方。同时,单层石墨烯的光学透过率的上限值通常为约97.7%。这里,例如,假设本领域的技术人员考虑层叠石墨烯,试图使薄层电阻小于80欧姆/平方。然而,当层叠石墨烯时,光学透过率变得远低于单层石墨烯的光学透过率的上限值。例如,在层叠两层石墨烯时,光学透过率急剧降到约95%。此外,假设本领域的技术人员考虑减少石墨烯的层叠层数,试图增加光学透过率。然而,即使石墨烯的层叠层数减少到作为下限值的1时,光学透过率也不可能超过97.7%。
[0009] 因此,希望提供透明导电膜,该透明导电膜在层叠石墨烯时能减少光学透过率的下降并且能获得高于单层石墨烯的光学透过率上限值的光学透过率,并且希望提供具有该透明导电膜的加热器、触摸面板、太阳能电池、有机EL装置、液晶装置和电子纸。
[0010] 根据本技术实施例之一的透明导电膜包括单层第一导电石墨烯片。该第一导电石墨烯片包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。在根据本技术实施例的透明导电膜中,光学透过率高于石墨烯的区域设置在第一导电石墨烯片中。光学透过率高于石墨烯的区域例如由孔洞、石墨烯氧化物、透明聚合材料和无机材料中的一种或多种构造。
[0011] 根据本技术实施例之一的加热器包括上述的透明导电膜以作为产生热量的源头。
[0012] 根据本技术实施例之一的触摸面板、太阳能电池、有机EL装置、液晶装置和电子纸的每一个包括上述的透明导电膜以作为电极
[0013] 在本技术的实施例中,第一区域的最窄部分的宽度可优选大于10纳米。另外,在本技术的实施例中,当第一区域的最窄部分的宽度大于10纳米时,第二区域的布置可在由平方微米级的单位表示的区域中具有规律性。
[0014] 此外,在本技术的实施例中,透明导电膜可包括多个第一导电石墨烯片。在此情况下,各第一导电石墨烯片的第二区域可设置为至少部分地彼此不面对或者可彼此面对。此外,在本技术的实施例中,除了第一导电石墨烯片外,透明导电膜还可包括由石墨烯构造的单层第二导电石墨烯片。
[0015] 根据本技术实施例的透明导电膜、加热器、触摸面板、太阳能电池、有机EL装置、液晶装置和电子纸的每一个,光学透过率高于石墨烯的区域设置在第一导电石墨烯片中。因此,根据本技术实施例的透明导电膜中包括的第一导电石墨烯片的光学透过率可高于一导电石墨烯片的光学透过率,该导电石墨烯片不像本技术实施例那样具有高光学透过率的区域。因此,例如,当根据本技术实施例的透明导电膜由单层第一导电石墨烯片构造时,光学透过率可高于97.7%。另外,例如,当根据本技术实施例的透明导电膜由多个第一导电石墨烯片构造时,光学透过率可高于一导电石墨烯片的光学透过率,该导电石墨烯片不像本技术实施例那样具有高光学透过率的区域。因此,例如,可在使薄层电阻变为小于80欧姆/平方的同时减小光学透过率上的下降。根据前述,在本技术的实施例中,可实现高于单层石墨烯片的光学透过率上限值的光学透过率,并且可减小层叠石墨烯时光学透过率上的下降。
[0016] 另外,在本技术的实施例中,当第一区域的最窄部分的宽度大于10nm时,通过优化制造方法,可防止石墨烯产生半导体的特性。这可消除由于石墨烯中产生半导体特性而导致的导电性下降。
[0017] 此外,在本技术的实施例中,在设置多个第一导电石墨烯片的情况下,当各第一导电石墨烯片的第二区域设置为至少部分地彼此不面对时,与各第一导电石墨烯片的第二区域彼此面对时的情况相比,可减少各第一导电石墨烯片的第一区域彼此面对的区域。结果,可减少光学透过率显著降低的区域。此外,当各第一导电石墨烯片的第二区域设置为彼此不重叠时,可进一步减少各第一导电石墨烯片的第一区域彼此面对的区域。结果,可进一步减少光学透过率显著降低的区域。
[0018] 而且,在本技术的实施例中,在设置多个第一导电石墨烯片的情况下,当各第一导电石墨烯片的第二区域彼此面对时,可更加广泛地形成光学透过率非常高的区域。附图说明
[0019] 图1包括示出根据实施例的透明导电膜的示例的立体图和截面图。
[0020] 图2是示出图1中第二区域的形状示例的示意图。
[0021] 图3是示出图1中第二区域的布置示例的示意图。
[0022] 图4是示出图1中第二区域的另一布置示例的示意图。
[0023] 图5是示出在图1的透明导电膜中当石墨烯的最窄部分的宽度以及开口直径变化时透过率示例的示意图。
[0024] 图6是示出在图1的透明导电膜中当石墨烯的最窄部分的宽度以及开口直径变化时另一透过率示例的示意图。
[0025] 图7是示出在图1的透明导电膜中当石墨烯的最窄部分的宽度以及开口直径变化时薄层电阻示例的示意图。
[0026] 图8是示出在图1的透明导电膜中当石墨烯的最窄部分的宽度以及开口直径变化时另一薄层电阻示例的示意图。
[0027] 图9是示出在图1的透明导电膜中当石墨烯的覆盖率变化时透过率和薄层电阻的每一个的示例的示意图。
[0028] 图10是示出制造图1中的透明导电膜的工艺示例的截面图。
[0029] 图11是示出图1中的透明导电膜的修改的立体图。
[0030] 图12是示出图1中的透明导电膜的另一修改的立体图。
[0031] 图13是示出图12中的透明导电膜的示例的截面图。
[0032] 图14是示出图12中的透明导电膜的另一示例的截面图。
[0033] 图15是示出图12中的透明导电膜的再一示例的截面图。
[0034] 图16是示出掺杂石墨烯的工艺的示意图。
[0035] 图17是示出图1的部分(B)和图12至图15中的各透明导电膜的修改的截面图。
[0036] 图18是示出图1的部分(B)和图12至图15中的各透明导电膜的其它修改的截面图。
[0037] 图19是示出图17的部分(A)至(E)中的各透明导电膜的修改的截面图。
[0038] 图20是在开口形成前透明导电膜中透过率与波长关系的示意图。
[0039] 图21包括根据示例的透明导电膜的外观照片。
[0040] 图22是示出在图21的部分(A)至(D)的每一个中透明导电膜的透过率的实际测量值的示意图。
[0041] 图23是示出在图20和图21的部分(A)至(D)的每一个中透明导电膜的透过率与波长关系的测量值的示意图。
[0042] 图24是示出在图20和图21的部分(A)至(D)的每一个中透明导电膜的薄层电阻的计算值和实际测量值的示意图。
[0043] 图25是示出在图20和图21的部分(A)至(D)的每一个中掺杂前和掺杂后的透明导电膜的薄层电阻的计算值和实际测量值的示意图。
[0044] 图26是示出在图20和图21的部分(A)至(D)的每一个中掺杂前和掺杂后的透明导电膜的薄层电阻的计算值和实际测量值的示意图。
[0045] 图27包括照片,每张照片示出了当开口率恒定(75%)而第一区域10A的最窄部分的宽度W设定为2微米、4微米、8微米和16微米的每一个时每个透明导电膜的外观。
[0046] 图28是示出在图27的部分(A)至(D)的每一个中掺杂前和掺杂后的透明导电膜的薄层电阻的计算值和实际测量值的示意图。
[0047] 图29是示出在图27的部分(A)至(D)的每一个中掺杂前和掺杂后的透明导电膜的载流子浓度的实际测量值的示意图。
[0048] 图30是示出当宽度W变化时通过采用预定值对薄层电阻的实际测量值进行归一化而获得的值(相对薄层电阻)的示意图。
[0049] 图31是根据第一应用示例的透明加热器的分解立体图。
[0050] 图32是根据第二应用示例的触摸面板的截面图。
[0051] 图33的部分(A)是根据第三应用示例的触摸面板的截面图。图33的部分(B)是示出图33的部分(A)的触摸面板中透明导电膜的构造的立体图。
[0052] 图34的部分(A)是根据第四应用示例的触摸面板的截面图。图34的部分(B)是示出图34的部分(A)的触摸面板中透明导电膜的构造的立体图。
[0053] 图35是根据第五应用示例的太阳能电池的截面图。
[0054] 图36是根据第六应用示例的有机EL装置的截面图。
[0055] 图37是根据第七应用示例的液晶装置的截面图。
[0056] 图38是根据第八应用示例的电子纸的截面图。

具体实施方式

[0057] 下面将参考附图详细描述本技术的实施例。应注意,描述以下面的顺序给出。
[0058] 1.实施例
[0059] 透明导电膜由单层导电石墨烯片制成的示例(图1至图10)
[0060] 2.修改
[0061] 用切口代替开口的示例(图11)
[0062] 透明导电膜由多个导电石墨烯片制成的示例(图12至图15)
[0063] 导电石墨烯片被掺杂的示例(图16)
[0064] 开口被某种透光材料填充的示例(图17、图19)
[0065] 设置没有开口的导电石墨烯片的示例(图18、图19)
[0066] 3.示例(图20至图30)
[0067] 4.应用示例(图31至图38)
[0068] (1.实施例)
[0069] (构造)
[0070] 图1的部分(A)示出了根据实施例的透明导电膜1的顶表面构造的示例。图1的部分(B)示出了沿着图1的部分(A)中的箭头A-A方向剖取的截面构造的示例。如图1的部分(B)所示,该透明导电膜1例如可包括单层导电石墨烯片10。应注意,除了导电石墨烯片10外,透明导电膜1可包括高度透明的层,例如可包括支撑导电石墨烯片10的玻璃基板树脂基板等。
[0071] 如图1的部分(A)和(B)所示,导电石墨烯片10可构造为例如包括第一区域10A和第二区域10B,第二区域10B被第一区域10A围绕且具有比第一区域10A的光学透过率高的光学透过率。
[0072] 第一区域10A由具有导电性的石墨烯的单层制成。这里,"石墨烯"是指六元环(在某些情况下可为五元环或七元环)全部布置在平面上的网状结构膜,该网状结构膜由由于sp2杂化轨道而在多个碳原子之间产生的共价键形成。"具有导电性"是指没有类似于半导体的带隙,或者是指所具有的特性类似于没有带隙的半金属。
[0073] 为了使石墨烯具有导电性,至少需要石墨烯的最窄部分的宽度大于10nm。当石墨烯的最窄部分的宽度为10nm或更小时,在现有的制造方法中石墨烯容易产生半导体的特性。然而,当石墨烯的最窄部分的宽度大于10nm时,通过优化制造方法,能够防止石墨烯产生半导体的特性。因此,为了使第一区域10A具有导电性,需要使第一区域10A的最窄部分的宽度W大于10nm。
[0074] 单层石墨烯的光学透过率通常为约97.7%。因此,第一区域10A的光学透过率也为约97.7%。另外,单层石墨烯的薄层电阻通常为约80欧姆/平方。因此,第一区域10A的薄层电阻也为约80欧姆/平方。
[0075] 第二区域10B由孔洞制成。孔洞例如可由开口制成,如图1的部分(A)和(B)所示。开口例如可为圆形,如图1的部分(A)和(B)所示。应注意,开口不限于为圆形,而是可采用各种形状。开口例如可为如图2的部分(A)所示的正方形、如图2的部分(B)所示的矩形或者如图2的部分(C)所示的多边形。开口可为如图2的部分(A)至(C)所示的几何形状,或者可为如图2的部分(D)所示的不确定的或随机的形状。另外,开口可如图1的部分(A)和(B)所示的在形状上彼此相同,或者一部分开口可在形状上与其余部分的开口不同。
[0076] 此外,第二区域10B的布置具有规律性。例如,第二区域10B的布置可在由平方微米级的单位表示的区域(例如,每1.5平方微米)中具有规律性,如图3的部分(A)所示。当透明导电膜1应用于装置时,要求第二区域10B的布置在由平方微米级的单位表示的区域中具有规律性的装置例如包括成像传感器等。
[0077] 应注意,第二区域10B的布置可不具有规律性。例如,第二区域10B的布置可在由平方微米级的单位表示的区域(例如,每1.5平方微米)中不具有规律性,如图3的部分(B)所示。例如,第二区域10B的布置可在由平方微米级的单位表示的区域(例如,每1.5平方微米)中不具有规律性(如图3的部分(B)所示),并且可在大于不具有规律性的单元的单元区域(例如,每9平方微米)中具有规律性。另外,设置开口的整个区域(即,导电石墨烯片10的整个表面)可以是不规则的,而与区域无关。
[0078] 此外,当第二区域10B的布置具有规律性时,多个第二区域10B例如可设置成图3的部分(A)和(B)所示的正方形栅格状态,或者例如可设置成如图4所示的三形栅格状态。
[0079] 考虑透明导电膜1的薄层电阻和光学透过率中的至少一方来确定开口的直径R。例如,在考虑透明导电膜1的薄层电阻时,开口的直径R可优选为10nm或更大。此外,例如,在考虑透明导电膜1的光学透过率时,开口的直径R可优选为几百微米或更小。此外,例如,在考虑透明导电膜1的薄层电阻和光学透过率二者时,开口的直径R可优选为10nm或更大以及几百微米或更小。
[0080] 图5和图6的每一个示出了当第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R变化时透明导电膜1的透过率的示例。图7和图8的每一个示出了当第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R变化时透明导电膜1的薄层电阻的示例。
[0081] 应注意,图5和图7是当第二区域10B的每一个为圆形且多个第二区域10B设置成三角形栅格状态时的结果。图6和图8是当第二区域10B的每一个为正方形且多个第二区域10B设置成正方形栅格状态时的结果。此外,第一区域10A的最窄部分的宽度W的下限值在图5和图7中为20nm,在图6和图8中为50nm,但是如上所述,第一区域10A的最窄部分的宽度W的实际下限值为10nm。此外,在图5至图8中,第二区域10B的直径R的下限值为50nm,但是如上所述,第二区域10B的直径R的实际下限值为10nm。
[0082] 由图5和图6可见,第一区域10A的最窄部分的宽度W越小,透明导电膜1的透过率越高,并且第二区域10B的直径R越大,透明导电膜1的透过率越高。此外,由图5和图6还可见,存在这样的情况:第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R二者都大的情况下的透过率与第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R二者都小的情况下的透过率彼此相等(或基本上相等)。
[0083] 另一方面,由图7和图8可见,第一区域10A的最窄部分的宽度W越小,透明导电膜1的薄层电阻越大,并且第二区域10B的直径R越小,透明导电膜1的薄层电阻越小。此外,由图7和图8还可见,存在这样的情况:第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R二者都大的情况下的薄层电阻与第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R二者都小的情况下的薄层电阻彼此相等(或基本上相等)。
[0084] 图9示出了透明导电膜1覆盖基底材料的百分比(覆盖率)与透明导电膜1的透过率和薄层电阻之间关系的示例。应注意,在图9中,覆盖率为100%时的结果是指单层石墨烯片仅由第一区域10A构造而不包括第二区域10B。此外,在图9中,覆盖率为0%时的结果是指没有构件覆盖基底材料的情况。由图9可见,覆盖率越小,透过率和薄层电阻二者越高。应注意,本实施例的透明导电膜1包括第二区域10B,因此被构造为具有1%以上至99%以下的覆盖率,而不构造为具有0或100%的覆盖率。因此,透明导电膜1的透过率等于或高于覆盖率为100%的情况下的透过率(97.7%),并且等于或低于覆盖率为0%的情况下的透过率(100.0%)。另外,透明导电膜1的薄层电阻大于覆盖率为100%的情况下的薄层电阻(80欧姆/平方),并且小于覆盖率为0%的情况下的薄层电阻(无穷大)。
[0085] 附带地,具有ITO的高透过率PET膜的透过率典型地为约91%,并且其薄层电阻典型地为约200欧姆/平方。实际上,必须考虑用于形成透明导电膜1的基底材料自身的反射和吸收等,但是当透明导电膜1的覆盖率为1%以上至99%以下时,透明导电膜1的透过率高于具有ITO的PET膜的透过率。此外,当覆盖率为60%以上至99%以下时,不仅透明导电膜1的透过率高于ITO的透过率,而且透明导电膜1的薄层电阻低于ITO的薄层电阻。
[0086] 此外,当考虑应用透明导电膜1的装置时,第一区域10A的最窄部分的宽度W和第二区域10B的直径R例如可为如下。在投射型电容触摸面板中,电极具有梳齿形图案结构,并且电极薄的部分处的线宽为约100微米。因此,当透明导电膜1用作电极时,希望开口的尺寸(第二区域10B的直径R)为约几十微米,以便防止电极分隔开。另外,因为希望电极的电阻为约几百欧姆,所以希望透明导电膜1的覆盖率可为10%或更高。应注意,因为市场上可购买电极的电阻为约200欧姆,所以在此情况下可能希望透明导电膜1的覆盖率为60%或更高。
[0087] 此外,在表面型电容触摸面板或电阻膜型触摸面板中,开口的尺寸(第二区域10B的直径R)不太成为问题,因为电极没有图案结构。然而,尽管石墨烯的透明度很高,但是当第二区域10B的直径R大于几百微米时将影响可视性。因此,可能希望第二区域10B的直径R比几百微米小。此外,因为必须使电极的电阻值为约几百欧姆,所以可能希望电极的覆盖率为10%或更高。
[0088] 此外,在固态成像装置或有机光电转换器中,因为像素尺寸为几个微米,所以可能希望开口的尺寸(第二区域10B的直径R)为约几百纳米,即约为像素尺寸的十分之一。此外,当开口(第二区域10B)规律地设置时,可能希望开口形成在不规则的位置处或者可能希望开口具有不规则的形状,以便减少干扰等的影响。而且,可能希望电极的覆盖率为80%或更低,因为高透过率是重要的。
[0089] 导电石墨烯片10的厚度等于石墨烯的厚度,并且例如可为约0.3nm。因此,导电石墨烯片10的厚度薄于金属栅格的厚度(几十微米)和金属氧化物的厚度(几百纳米)。此外,导电石墨烯片10在平整度上是极好的,并且具有耐溶解性和耐酸性。而且,导电石墨烯片10由于很薄而具有柔性。此外,导电石墨烯片10允许采用CVD或转移等形成,而不像通过溅射形成ITO那样具有损伤。
[0090] (制造方法)
[0091] 接下来,将描述制造透明导电膜1的方法的示例。
[0092] 首先,准备箔20(见图10的部分(A))。接下来,提供诸如甲烷的气体进入腔室内,通过CVD在铜箔20上形成单层石墨烯片10D。例如,由电解铜箔制成、面积为10平方厘米、厚度为35微米的铜箔20可放置在管炉中,并且在1000摄氏度下提供氢气30分钟。接下来,提供甲烷和氢气的混合气体15分钟,以在铜箔20上形成单层石墨烯片10D。然后,在再一次提供氢气的同时降低温度
[0093] 从炉中取出其上形成有单层石墨烯片10D的铜箔20,由PMMA制成的树脂片30沉积在石墨烯片10D的表面上(图10的部分(B))。接下来,在铜箔20于1M的硝酸溶液中去除后,玻璃基板40粘附在石墨烯片10D上(图10的部分(C))。其后,通过丙等去除树脂片30(图10的部分(D))。
[0094] 接下来,通过旋涂等光致抗蚀剂层沉积在石墨烯片10D上。其后,光致抗蚀剂层选择性曝光和显影,然后石墨烯片10D例如通过灰化选择性去除。随后,去除光致抗蚀剂层。这样,设置有导电石墨烯片10的透明导电膜1形成在玻璃基板40上。
[0095] 应注意,透明导电膜1可通过上述方法之外的方法形成。
[0096] (第一方法)
[0097] 例如,在上述的制造方法中,在玻璃基板40粘附到石墨烯片10D后,通过电子束光刻在树脂片30上形成预定的图案,并且显影。接下来,石墨烯片10D例如可通过灰化选择性去除。其后,去除树脂片30。这样,设置有导电石墨烯片10的透明导电膜1形成在玻璃基板40上。
[0098] (第二方法)
[0099] 例如,在上述的制造方法中,在去除树脂片30后,采用激光蚀刻石墨烯片10D的激光照射区域选择性去除。这样,设置有导电石墨烯片10的透明导电膜1形成在玻璃基板40上。应注意,该技术适合于由激光蚀刻形成的照射图案相对较大的情况。
[0100] (效果)
[0101] 接下来,将描述透明导电膜1的效果。
[0102] 在本实施例中,在导电石墨烯片10中,光学透过率高于石墨烯的第二区域10B以被石墨烯制成的第一区域10A围绕的方式设置。这使导电石墨烯片10自身的光学透过率增加为高于不具有光学透过率与第二区域10B一样高的区域的导电石墨烯片的光学透过率。结果,透光区域的光学透过率总体上可高于单层石墨烯片的光学透过率的上限值(97.7%),甚至在导电石墨烯片10设置在整个透光区域上时。
[0103] 此外,在本实施例中,第一区域10A的最窄部分的宽度W大于10nm,并且因此,通过优化制造方法可使导电石墨烯片10不产生半导体的特性。这可防止由于在导电石墨烯片10中产生半导体特性而引起导电性的下降。
[0104] (2.修改)
[0105] (第一修改)
[0106] 在上述实施例中,第二区域10B由第一区域10A围绕的情况已经提供为示例,但是,例如,如图11所示,一部分第二区域10B可由第一区域10A围绕,而其余部分的第二区域10B可为在第一区域10A的边缘部分(即,导电石墨烯片10的边缘部分)处形成的切口(notch)。
[0107] (第二修改)
[0108] 在上述实施例以及第一修改中,透明导电膜1由单层导电石墨烯片10构造,但是透明导电膜1可通过层叠多个单层导电石墨烯片10来构造。例如,如图12所示,透明导电膜1可通过层叠两层单层导电石墨烯片10来构造。
[0109] 各导电石墨烯片10的第二区域10B可彼此面对,例如如图13所示。或者各导电石墨烯片10的第二区域10B可设置为至少部分不彼此面对,例如如图14所示。此外,如图15所示,例如,每个导电石墨烯片10的第二区域10B可设置为面对另一个导电石墨烯片10的第一区域10A。
[0110] 在本修改中,透明导电膜1通过层叠多个单层导电石墨烯片10而构造,并且因此,光学透过率可高于层叠不具有第二区域10B的导电石墨烯片的情况下的光学透过率。这使得在层叠多个单层导电石墨烯片10时,在薄层电阻减小为小于80欧姆/平方的同时能够例如减少光学透过率上的下降。
[0111] 而且,在本修改中,当各导电石墨烯片10的第二区域10B设置为如图13所示的彼此面对时,例如可更广泛地形成透明导电膜1的光学透过率极高的区域。
[0112] 此外,在本修改中,当各导电石墨烯片10的第二区域10B设置为如图14所示的不彼此面对时,例如可使各导电石墨烯片10的第一区域10A彼此面对的区域减少。结果,可减小透明导电膜1的光学透过率显著下降的区域。另外,可使面内照明比图13的情况更均匀。
[0113] 此外,在本修改中,当各导电石墨烯片10的第二区域10B设置为如图15所示的不彼此重叠时,例如可使各导电石墨烯片10的第一区域10A彼此面对的区域进一步减小。结果,可进一步减小透明导电膜1的光学透过率显著下降的区域。另外,可使面内照明比图14的情况更均匀。
[0114] (第三修改)
[0115] 在上述的实施例、第一修改和第二修改中,第一区域10A由导电的石墨烯构造,但是第一区域10A可包括具有导电石墨烯的被掺杂的修改区域。导电石墨烯的掺杂例如可通过使掺杂溶解接触导电石墨烯的表面而实现。掺杂溶液例如可为将氯化金溶解在硝基甲烷中的溶液,并且例如,硝基甲烷中包含的氯化金的浓度可为0.02M。
[0116] 例如,在上述的掺杂溶液滴在透明导电膜1的导电石墨烯片10上后,例如可在2000rpm和40秒的条件下执行旋涂。其后,导电石墨烯片10上的掺杂溶液自然干燥。结果,作为掺杂剂的氯化金粘附到导电石墨烯片10的石墨烯,并且形成覆盖率为100%且薄层电阻为80欧姆/平方的导电石墨烯片10。
[0117] 在该导电石墨烯片10中,例如当第二区域10B形成为覆盖率是50%时,导电石墨烯片10的薄层电阻为274欧姆/平方。如上所述,随着覆盖率的减小,导电石墨烯片10的薄层电阻成比例增加。然而,当第二区域10B的直径R等于或小于几十微米时,与第二区域10B的直径R大于几十微米的情况相比石墨烯片10D中石墨烯的边缘增加,并且掺杂位置增加。因此,当第二区域10B的直径R等于或小于几十微米时,甚至在覆盖率为50%时导电石墨烯片10的薄层电阻小于274欧姆/平方。因此,在希望获得具有较小薄层电阻的导电石墨烯片10时,特别优选对第二区域10B的直径R小的导电石墨烯片10进行掺杂。
[0118] 附带地,作为选择性结合到石墨烯边缘的配合基,例如已经知晓Nano Lett.2010,10,398-405等中描述的配合基。配合基也可通过采用该文件中描述的技术选择性结合到石墨烯的边缘。例如,所生产的导电石墨烯片10浸渍在将1wt%的SDS加入到25mM的四氟酸4-硝基苯重氮盐溶液(4-nitrobenzene diazonium tetrafluoroborate water solution)而形成的溶液中,然后在35摄氏度下反应七小时后取出导电石墨烯片10并清洗。这允许下述的配合基被选择性地引入到石墨烯的边缘,如图16所示。
[0119] (第四修改)
[0120] 在上述的实施例和第一至第三修改中,第二区域10B由孔洞构造。然而,例如,在图1的部分(B)和图12至图15所示的透明导电膜1中,第二区域10B可由某种透光材料构造(例如,第二区域10B可填充有某种透光材料)(例如,如图17的部分(A)至(E)所示)。
[0121] 应注意,图17的部分(A)是在图1的部分(B)所示的透明导电膜1中第二区域10B由某种透光材料构造的示例的截面图。图17的部分(B)是在图11的透明导电膜1中第二区域10B由某种透光材料构造的示例的截面图。图17的部分(C)是在图13的透明导电膜1中第二区域10B由某种透光材料构造的示例的截面图。图17的部分(D)是在图14的透明导电膜1中第二区域10B由某种透光材料构造的示例的截面图。图17的部分(E)是在图15的透明导电膜1中第二区域10B由某种透光材料构造的示例的截面图。
[0122] 这里,第二区域10B可优选由光学透过率高于单层石墨烯的光学透过率的材料构造,并且优选第二区域10B例如填充有石墨烯氧化物、透明聚合材料和无机材料当中的至少一种。例如,聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、ABS树脂、丙烯酸、聚酰胺、聚碳酸酯、特氟纶(Teflon,(注册商标))、苯酚树脂、三聚氰胺、聚酯或环氧树脂等可为上述的透明聚合材料。此外,上述无机材料的示例包括SiO2和NbO2等。
[0123] 在本修改中,导电石墨烯片10例如可为整体上设置有石墨烯和某种透光材料的平坦的片且没有开口或切口。
[0124] 应注意,填充第二区域10B的材料可突出超过第一区域10A的表面(石墨烯的表面)。此外,与填充第二区域10B的材料相同的材料可与第一区域10A的全部或部分表面重叠。例如,在开口设置在石墨烯中后,用树脂以表面为半球且略微突出到第一区域10A上的状态填充开口,并且在此状态下硬化树脂。因此,可设置凸起形状的第二区域10B或者突出到第一区域10A的表面上的第二区域10B。
[0125] 这里,当如上所述第二区域10B由光学透过率高于单层石墨烯光学透过率的材料构造时,第二区域10B的光学透过率高于第一区域10A的光学透过率。因此,整个导电石墨烯片10的光学透过率也高于单层石墨烯的光学透过率。因此,在本修改中,与上述实施例一样,可使导电石墨烯片10的光学透过率高于97.7%。
[0126] (第五修改)
[0127] 在上述的实施例和第一修改至第四修改中,透明导电膜1由一个或多个导电石墨烯片10构造。然而,这些透明导电膜1还可包括由石墨烯制造且没有开口(即,没有第二区域10B)的单层导电石墨烯片50。例如,如图1的部分(B)和图12至图15所示的透明导电膜1还可包括导电石墨烯片50(例如,如图18的部分(A)至(E))。而且,例如,如图17的部分(A)至(E)所示的透明导电膜1还可包括导电石墨烯片50(例如,如图19的部分(A)至(E))。
[0128] 应注意,图18的部分(A)是图1的部分(B)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图18的部分(B)是图11所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图18的部分(C)是图13所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图18的部分(D)是图14所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图18的部分(E)是图15所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。
[0129] 另外,图19的部分(A)是图17的部分(A)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图19的部分(B)是图17的部分(B)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图19的部分(C)是图17的部分(C)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图19的部分(D)是图17的部分(D)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。图19的部分(E)是图17的部分(E)所示的透明导电膜1还设置有导电石墨烯片50的情况的截面图。
[0130] 应注意,在本修改中,透明导电膜1可包括多个导电石墨烯片50。
[0131] (3.示例)
[0132] 接下来,将描述本技术的示例。根据示例的制造透明导电膜的基本方法与上述实施例的方法(见图10的部分(A)至(D))相同。应注意,在本示例中,石英基板用于取代玻璃基板40,400摄氏度的氢退火用于代替丙酮等来去除由PMMA制成的树脂片30,并且氧气RIE(反应离子蚀刻)用于代替灰化来选择性去除石墨烯片10D。
[0133] 图20示出了在根据示例的制造透明导电膜的工艺中形成的石墨烯片10D的透过率与波长关系的测量结果。如图20所示,在550nm的波长处获得96.3%的透过率。该透过率值略低于石墨烯的常规透过率(97.7%)。
[0134] 图21的部分(A)至(D)是根据示例的透明导电膜的外观照片。图21的部分(A)是开口率为25%的透明导电膜外观的照片,并且图21的部分(B)是开口率为50%的透明导电膜外观的照片。图21的部分(C)是开口率为75%的透明导电膜的外观照片,并且图21的部分(D)是开口率为87.5%的透明导电膜的外观照片。图22示出了图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜的透过率的实际测量值。应注意,在图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜中,第一区域10A的最窄部分的宽度W假定为一致的(8微米)。由图22可见,透过率与开口率的增加成比例地增加。
[0135] 图23示出了图20和图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜的透过率与波长关系的测量值。由图23可见,图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜在550nm的波长处具有96.3%或更高的透过率,并且透过率随着开口率的增加而增加。图24示出了图20和图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜的薄层电阻的计算值和实际测量值。薄层电阻的计算值采用计算公式(2R+W)×R0/((R+W)×(1-p))获得。应注意,R0是图
20的透明导电膜的薄层电阻的实际测量值。p是开口率。由图24可见,薄层电阻随着开口率的增加而增加。这是因为随着开口率的增加透明导电膜的横截面面积(电流通道的横截面面积)减小。此外,由图24可见,实际测量值与计算值的偏差随着开口率的增加而增加。
[0136] 图25示出了图20和图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜在掺杂前和掺杂后薄层电阻的计算值和实际值。掺杂由与上述第三修改中描述的方法相同的方法进行,但是氯化金的浓度为0.005M。由图25可见,掺杂后的薄层电阻小于掺杂前(没有进行掺杂的情况)的薄层电阻。此外,由图25可见,实际值与计算值的偏差在掺杂后小于掺杂前。图26示出了图20和图21的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜在掺杂前和掺杂后薄层电阻的计算值和实际值。由图26可见,通过掺杂透过率略微下降。
[0137] 图27的部分(A)至(D)的每一个是在第一区域10A的最窄部分的宽度W分别为2微米、4微米、8微米和16微米时透明导电膜的外观照片,其中开口率恒定(为75%)。图27的部分(A)是宽度W为2微米的透明导电膜的外观照片,而图27的部分(B)是宽度W为4微米的透明导电膜的外观照片。图27的部分(C)是宽度W为8微米的透明导电膜的外观照片,而图27的部分(D)是宽度W为16微米的透明导电膜的外观照片。图28示出了图27的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜在掺杂前和掺杂后薄层电阻的计算值和实际测量值。由图28可见,薄层电阻与计算值的偏差(降低量)随着宽度W的减小而增加。图29示出了图27的部分(A)至(D)的每一个的透明导电膜在掺杂前和掺杂后载流子浓度的实际测量值。由图29可见,载流子浓度随着宽度W的减小而增加。在图29中,开口率恒定,并且因此图29意味着在石墨烯的边缘掺杂量倾向于增加。
[0138] 附带地,当开口率恒定时,透明导电膜的横截面面积(电流通道的横截面面积)也恒定,并且因此通常认为薄层电阻不取决于宽度W。由该常规知识判断,图28的实际测量值看起来不正常。然而,甚至在开口率恒定时,石墨烯每单位面积的边缘长度随着宽度W的减小而增加。这里,如图29所暗示的,在石墨烯的边缘掺杂量倾向于增加,并且因此可推断每单位面积的掺杂量随着石墨烯每单位面积的边缘长度的变长而增加。因此,当宽度W减小而开口率恒定时,薄层电阻也减小,并且因此可以说图28中实际测量值的倾向非常合理的。
[0139] 图30示出了当宽度W变化时通过用预定值对薄层电阻的实际测量值进行归一化所获得的值(相对薄层电阻)。由图30可见,当宽度W等于或大于30微米时相对薄层电阻的值饱和。此外,可见当宽度W为0.015微米(15nm)时,相对薄层电阻的值等于上述的饱和值。此外,可见当宽度W为0.03微米(30nm)时,相对薄层电阻的值为最小。根据前述情况,考虑到石墨烯的导电性宽度W可优选为大于0.01微米(10nm),并且考虑到相对薄层电阻值变为饱和值或更小宽度W可优选为0.015微米(15nm)或更大。然而,考虑到由于制造误差引起的变化,宽度W可优选为0.03微米(30nm)或更大。根据相对薄层电阻的值为最小值,宽度W可优选为0.03微米(30nm)。宽度W可优选大于10nm且等于或小于30微米。根据相对薄层电阻值变为饱和值或更小,宽度W可优选为0.015微米(15nm)或更大以及30微米或更小。此外,考虑由于制造误差引起的变化,宽度W更优选可为0.03微米(30nm)或更大以及30微米或更小。
[0140] (4.应用示例)
[0141] 接下来,将描述根据上述实施例和修改的透明导电膜1的应用示例。设置透明导电膜1以作为电极的各种电子设备将描述为透明导电膜1的应用示例。
[0142] (第一应用示例)
[0143] 图31是根据第一应用示例的透明加热器100的分解立体图。透明加热器100包括透明导电膜1,该透明导电膜1用作发热的电极。在透明基底材料110和透明基底材料130之间,透明加热器100包括电极120和电连接到电极120的透明导电膜1。透明基底材料110和透明基底材料130例如可由玻璃基板制成。
[0144] 在透明加热器100中,通过从电极120向透明导电膜1流动电流,透明导电膜1产生热量,并且该热量从透明导电膜1出射。因此,透明加热器100用作加热器。这里,透明基底材料110、透明导电膜1和透明基底材料130全部由各光学透明构件构造,并且因此例如可将透明加热器100安装在液晶显示器的图像显示表面上。在此情况下,能保持液晶显示器的温度而不干扰图像显示,并且因此例如在液晶显示器用在寒冷地区的情况下可提高运行温度范围。
[0145] (第二应用示例)
[0146] 图32是根据第二应用示例的触摸面板200的截面图。触摸面板200为电阻膜型触摸面板,并且通过测量电压变化来检测手指或笔等在屏幕上压下的位置。触摸面板200包括多个透明导电膜1以作为检测电极。触摸面板200例如可为这样的面板,其中表面形成有多个透明导电膜1的透明基底材料210和表面形成有多个透明导电膜1的柔性透明基底材料230设置为它们的各透明导电膜1彼此面对。透明基底材料210侧的透明导电膜1的每一个和柔性基底材料230侧的透明导电膜1的每一个为条形形状,并且透明基底材料210侧的透明导电膜1和柔性基底材料230侧的透明导电膜1在彼此垂直的方向上延伸。
触摸面板200还包括环形绝缘框架220和多个点状间隔物240,该多个点状间隔物240位于透明基底材料210侧的透明导电膜1和柔性基底材料230侧的透明导电膜1之间。环形绝缘框架220形成预定的间隙且使透明导电膜1彼此绝缘。点状间隔物240防止在柔性基底材料230没有被手指或笔等压下时透明导电膜1彼此接触。
[0147] 在触摸面板200中,在柔性基底材料230被手指或笔等压下时柔性基底材料230侧的透明导电膜1弯曲,并且因此弯曲部分与透明基底材料210侧的透明导电膜1彼此接触。从而,电流流过透明导电膜1。这使触摸面板200的输出电压对应于接触位置而变化。因此,可根据电压变化检测手指或笔等触摸的位置。这里,透明基底材料210、透明导电膜1和柔性基底材料230的每一个由透明构件构造。因此,例如,触摸面板200可安装在显示器的图像显示表面上,并且触摸面板200可用作输入装置。例如,在与特定功能相关的按键显示在图像显示表面上的情况下,当根据从触摸面板200输入的信号检测到在对应于按键位置处的手指或笔等的触摸时,显示器可执行与按键相关的功能。
[0148] (第三应用示例)
[0149] 图33的部分(A)是根据第三应用示例的触摸面板300的截面图。触摸面板300是表面电容型触摸面板,并且根据电容上的变化检测手指在屏幕上触摸的位置。触摸面板300包括透明导电膜1作为检测电极。触摸面板300例如可为这样的面板,其中表面形成有透明导电膜1的透明基底材料310和保护透明导电膜1的保护膜320设置为使透明导电膜
1和保护膜320彼此面对。触摸面板300还包括电连接到透明导电膜1的电极330,该电极
330位于透明导电膜1的四个角的每一个上,如图33的部分(B)所示。
[0150] 在触摸面板300中,在透明导电膜1的四个角的每一个处给电极330施加电压,并且因此均匀的电场产生在整个面板中。因此,当手指触摸表面时,触摸面板300的电容变化,对应于电容变化的电压输出到触摸面板300的四个电极330,并且因此可根据电压变化检测到手指触摸的位置。这里,透明基底材料310、透明导电膜1和保护膜320的每一个由透明构件构造,并且因此例如触摸面板300可安装在显示器的图像显示表面上,并且触摸面板300可用作输入装置。
[0151] (第四应用示例)
[0152] 图34的部分(A)是根据第四应用示例的触摸面板400的截面图。触摸面板400为投射电容型触摸面板,并且根据手指接近表面时的电容变化来检测电场上的变化。触摸面板400包括多个透明导电膜1以作为电极。触摸面板400例如可为这样的面板,其中表面形成有多个透明导电膜1的透明基底材料410和表面形成有多个透明导电膜1的保护膜430设置为使它们的各透明导电膜1彼此面对。触摸面板400还包括使各透明导电膜1彼此绝缘的透明绝缘层420,该透明绝缘层420位于透明基底材料410侧的透明导电膜1和保护膜430侧的透明导电膜1之间。如图34的部分(B)所示,透明基底材料410侧的透明导电膜1的每一个和保护膜430侧的透明导电膜1的每一个为条形形状,透明基底材料410侧的透明导电膜1和保护膜430侧的透明导电膜1在彼此交叉的方向上延伸。
[0153] 在触摸面板400中,电压施加到透明导电膜1,并且因此均匀的电场产生在整个面板中,因此当手指接近表面时电场上的变化呈现为电容上的变化,对应于电容变化的电压输出到透明导电膜1,并且因此可根据电压变化检测到手指触摸的位置。这里,透明基底材料410、透明导电膜1、绝缘层420和保护膜430的每一个由透明构件制造,并且因此例如触摸面板400可安装在显示器的图像显示表面上,并且触摸面板400可用作输入装置。
[0154] (第五应用示例)
[0155] 图35是根据第五应用示例的太阳能电池500的截面图。太阳能电池500包括透明导电膜1以作为电极。太阳能电池500例如可包括采用CIGS(铜、铟、镓和硒)作为原材料的化合物半导体等作为光电转换层530。应注意,光电转换层530不限于上述的构造,而是可由包括碘氧化还原偶的电解液和染料吸收氧化来构造。太阳能电池500例如可具有这样的结构,其中光电转换层530插设在表面上形成有电极520的基底材料510和表面上形成有透明导电膜1的保护膜540之间。太阳能电池500例如可为这样的电池,其中基底材料510和保护膜540设置为使电极520和透明导电膜1彼此面对。
[0156] 在太阳能电池500中,在光照射期间,电流产生在光电转换层530中。这使得能将光转换成电。
[0157] (第六应用示例)
[0158] 图36是根据第六应用示例的有机EL装置600的截面图。有机EL装置600包括透明导电膜1以作为电极。有机EL装置600例如可为这样的装置,其中通过注入到有机层620中的电流使有机层620发光,从有机层620出射的光用于图像显示和照明光。有机EL装置600例如可具有这样的结构,其中有机层620插设在表面上形成有透明导电膜1的基底材料610和表面上形成有由Mg/Al等构造的金属电极630的基底材料640之间。有机EL装置600例如可为这样的装置,其中基底材料610侧的透明导电膜1和基底材料640侧的金属电极630设置为彼此面对。有机层620例如可包括通过电子空穴复合而发光的发光层、提高空穴传输到发光层的效率的空穴传输层和提高电子传输到发光层的效率的电子传输层。
[0159] 在有机EL装置600中,发光层发射亮度与注入有机层620的电流量对应的光。这使得从发光层发射的光可用于图像显示和照明光等。
[0160] (第七应用示例)
[0161] 图37是根据第七应用示例的液晶装置700的截面图。液晶装置700包括透明导电膜1以作为电极。液晶装置700包括液晶面板710和从后面照射液晶面板710的背光720。液晶面板710例如可为这样的面板,其中入射在液晶层750上的光被施加给液晶层750电压调制,并且液晶层750调制的光用于图像显示和照明光等。液晶面板710例如可具有这样的结构,其中液晶层750插设在表面上形成有多个透明导电膜1的基底材料740和透明导电膜1形成在其整个表面上的基底材料760中间。基底材料740侧的透明导电膜1的每一个形成像素电极。液晶面板710是这样的面板,其中基底材料740和基底材料760设置为使各透明导电膜1彼此面对。液晶面板710还包括在基底材料740外面的偏光片730和在基底材料760外面的偏光片770。
[0162] 在液晶装置700中,来自背光720的光根据施加到液晶层750的电压而被调制。这使得液晶层750调制的光能用于图像显示和照明光等。
[0163] (第八应用示例)
[0164] 图38是根据第八应用示例的电子纸800的截面图。电子纸800包括透明导电膜1以作为电极。电子纸800包括:具有连接到像素电极(未示出)的多个TFT的TFT基板810、在TFT基板810侧的整个表面上具有透明导电膜1的基底材料830、以及设置在TFT基板810和透明导电膜1之间的电泳层820。电泳层820例如可具有这样的构造,其中包含白色和黑色粒子的微囊体设置在平面内。白色粒子充正电,黑色粒子充负电。因此,电泳层820通过施加正电压或负电压到像素电极而能变换被吸引到表面的粒子。电泳层820不限于上述构造,而是例如可构造为具有分隔壁,该分隔壁将平面的内部分成多个室,每一个室包含白色和黑色粒子。
[0165] 在电子纸800中,白色粒子和黑色粒子的位置根据施加到电泳层820的电压而变化。因此,进入电泳层820的外部光被白色粒子反射或者被黑色粒子吸收,以进行图像显示。
[0166] 尽管在上面已经参考实施例、修改、示例以及应用示例对本技术进行了描述,但是本技术例如可采用下面的构造。
[0167] (1)一种透明导电膜,包括:
[0168] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0169] (2)根据(1)的透明导电膜,其中该第二区域由孔洞、石墨烯氧化物、透明聚合材料和无机材料中的一种或多种构造。
[0170] (3)根据(1)或(2)的透明导电膜,其中
[0171] 该第二区域由该孔洞构造,并且
[0172] 该孔洞由开口和切口中的一种或二种构造。
[0173] (4)根据(1)至(3)任何一个的透明导电膜,其中该第一区域包括通过掺杂修改的区域。
[0174] (5)根据(1)至(4)任何一个的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度大于10纳米。
[0175] (6)根据(1)至(4)任何一个的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度为15纳米或更大。
[0176] (7)根据(1)至(4)任何一个的透明导电膜,其中该第一区域的最窄部分的宽度为30纳米或更大。
[0177] (8)根据(5)至(7)任何一个的透明导电膜,其中该第二区域的布置在由平方微米级的单位表示的区域中具有规律性。
[0178] (9)根据(1)至(8)任何一个的透明导电膜,其中该第一导电石墨烯片的光学透过率为97.7%或更高。
[0179] (10)根据(1)至(9)任何一个的透明导电膜,包括多个所述第一导电石墨烯片。
[0180] (11)根据(10)的透明导电膜,其中各该第一导电石墨烯片中的该第二区域设置为不彼此面对。
[0181] (12)根据(10)的透明导电膜,其中各该第一导电石墨烯片中的该第二区域彼此面对。
[0182] (13)根据(1)至(12)任何一个的透明导电膜,还包括单层第二导电石墨烯片,该第二导电石墨烯片由石墨烯构造且没有开口。
[0183] (14)一种发热的以透明导电膜作为电极的加热器,该透明导电膜包括:
[0184] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0185] (15)一种以透明导电膜作为电极的触摸面板,该透明导电膜包括:
[0186] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0187] (16)一种以透明导电膜作为电极的太阳能电池,该透明导电膜包括:
[0188] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0189] (17)一种以透明导电膜作为电极的有机电致发光装置,该透明导电膜包括:
[0190] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0191] (18)一种以透明导电膜作为电极的液晶装置,该透明导电膜包括:
[0192] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0193] (19)一种以透明导电膜作为电极的电子纸,该透明导电膜包括:
[0194] 单层第一导电石墨烯片,包括第一区域和第二区域,该第一区域由石墨烯构造,该第二区域被该第一区域围绕且该第二区域的光学透过率高于该第一区域的光学透过率。
[0195] 本申请要求基于2011年3月28日提交至日本专利局的日本专利申请No.2011-070355和2012年1月19日提交至日本专利局的日本专利申请No.2012-009460的优先权,它们的全部内容通过引用结合于此。
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