(1)石墨烯應用于常規GaN基LED結構
隨著石墨烯制備技術的發展，CVD技術目前已可制備大面積、高質量的石墨烯薄膜，適合于大規模集成，逐漸受到研究者的青睞。目前，在以石墨烯為電極的GaN基LED制備工藝中，大部分研究者都采用CVD合成的石墨烯薄膜，也有一部分研究者采用液相剝離和氧化還原方法。表2列出了在常規GaN基LED中采用石墨烯電極的典型研究結果。當注入20mA電流時，采用石墨烯制作電極的LED的工作電壓均高于5V，而一般采用I電極ITO的LED工作電壓約為3.4V。
綜合分析文獻報道可知，目前在可見光范圍內基于石墨烯電極的LED的電學性能還無法與基于ITO電極的LED媲美，這是由于CVD合成的石墨烯含有各種缺陷和雜質，增加了石墨烯的薄膜電阻，還有石墨烯與p型GaN之間的接觸電阻，增加了工作電壓，耗損了光輸出功率。但是，在紫外或近紫外發光波長范圍，由于石墨烯的高透光性，目前報道的基于石墨烯電極的LED整體性能已經超過了基于ITO電極的LED。
(2)采用石墨烯制備柔性LED陣列
長期以來，柔性LED陣列被認為是有機物半導體LED器件的優勢，可折疊及低成本的特點使有機LED在顯示領域有相當好的應用前景。石墨烯的出現，使得無機LED也能夠獲得柔性LED陣列，為實現可折疊的大面積全彩色顯示器提供了另一種技術選擇。
長期以來，柔性LED 陣列被認為是有機物半導體LED器件的優勢，可折疊及低成本的特點使有機LED在顯示領域有相當好的應用前景。石墨烯的出現，使得無機LED也能夠獲得柔性LED陣列，為實現可折疊的大面積全彩色顯示器提供了另一種技術選擇。Chung等和Lee等先后報道了以石墨烯為襯底制備柔性GaN基LED陣列的方法?具體步驟是：1)將CVD合成的石墨烯轉移到SiO2/Si表面上，然后在石墨烯表面上直接生長ZnO納米棒，隨后在整個ZnO納米棒表面異質外延生長n型GaN?InGaN/GaN多量子阱和p型GaN;2)在ZnO納米棒之間填充絕緣材料，然后淀積金屬電極，最后將SiO2/Si襯底剝離?
由于石墨烯層與層之間的鍵非常微弱，這使得剝離很容易實現，從而容易將制備的器件轉移到金屬?玻璃?塑料等襯底上?如果將制備的LED轉移到銅薄膜覆蓋的聚對苯二甲酸類塑料(PET)上，就可以制備出柔韌性極好的GaN基LED陣列。工光流程如圖2所示。
圖2 采用石墨烯制備柔性LED陣列的工藝流程
小結：
鑒于其優良的透射率、導電性、柔韌性和易于轉移的特點，石墨烯有望在未來的光電子器件中發揮越來越重要的作用。我們認為，盡管在部分LED結構中石墨烯已經展現出一定的優勢，但在常規GaN基LED結構中，與ITO電極比較，石墨烯電極還沒有完全展現出理論上的優勢，其原因在于合成石墨烯缺陷密度高，導致石墨烯的方塊電阻大，并且石墨烯的無損轉移還存在一定難度，進一步增加了石墨烯的缺陷和破損。
為了提高石墨烯的性能，未來可在石墨烯合成與轉移技術、摻雜和缺陷控制等方面展開深入研究，開發石墨烯能帶結構調制技術，同時發展石墨烯的結構還原與修補技術以及石墨烯片間搭接技術來提高石墨烯的導電性能，并對光電子器件工藝過程進一步優化。相信在不久的將來，石墨烯將會取代ITO成為LED等光電子器件結構中透明導電薄膜的首選材料。
