2013年全球电子设备触摸屏应用现状分析(2)

二、石墨烯材料在我国触摸屏行业的研发和应用

中国具有发展石墨烯产业得天独厚的条件。据悉我国石墨矿储量占世界总储量的75%，生产量占世界总产量的72%，是我国少有的几种具有国际竞争优势的矿产之一。截至2012年我国在石墨烯研究领域的文献贡献量已达5072篇，占全球的石墨烯文献量的29.2%，超过美国的27.3%位居世界首位。

据悉,自2004年石墨烯被发现以来,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,让石墨烯应用于透明电极中,一直困扰着很多研究者。如果电阻触摸屏要采用这种材料,需要先在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,才能进行应用。

石墨烯的制成需要有尖端的制备工艺，目前业内主要有四种制备方法，分别是机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法、和气相沉积法(CVD)。前三种的原材料均为石墨，CVD法原材料则为甲烷居多。由于制造成本相对较低，目前业内多采用机械剥离法和氧化石墨还原法制造石墨烯。

目前，在石墨烯薄膜和石墨烯微片这两个方向上，我国都在进行积极探索。

在石墨烯触摸屏的研发方面，常州二维碳素科技公司的研发团队已突破了石墨烯薄膜应用于中小尺寸手机的触摸工艺，实现了石墨烯薄膜材料和现有ITO模组工艺线的对接，正积极联合上下游企业、行业协会、各地标准院起草相关行业标准。

业内专家表示，石墨烯薄膜工艺线只需要对现有ITO模组工艺线进行简改造就可以完成对接，石墨烯薄膜材料在触控显示领域的产业化应用将加速。

二维碳素科技总裁金虎表示石墨烯用于触摸屏比ITO玻璃有很多优势，例如ITO要用到铟，这是一种稀土材料，全球存量很少，而且有毒不易回收，而石墨烯材料很简单，也容易回收，更突出的是它的柔性很好，易于弯曲。二维碳素科技的于庆凯博士在2008年4月首先发表了用化学气相沉积(CVD)的方法在镍和铜基底上合成石墨烯的生长方法，并成功生长出了世界上第一块大尺寸的高质量石墨烯薄膜，从而使得大规模生产石墨烯薄膜成为可能。2010年，于博士提出并实现了用生长单晶石墨烯阵列来解决大尺寸石墨烯单晶难以合成的难题，这一成就将推进石墨烯高速电子器件的研究和应用。

1、产业化进程

作为一种技术含量极高的碳材料，石墨烯在半导体、光伏、锂电池、航天、军工、LED、触控屏等领域都将带来一次材料革命，石墨烯一旦实现产业化其规模至少在万亿以上。

2013年7月13日，在召开的2013石墨烯产业发展趋势及投资论坛上，中国石墨烯产业技术创新战略联盟正式宣布对外成立。联盟发起方中除了多家大学科研单位外，多家上市公司如金路集团以及中国宝安的子公司深圳贝特瑞新能源材料公司等名列其中，具有科研与资金相结合的优势，进一步推进石墨烯产业化进程打下了坚实地基础。

2012年工信部发布《新材料产业十二五发展规划》，规划中的前沿新材料就包括石墨烯。目前，我国的石墨烯正处于从实验室向产业过渡的阶段。中科院宁波材料所石墨烯研究团队研究员周旭峰表示，目前国内对石墨烯的应用前景颇为看好，多个领域都准备跃跃欲试。但从实际情况看来，制造工艺不稳定和成本居高不下，仍是石墨烯走向产业化最需要解决的问题，从制造工艺来看，目前业内的四种方法均有各自的优势和缺陷，产业技术路径仍在探讨之中。那么触摸屏用石墨烯的产业化进程如何呢?

石墨烯作为ITO导电膜的替代性材料曾被触摸屏行业高度关注。北京墨烯控股一位技术高管表示，石墨烯技术可以使得显示屏具有柔性，但由于手机等智能终端的产业链太长，产品的成形需要电路板、机身材料等整个供应链的配合。理论上讲这些东西在实验室内已经可以实现，但要商用还需要一定的时间，不仅因为成本离谱，良率问题也很不乐观。该人士表示，三星电子前期在这方面投入了大量的研发资源，原计划在今年要推出一款类似的概念产品，但目前三星已经推迟了该计划的发布，显示出该领域的技术仍有很长的路要走。

近两年，石墨烯在触摸屏领域的研发推进较快。2012年1月8日，江南石墨烯研究院对外宣称，手机用石墨烯电容触摸屏在常州研制成功。这种透明的薄膜可以满足智能手机触摸屏的基本功能。江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技有限公司联合无锡丽格光电科技有限公司和深圳力合光电传感器技术有限公司共同研发的手机用石墨烯电容触摸屏项目，成功制成电容触摸屏手机样机，并完成了功能测试。这款透明到几乎用肉眼无法辨析的超级薄膜，具有现有智能手机触摸屏的基本功能，电容屏传感器整个触摸区域可以识别单指和双指触摸及进行画线动作，实现图片单指手势左右拖动及双指手势放大和旋转，而这只是石墨烯材料产品之一。