石墨烯導(dǎo)電薄膜產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

在智能手機(jī)領(lǐng)域，觸控技術(shù)幾乎已成標(biāo)配。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)ABIResearch報(bào)告稱，2006年僅7%的智能手機(jī)采用觸摸屏，而到2016年97%的智能手機(jī)將采用觸摸屏。隨著Phablet和超極本的份額擴(kuò)展，大尺寸觸摸屏的需求也將不斷增長。

從電阻屏到電容屏，從G+G到OGS、In-cell、On-cell，智能手機(jī)及平板電腦用戶體驗(yàn)的飛速發(fā)展，得益于觸控技術(shù)的變革和應(yīng)用形式的豐富。除了觸控芯片的技術(shù)推陳出新，石墨烯、納米銀等各種觸摸新材料的出現(xiàn)也推動(dòng)了觸控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

目前市場(chǎng)上觸摸屏的ITO導(dǎo)電薄膜材料主要為氧化銦錫，這種材料主要來自稀土，不僅價(jià)格高，而且易碎。目前越來越多的廠商開始采用石墨烯、納米銀、碳納米管等新興材料來取代傳統(tǒng)的氧化銦錫，不僅原材料獲取方便、制造成本低，而且制備工藝簡單。

常州二維碳素科技有限公司總經(jīng)理金虎表示，石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度，其材料擁有非常優(yōu)異的性能，可應(yīng)用到多種產(chǎn)業(yè)中。

用石墨烯材料做的導(dǎo)電薄膜，相比傳統(tǒng)的ITO具有許多優(yōu)勢(shì)。首先是原材料的取得比較容易，ITO原材料為稀有金屬銦，全世界儲(chǔ)量很低，隨著各國對(duì)稀土資源的保護(hù)性政策，其成本已經(jīng)不斷飚升，從02年$92/kg到現(xiàn)在的$930/kg，據(jù)2008年美國礦業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，目前已發(fā)現(xiàn)的銦礦儲(chǔ)量僅能使用到2028年，而2010年以來銦的使用量在快速放大。另外ITO廢舊電子產(chǎn)品也不易回收，銦有毒性，且回收成本高昂。

相對(duì)來說石墨烯的原材料（石墨，氫氣，甲烷，氬氣，可回收的金屬基底材料，以及化學(xué)腐蝕藥劑），廢舊電子產(chǎn)品處理容易。從原材料成本來看，石墨烯遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)ITO材料。此外，石墨烯觸摸屏sensor加工工序相對(duì)簡單，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、需求場(chǎng)地等投資要求低，可進(jìn)一步降低模組成本。

此外，ITO是陶瓷材料，柔韌性差，加工過程中因彎折而破碎，是重要的成本增加因素，同時(shí)在未來的柔性顯示趨勢(shì)中，ITO材料也不適合。相對(duì)來說柔性是石墨烯的重要特性，其彎折性能主要為其基底PET材料的彎折極限。

除了成本優(yōu)勢(shì)外，單層石墨烯還具有透光率好，只吸收2.3%光；理論電阻率低，比銅/銀電阻率還要低；同時(shí)耐高溫、防水、堿、鹽腐蝕等多種優(yōu)異性能。金虎認(rèn)為，未來石墨烯觸摸屏取代傳統(tǒng)ITO觸摸屏將是大勢(shì)所趨。

據(jù)金虎介紹，2012年，常州二維碳素科技有限公司與石墨烯研究院、力合光電在常州發(fā)布了世界首款手機(jī)用石墨烯電容式觸摸屏，領(lǐng)先于三星、Sony等國際大廠。金虎表示，石墨烯的制成需要有尖端的制備工藝，目前業(yè)內(nèi)主要有四種制備方法，分別是機(jī)械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和氣相沉積法(CVD)。前三種的原材料均為石墨，CVD法原材料則為甲烷居多。其中三星采用的工藝路線是管式爐，計(jì)劃2015年在美國推出石墨烯觸摸屏手機(jī)，而據(jù)傳蘋果的iphone6也將使用石墨烯材料。

目前來看，石墨烯觸摸屏的發(fā)展還處在行業(yè)初級(jí)階段，但除了上游材料以外，下游供應(yīng)鏈的發(fā)展還比較遲緩，良率也有待提高。所以距離大規(guī)模商用還有一段時(shí)間，但相信隨著三星、蘋果等企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)域，這一時(shí)間將很快到來。