國內外觸摸屏行業(yè)石墨烯的應用發(fā)展概況
盡管石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展近兩年全球矚目，但其應用量較小，市場(chǎng)沒(méi)有形成對石墨烯的規�；枨�，成為擋在發(fā)展前的"攔路虎"，產(chǎn)業(yè)化之路待發(fā)展已是業(yè)內共識。自石墨烯于2004年問(wèn)世以來(lái)，被公認為21世紀的"未來(lái)材料"和"革命性材料"，其發(fā)現者英國曼徹斯特大學(xué)安德烈-海姆(AndreGeim)教授也因此獲得了2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。之后，石墨烯相關(guān)專(zhuān)利開(kāi)始呈現爆發(fā)式增長(cháng)�？傮w看來(lái)，石墨烯技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入快速成長(cháng)期，并迅速向技術(shù)成熟期跨越。
自2004年石墨烯被發(fā)現以來(lái)，就一直面臨如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉移兩大關(guān)鍵問(wèn)題。而在顯示領(lǐng)域，要實(shí)現在金屬表面上催化生長(cháng)石墨烯，再轉移到適合的基底上，以廣泛應用于電阻觸摸屏的技術(shù)工藝是十分困難復雜的。為了了解這些問(wèn)題以及市場(chǎng)的發(fā)展現狀，真空技術(shù)網(wǎng)編輯梳理了當前石墨烯在國內外觸摸屏行業(yè)的應用發(fā)展情況。
國內發(fā)展勢頭迅猛 處全球領(lǐng)先地位
中國現在是全球石墨烯的出版物和專(zhuān)利的領(lǐng)先者。石墨礦儲量占世界總儲量的75%，生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%，是我國少有的幾種具有國際競爭優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一。在新材料產(chǎn)業(yè)"十二五"發(fā)展規劃中，石墨烯作為前沿新材料中的納米材料被提及，很大概率將入選"十三五"重點(diǎn)產(chǎn)品發(fā)展規劃。
在石墨烯觸摸屏的研發(fā)方面，常州二維碳素科技公司的研發(fā)團隊已突破了石墨烯薄膜應用于中小尺寸手機的觸摸工藝，實(shí)現了石墨烯薄膜材料和現有ITO模組工藝線(xiàn)的對接，并在2014年五月宣布其第一條年產(chǎn)3萬(wàn)平方米石墨烯透明導電薄膜生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現量產(chǎn)。
在推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面，金路集團與中科院金屬研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)電池級石墨烯技術(shù)已于2012年11月11日對共同完成的"石墨烯材料的規�；苽浼夹g(shù)"通過(guò)了成果鑒定。在石墨烯透明導電膜方面，金屬研究所能制備出4英寸的石墨烯透明導電薄膜。
中國寶安旗下的深圳貝特瑞是目前全球唯一一家擁有完整的石墨烯價(jià)值產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，公司在2011年11月完成石墨烯中試線(xiàn)建設并投入生產(chǎn)。據了解，貝特瑞向國家提交了與石墨烯相關(guān)的4項專(zhuān)利申請，其中"制備球狀石墨烯的方法"已在2014年4月28日收到發(fā)明專(zhuān)利證書(shū)。
樂(lè )通股份2014年初與寧波墨西簽署了《石墨烯油墨項目合作協(xié)議》，商定組建合資公司從事石墨烯油墨的研發(fā)和生產(chǎn)，計劃總投資1億元人民幣。寧波墨西承諾將以最優(yōu)惠的價(jià)格向合資公司穩定提供石墨烯原料，雙方將利用自身的營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )幫助合資公司推廣石墨烯油墨產(chǎn)品。
華麗家族12年7月披露控股股東南江集團及皙哲投資、中科院寧波材料所、劉兆平研發(fā)團隊于2012年4月組建寧波墨西科技有限公司，該公司投建的世界上第一條量產(chǎn)石墨烯生產(chǎn)線(xiàn)預計將于2013年建成投產(chǎn)。
方大炭素將建成全球最大的特種石墨生產(chǎn)基地，針狀焦及超高功率石墨電極的綜合產(chǎn)能也將位居全球炭素企業(yè)首位。2013年5月，公司收到了國家知識產(chǎn)權局對"以石灰石為原料制備石墨烯的方法"授予的發(fā)明專(zhuān)利權通知書(shū)。
無(wú)錫格菲電子薄膜科技擁有由大批海歸博士組成的核心研發(fā)團隊，自主核心發(fā)明專(zhuān)利50多項。初投入已超過(guò)1.2億元，已經(jīng)成功量產(chǎn)石墨烯觸控產(chǎn)品，于2013年12月形成年產(chǎn)500萬(wàn)片石墨烯觸控產(chǎn)品，預計2014年9月實(shí)現年產(chǎn)兩千萬(wàn)片石墨烯觸控產(chǎn)品。
重慶墨�？萍加邢薰疽呀�(jīng)和廣東正揚科技股份有限公司簽訂了戰略合作協(xié)議，共同推進(jìn)石墨烯薄膜在觸摸屏上的應用，解決了未來(lái)五年的石墨烯薄膜的銷(xiāo)售問(wèn)題。近期石墨烯薄膜將在觸摸屏上首先得到應用，隨后將進(jìn)一步在OLED、太陽(yáng)能電池、超級電容等領(lǐng)用進(jìn)行試用和推廣�；谑┒喾矫娴膬�(yōu)異性能，其在軍事方面也將得到廣泛的應用。
以中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所高質(zhì)量薄層石墨烯制備技術(shù)成果為基礎，蘇州格瑞豐納米科技有限公司2014年7月正式推出典型厚度分別為1nm和2~3nm的高質(zhì)量薄層石墨烯粉體產(chǎn)品。目前，格瑞豐薄層石墨烯粉體的生產(chǎn)規模初步放大，已經(jīng)能滿(mǎn)足科技研發(fā)和工業(yè)應用的需求。
重慶石墨烯產(chǎn)業(yè)園將用5年左右時(shí)間謀劃打造千億生態(tài)圈，培育石墨烯應用研發(fā)企業(yè)20家以上，引進(jìn)、發(fā)展下游應用生產(chǎn)企業(yè)100家，引進(jìn)和培養石墨烯應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)研發(fā)人員100人以上，形成石墨烯應用技術(shù)研發(fā)團隊10支以上，加快建成國家級石墨烯產(chǎn)業(yè)化示范基地。
2014年12月，常州國家石墨烯新材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地正式獲批，這是全國首個(gè)"國字頭"的石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地。常州第六元素材料科技股份有限公司今年11月成功在"新三板"上市，成為國內首家石墨烯上市企業(yè)。
國外研發(fā)迅速 注重石墨烯領(lǐng)域提前布局
目前，在這個(gè)領(lǐng)域研究的國家有英美韓中日等，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的公司有四家，分別是韓國三星、日本索尼、輝銳和二維碳素。美英CambriosTechnologies、3M;日本東麗、東芝、索尼、產(chǎn)綜研及信越聚合物;韓國的三星等廠(chǎng)商在石墨烯方面研發(fā)迅速。
2013年1月，歐盟委員會(huì )將石墨烯列為"未來(lái)新興技術(shù)旗艦項目"之一，該項目的研究范圍十分廣泛，其中石墨烯的制備是核心。歐盟委員計劃十年提供10億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰略高度。
英國去年底宣布將追加投資2150萬(wàn)英鎊資助石墨烯研究項目，推進(jìn)石墨烯的商業(yè)化進(jìn)程，并建立一個(gè)國家級研究機構--國家石墨烯研究所(NGI)，這也使該機構有望成為世界領(lǐng)先的石墨烯開(kāi)發(fā)和開(kāi)采中心。
美國輝銳科技是一家石墨烯技術(shù)發(fā)展公司，率先進(jìn)軍大面積石墨烯柔性觸控屏市場(chǎng)，并獲專(zhuān)業(yè)的科技行業(yè)投資基金IDG資本入股成為其股東之一。輝銳科技計劃于未來(lái)3年投資共1.5億美元發(fā)展石墨烯移動(dòng)設備市場(chǎng)，能制造大面積的柔性觸控屏，應用于手機、平板計算機及便攜式電子顯示屏等市場(chǎng)。
2010年，韓國三星公司和成均館大學(xué)的研究人員在一個(gè)63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，成功制備出電視機大小的純石墨烯，并用該石墨烯制造了柔性觸摸屏。2011年，韓國研究人員，開(kāi)發(fā)出基于石墨烯的柔性有機電致發(fā)光器件。
日本索尼制作出了長(cháng)約120m*寬230mm的石墨烯薄膜，這是目前全球最長(cháng)的石墨烯薄膜。這種石墨烯應用到透明導電膜是目標用途之一。索尼通過(guò)對化學(xué)氣相沉積(CVD)法加以自主改良取得了此次的成果，CVD法作為合成大面積石墨烯的方法而廣為人知。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所發(fā)布了以卷對卷方式合成薄膜寬度為594mm的石墨烯的制造裝置。產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所采用以微波等離子為基礎，利用300～400℃的低溫CVD法合成石墨烯的方式。此外，東芝實(shí)現石墨烯與銀納米線(xiàn)復合透明電極的大面積化;松下已經(jīng)成功將石墨散熱膜的厚度減少到只有10微米(人類(lèi)紅細胞直徑僅為5微米)，1微米相當于1米的一百萬(wàn)分之一，薄度相當驚人。
2014年9月由劍橋大學(xué)石墨烯研究中心和英國公司Plastic Logic共同生產(chǎn)的全球首款石墨烯柔性顯示屏原型產(chǎn)品研發(fā)成功。據了解，它是一款有源矩陣電泳顯示屏，這種技術(shù)通過(guò)使用電場(chǎng)重新排列溶液上的懸浮粒子，顯示出圖像。這種顯示屏和如今的電子閱讀器顯示屏很相似，不過(guò)它沒(méi)有采用玻璃材質(zhì)，而是選用了軟塑料，這也是首次將石墨烯技術(shù)應用在基于晶體管的電子設備上面。
此外，石墨烯制成的技術(shù)現狀：業(yè)內主要有四種制備方法，分別是機械剝離法、外延生長(cháng)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。由于制造成本相對較低，目前多采用機械剝離法和氧化石墨還原法制造石墨烯。
編者語(yǔ)：
現代觸摸屏的表面都會(huì )用到一層銦錫氧化物，具有較好的透明性和導電性，廣泛應用于顯示產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。不過(guò)隨著(zhù)全球電子設備觸摸屏總面積的不斷增長(cháng)，生產(chǎn)觸摸屏的稀有金屬銦材料將被耗盡。石墨烯作為一種新型高科技材料，具有超薄、強韌、穩定、導電性好等諸多現有材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)或將會(huì )取代銦金屬在觸摸屏領(lǐng)域取得更廣泛的應用。
