2022年石墨烯在触摸屏领域应用现状分析

年石墨烯在触摸屏领域应用现状分析数据显示，2022年全球电子设备触摸屏总面积同比将增长两倍，达到2550万平方米，2022年约为1200万平方米。估计到2022年，触摸屏生产面积将达到3590万平方米。

随着全球电子设备触摸屏总面积的不断增长，生产触摸屏的稀有金属铟材料将被耗尽。由于现代触摸屏的表面都会用到一层铟锡氧化物，具有较好的透亮     性和导电性，所以广泛应用于显示产业领域。然而铟金属属于稀有金属，全球存量特别稀有，随着智能手机、平板电脑和其他现代电子设备需求量大增，将来铟金属将会告罄，而目前查找铟金属的替代性材料成为全球各地热门的研发项目。

在将来几年内，全球触摸屏市场或许将消失更多的替代材料和技术，研发者之间甚至会消失竞争。除了石墨烯和银纳米线外，其他的透亮     导电性氧化物和各类聚合薄膜也将逐步进入市场。而最有潜力替代氧化铟锡的材料当属石墨烯，作为将来触摸屏行业的热门材料，现在进展状况如何呢？

由于石墨烯实质上是一种透亮     、良好的导体，适合用来制造透亮     触摸屏、光板、太阳能电池等产品，是一种用途特别广泛地材料。这里，着重介绍替代金属铟的材料石墨烯在将来触摸屏市场的应用前景。

一、石墨烯在触摸屏领域全球研发概况

目前，在这个领域讨论的国家有英美韩中日等，已经产业化的公司有四家，分别是韩国三星、日本索尼、辉锐和二维碳素。美英CambriosTechnologies、3M；日本东丽、东芝、索尼、产综研及信越聚合物；韩国的三星等厂商在石墨烯方面研发快速。

二、石墨烯材料在我国触摸屏行业的研发和应用

中国具有进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2022年我国在石墨烯讨论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2022年石墨烯被发觉以来，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，让石墨烯应用于透亮     电极中，始终困扰着许多讨论者。假如电阻触摸屏要采纳这种材料，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，目前业内多采纳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，我国都在进行乐观探究。

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，正乐观联合上下游企业、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玻璃有许多优势，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，而石墨烯材料很简洁，也简单回收，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2022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，并胜利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。2022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，这一成就将推动石墨烯高速电子器件的讨论和应用。

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。

2022年7月13日，在召开的2022石墨烯产业进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高校科研单位外，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，进一步推动石墨烯产业化进程打下了坚实地基础。

2022年工信部发布《新材料产业十二五进展规划》，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试验室向产业过渡的阶段。中科院宁波材料所石墨烯讨论团队讨论员周旭峰表示，目前国内对石墨烯的应用前景颇为看好，多个领域都预备跃跃欲试。但从实际状况看来，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协作。理论上讲这些东西在试验室内已经可以实现，但要商用还需要肯定的时间，不仅由于成本离谱，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，原方案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方案的发布，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动较快。2022年1月8日，江南石墨烯讨论院对外宣称，手机用石墨烯电容触摸屏在常州研制胜利。这种透亮     的薄膜可以满意智能手机触摸屏的基本功能。江南石墨烯讨论院、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，胜利制成电容触摸屏手机样机，并完成了功能测试。这款透亮     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。

今年初，中科院重庆讨论院推出了国内首片15英寸单层石墨烯7英寸的石墨烯触摸屏，可用于手机、电脑等电子产品。中科院重庆讨论院与广东地区的风投机构商谈，力争让石墨烯在一年内实现量产。此外，中科院重庆讨论院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的匀称单层石墨烯，并胜利将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面，并且通过进一步应用，还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。上海南江集团将与中科院重庆讨论院共同推动“大面积单层石墨烯产业化项目”，前期投资达2.67亿元。日前，石墨烯产业基地已胜利落户重庆，将力争在一年内建成首期生产线并投产，形成1000万片石墨烯产能。

在石墨烯薄膜量产方面。2022年5月18日，常州二维碳素科技有限公司、无锡格菲电子薄膜科技有限公司、深圳力合光电传感股份有限公司联合江南石墨烯讨论院在常州宣布，国内首条年产３万平方米的石墨烯薄膜生产线正式投产。常州二维碳素科技公司的研发团队领先胜利地将石墨烯薄膜应用于手机电容式触摸屏，并实现4英寸石墨烯触摸屏手机小批量生产。

无锡格菲电子薄膜科技有限公司高层并透露，今年年底前，公司方案生产50万件石墨烯手机触摸屏。公司方案融资逾1亿元，扩大石墨烯手机触摸屏生产规模。目前已有数家投资公司拟加入其石墨烯触摸屏项目。格菲电子致力于石墨烯薄膜的商业化应用。目前已开发出规模化生产石墨烯薄膜及其手机触摸屏的生产工艺和设备。

2、国内各厂商的研发与应用

目前，国内的学术界和产业界正在紧锣密鼓推动石墨烯的产业化，随着石墨烯产业技术创新战略联盟的成立，这一速度有望提升。

金路集团与中科院金属讨论所联合开发电池级石墨烯技术已于2022年11月11日对共同完成的“石墨烯材料的规模化制备技术”通过了成果鉴定。公司截止2022年12月31日，共计投入资金600余万元，获得财政补助1300余万元。另外，公司在研石墨烯透亮     导电薄膜、石墨烯基三位网络散热材料、石墨烯基动力电池项目。在石墨烯透亮     导电膜方面，金属讨论所能制备出4英寸的石墨烯透亮     导电薄膜。

中国宝安旗下的深圳贝特瑞的特色则是产业链完备和客户雄厚。贝特瑞是目前全球唯一一家拥有完整的石墨烯价值产业链的企业，公司在2022年11月完成石墨烯中试线建设并投入生产。据了解，贝特瑞向国家提交了与石墨烯相关的4项专利申请，其中“制备球状石墨烯的方法”已在今年4月28日收到创造专利证书。依据公开资料显示，贝特瑞目前在锂电池负极材料方面占据了全球市场三成左右的份额，三星、LG、松下、比亚迪等都是贝特瑞的客户。

常州二维碳素科技有限公司今年五月宣布其第一条年产3万平方米石墨烯透亮     导电薄膜生产线实现量产。这条石墨烯透亮     导电薄膜生产线的投产和供应用的石墨烯电容触摸屏中试线的胜利搭建，标志着石墨烯材料在制备和应用的产业化上迈出了关键性一大步。

乐通股份今年初与宁波墨西签署了《石墨烯油墨项目合作协议》，商定组建合资公司从事石墨烯油墨的研发和生产，方案总投资1亿元人民币，合资公司的注册资金为3000万元人民币，公司以现金出资人民币2400万元（占80%股权）；乙方以石墨烯油墨的相关技术作价出资600万元（占20%股权）。宁波墨西承诺将以最优待的价格向合资公司稳定供应石墨烯原料，双方将利用自身的营销网络关心合资公司推广石墨烯油墨产品。

华丽家族去年7月披露控股股东南江集团及皙哲投资、中科院宁波材料所、刘兆平研发团队于2022年4月组建宁波墨