石墨烯触摸屏离商用还有多远？

石墨烯导电薄膜产业化现状

在智能手机领域，触控技术几乎已成标配。据调研机构ABIResearch报告称，2006年仅7%的智能手机采用触摸屏，而到2016年97%的智能手机将采用触摸屏。随着Phablet和超极本的份额扩展，大尺寸触摸屏的需求也将不断增长。

从电阻屏到电容屏，从G+G到OGS、In-cell、On-cell，智能手机及平板电脑用户体验的飞速发展，得益于触控技术的变革和应用形式的丰富。除了触控芯片的技术推陈出新，石墨烯、纳米银等各种触摸新材料的出现也推动了触控技术的进一步发展。

目前市场上触摸屏的ITO导电薄膜材料主要为氧化铟锡，这种材料主要来自稀土，不仅价格高，而且易碎。目前越来越多的厂商开始采用石墨烯、纳米银、碳纳米管等新兴材料来取代传统的氧化铟锡，不仅原材料获取方便、制造成本低，而且制备工艺简单。

常州二维碳素科技有限公司总经理金虎表示，石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度，其材料拥有非常优异的性能，可应用到多种产业中。

用石墨烯材料做的导电薄膜，相比传统的ITO具有许多优势。首先是原材料的取得比较容易，ITO原材料为稀有金属铟，全世界储量很低，随着各国对稀土资源的保护性政策，其成本已经不断飚升，从02年$92/kg到现在的$930/kg，据2008年美国矿业协会数据，目前已发现的铟矿储量仅能使用到2028年，而2010年以来铟的使用量在快速放大。另外ITO废旧电子产品也不易回收，铟有毒性，且回收成本高昂。

相对来说石墨烯的原材料（石墨，氢气，甲烷，氩气，可回收的金属基底材料，以及化学腐蚀药剂），废旧电子产品处理容易。从原材料成本来看，石墨烯远低于传统ITO材料。此外，石墨烯触摸屏sensor加工工序相对简单，对生产设备、需求场地等投资要求低，可进一步降低模组成本。

此外，ITO是陶瓷材料，柔韧性差，加工过程中因弯折而破碎，是重要的成本增加因素，同时在未来的柔性显示趋势中，ITO材料也不适合。相对来说柔性是石墨烯的重要特性，其弯折性能主要为其基底PET材料的弯折极限。

除了成本优势外，单层石墨烯还具有透光率好，只吸收2.3%光；理论电阻率低，比铜/银电阻率还要低；同时耐高温、防水、碱、盐腐蚀等多种优异性能。金虎认为，未来石墨烯触摸屏取代传统ITO触摸屏将是大势所趋。

据金虎介绍，2012年，常州二维碳素科技有限公司与石墨烯研究院、力合光电在常州发布了世界首款手机用石墨烯电容式触摸屏，领先于三星、Sony等国际大厂。金虎表示，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。其中三星采用的工艺路线是管式炉，计划2015年在美国推出石墨烯触摸屏手机，而据传苹果的iphone6也将使用石墨烯材料。

目前来看，石墨烯触摸屏的发展还处在行业初级阶段，但除了上游材料以外，下游供应链的发展还比较迟缓，良率也有待提高。所以距离大规模商用还有一段时间，但相信随着三星、苹果等企业进入该领域，这一时间将很快到来。