石墨烯触控屏量产应用技术可行性报告

石墨烯触控屏量产应用技术可行性报告内容摘要：

中，主要受益的是触摸屏部分的研制企业，具体公司主要有：莱宝高科、超声电子、长信科技、欧菲光、华东科技。 10 国内触摸屏产业链主要企业 我公司生产的氧化铟锡 (IndiumTin Oxide)透明导电膜玻璃 ,是从美国引进的 GCS16 型垂直连续式 ITO 导电膜玻璃 生产线 ,在高度净化的厂房环境中 ,利用平面磁控技术 ,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品 .年产量 10 万平 方米 ,集目前国际上最新真空磁控高速溅射 ,计算机控制 ,精密测量及检测技术于一体 ,在国内外均属先进水平。 产品广泛地用于液晶显示 (LCD)、 太阳能电池 、 微电子 、 光电子 和各种光学领域。 电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。 电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层 ITO 涂层作为工作面，11 四个 角上引出四个 电极 ，内层 ITO 为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和 触摸屏 表面形成以一个 耦合电容 ，对于 高频电流 来说， 电容 是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。 这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。 石墨 烯触摸屏的工作原理就是石墨烯 在电容式触摸屏中替代ITO 材料，或者在电阻式触摸屏中涂在金属表面。 石墨烯与现有手机触摸屏材料氧化铟锡相比，具有低成本、高性能、更柔韧、更环保的特色 ，因此 在不久的将来，如能实现石墨烯的低成本批量生产，石墨烯触摸屏将会凭借其优异的性能和适中的价格进入市场走向千家万户，将带来消费电子领域划时代的变革。 所以，我公司生产石墨烯触摸屏也有一定的技术与工艺支持。 项目建设 具有一定 的质量 优势 我公司拥有优质的玻璃原材料，从 Glass/Cover 到 sensor 的生产，方兴科技可依靠现有 工艺和设备独立完成。 其中方兴科技触摸屏事业部拥有精密、精准、超薄玻璃切割机 7 台， CNC 磨边机 170 台， 8吨大钢化炉 4 台； 3 条全自动丝印线、 34 台半自动丝印机， As Coating 涂布膜厚纳米级别、超强防污、并通过了三星盖板认证；全自动电测机 35 台； 6 条全自动 FOG 线、 4 条半自动 FOG 线； 2 台全自动贴膜机、 6 台半自动贴膜机；二强采用日本进口设备，每 3 分钟产出 800pcs；据此， 我公司可依在现有设备基础上增添部分设备即可完成投入生产，并能达到一体化目标。 管理可行性 12 方兴科技坚持管理创新、实施以 人为本、内抓成本控制、外抓资本运作的 “ 三本管理 ” 模式，建立了覆盖各制造厂、子公司的计算机网络体系、以 信息化 带动企业管理的全面升级。 分析结论 综合以上因素，本项目建设可行，且十分必要。 第 3 章 行业市场分析 国内外 研发 情况分析 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 十分优越 的条件， 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 2020 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13 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。 2020 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。 目前，研发团队已完成了基于石墨烯薄膜的手机触摸屏摸绷的工艺流程调试，设计了适合的触摸屏 传感器电路图案和集成电路驱动。 紧接着，将进行产品的中试和产业化。 预计 2020 年可为手机生产商提供 10 万片石墨烯薄膜材料。 “ 力合股份子公司深圳力合光电传感技术有限公司 2020 年 1 月 8日与江南石墨烯研究院，参股子公司常州二维碳素科技有限公司、控股子公司无锡丽格光电科技有限公司在常州富都盛茂酒店联合召开新闻发布会，向业界及新闻单位联合发布：全球首款手机用石墨烯电容触摸屏研制成功。 ” 石墨烯在触摸屏领域全球研发概况 欧美地区 欧洲是石墨烯的诞生地，十分注重在这一领域 提前布局。 2020年 1 月，欧盟 委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一，该项目的研究范围十分广泛，其中石墨烯的制备是核心。 欧盟委员计划十年提供 10 亿欧元资助，将石墨烯研究提升至战略高度。 英国去年底宣布将追加投资 2150 万英镑资助石墨 烯研究项目，推进石墨烯的商业化进程，并建立一个国家级研究机构 — 国家石墨烯研究所14 （ NGI），这也使该机构有望成为世界领先的石墨烯开发和开采中心。 美国辉锐科技是一家石墨烯技术发展公司，率先进军大面积石墨烯柔性触控屏市场，并获专业的科技行业投资基金 IDG 资本入股成为其股东之一。 辉锐科技计划于未来 3 年投 资共 亿美元发展石墨烯移动设备市场，能制造大面积的柔性触控屏，应用于手机、平板计算机及便携式电子显示屏等市场。 除辉锐科技外，美国的 3M、 CVD 等企业在石墨烯电子产品方面发展迅速。 韩国 近年来，韩国政府积极支持本国科研机构和公司开展石墨烯技术研发及商业化应用研究。 在政府的高度重视与支持下，韩国在石墨烯技术走向市场方面取得了诸多突出的成果。 2020 年，韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个 63 厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，成功制备出电视机大小的纯石墨烯，并用该石墨烯制造了柔性触摸屏。 2020 年，韩国研究人员，开发出基于石墨烯的柔性有机电致发光器件。 此外，韩国的石墨烯专利量居全球第三，达到 1160项，远高于欧洲其他国家，仅次于美国和中国。 日本 在与欧美和韩国相比起步稍晚的石墨烯量产技术领域，日本的企业和研究机构在去年几乎同时发布了领先世界的成果。 索尼制作出了长约 120m*宽 230mm 的石墨烯薄膜，这是目前全球最长的石墨烯薄膜。 这种石墨烯应用到透明导电膜是目标用途之一。 索尼通过对化学气相15 沉积（ CVD）法加以自主改良取 得了此次的成果， CVD 法作为合成大面积石墨烯的方法而广为人知。 日本产 业技术综合研究所发布了以卷对卷方式合成薄膜宽度为 594mm 的石墨烯的制造装置。 产业技术综合研究所采用以微波等离子为基础，利用 300～ 400℃的低温 CVD法合成石墨烯的方式。 此外，东芝实现石墨烯与银纳米线复合透明电极的大面积化；松下已经成功将石墨散热膜的厚度减少到只有 10 微米（人类红细胞直径仅为 5 微米）， 1 微米相当于 1 米的一百万分之一，薄度相当惊人。 石墨烯触摸屏应用情况与发展前景分析 触摸屏是目前最简便、自然的一种人机交互方式，赋予了多媒体崭新的面貌。 根据触摸屏的工作原理，可将其分为以下几类：（ 1） 红外线技术触摸屏。 这种触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真。 （ 2）表面声波触摸屏。 这种触摸屏清晰且不容易被损坏，适于各种场合，但缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会导致触摸屏变得迟钝，甚至不工作。 （ 3）电阻式触摸屏。 这种触摸屏容易被刮伤，使用寿命较短；透光率不佳，增加了耗电量；反应速度较慢；价格较高。 （ 4）电容式触摸屏。 这种触摸屏分为表面电容式和投射电容式。 后者性能更好，但成本也较高。 我国在石墨烯薄膜和石墨烯微片这两个方向上正在进行积极探索。 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氧化铟锡（ ITO）模组工艺线的对接，正积极联合上16 下游企业、行业协会、各地标准院起草相关行业标准。 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 2020年 4月首先发表了用化学气相沉积 (CVD)的方法在镍和铜基。