石墨烯成为未来触摸屏行业热门材料

2020-02-26 作者:包装材料   |   浏览(192)

此次Graphene2014会议上,全球石墨烯研究中心将首次作为展商出席并参展,为科研院所、投资者、工程师及企业搭建了良好的合作互动网络和平台。目前,已有包括石墨烯研究中心、投资公司、石墨烯生产商、出版商在内的20余家展商确认参展。

目前,在这个领域研究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迅速。

大会期间设有一系列专题培训计划,主要内容包括:基于石墨烯的相关材料、材料及器件表征、理论与模拟、全球石墨烯研究计划、项目资金及研究重点等。此外,针对当前备受关注的石墨烯旗舰欧盟研究项目,会议还开设了Composites复合材料专题培训。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。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的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在。他们发现能用一种非常简单方法得到越来越薄的石墨薄片,就是石墨薄片两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样的操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产领域已为时不远了。两人也因在二维石墨烯材料的开创性实验为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

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,1微米相当于1米的一百万分之一,薄度相当惊人。

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。因为现代触摸屏的表面都会用到一层铟锡氧化物,具有较好的透明性和导电性,所以广泛应用于显示产业领域。然而铟金属属于稀有金属,全球存量非常稀少,随着智能手机、平板电脑和其他现代电子设备需求量大增,未来铟金属将会告罄,而目前寻找铟金属的替代性材料成为全球各地热门的研发项目。

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。

目前石墨烯材料可以分为两类,一类是由单层或多层石墨烯构成的薄膜,另一类是由多层石墨烯构成的微片。石墨烯薄膜又细分为单晶薄膜和多晶薄膜;其中,单晶薄膜可用于制造集成电路,但距离产业化的距离还很遥远。多晶薄膜则有望在5~10年内实现产业化应用,可替代ITO玻璃用于制造触摸屏和其他需要透明导电材料的应用领域。

欧洲是石墨烯的诞生地,十分注重在这一领域提前布局。

在未来几年内,全球触摸屏市场或许将出现更多的替代材料和技术,研发者之间甚至会出现竞争。除了石墨烯和银纳米线外,其他的透明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,作为未来触摸屏行业的热门材料,现在发展状况如何呢?

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。

认识石墨烯

此次会议共邀请30位来自业界顶级机构的知名研究代表莅临演讲,全会主题涵盖了石墨烯与二维材料的基础理论,及其大规模合成和应用领域的前景与挑战。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;石墨烯的电阻率低,比铜和银还低,而它的电子迁移率很高。常温下其电子迁移率超过15000cm2/Vs,远高于硅材料晶体管开启速度,用它做石墨烯晶体管及石墨烯微机械系统,可以大大提升处理器的时钟主频,麻省理工学院电子工程和计算机科学系副教授TomasPalacios曾表示,在现有技术条件下,产生4、5GHz以上的频率难度都相当高。而石墨烯倍频器可以让系统运行在500GHz到1000GHz的范畴内。

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1.5亿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。

据NPDDisplaySearch的数据显示,2013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,2012年约为1200万平方米。预计到2015年,触摸屏生产面积将达到3590万平方米。

2013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。

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

1、欧美地区

石墨烯在触摸屏领域全球研发概况

本文由云顶娱乐app官网发布于包装材料,转载请注明出处:石墨烯成为未来触摸屏行业热门材料

关键词: