石墨烯触控屏量产应用技术项目可行性研究报告Word文件下载.docx

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2007年之前的电阻屏当道时代，2008-2010年以GG结构为代表的玻璃式电容屏崛起时代，2011-2012年以GFF结构为代表的薄膜式电容屏爆发时代。

根据市场的测算，2013年全球中低端智能手机触摸屏市场规模约5.96亿片，单从出货数量上来看比2012年增长24%左右，如果考虑屏幕尺寸的变大，则增长有望突破65%。

根据Displaysearch的预测，2013年电阻屏的渗透率将下降到18%左右，而剩余的82%的市场将由以GFF为代表的薄膜电容屏、OGS和GG瓜分。

假设薄膜电容屏的市场占比不变，其市场规模将在2013年达到2.8亿片左右，如图所示.：

以往的薄膜触摸屏GF、GFF、G1F等均以glass加sensor做成，其中均会用到一种重要材料，即氧化铟锡。

而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。

以当前价格相比，预计要比现有触摸屏手机成本降低30％左右。

事实上，价格只是石墨烯材料的优越性之一，更让用户期待的还是其应用范围。

未来，石墨烯材料还将在电子书、电脑、家用电器等更多的电子产品领域进行广泛应用。

可以预见，这一新材料将会成为电子产业界竞争的焦点。

1.3项目单位介绍

**科技股份有限公司是由**光电材料科技集团有限公司作为主要发起人，联合**玻璃工业设计研究院、浙江大学、**市建设投资有限公司、**市**复合材料有限责任公司以发起设立方式设立的股份有限公司，是全球最大的电容氧化锆和中国最大的ITO导电膜、信息显示材料研发和生产基地，是**省重点企业集团之一。

曾连续多年荣获全国建材行业和**省“最佳经济效益企业”称号。

1.4本次建设项目的提出

目前市场上的大多数触摸屏是电阻式触摸屏和电容式触摸屏，电阻式触摸屏很容易被刮伤，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；

电容式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。

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。

石墨烯触摸屏既能满足低成本的成本要求，又能满足高性能的市场需求，并且石墨烯触摸屏比以往的触摸屏更轻薄、材料更环保，是符合市场需求趋势的一种新型触摸屏；

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。

1.5编制原则

1、充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。

2、坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。

1.6研究范围

本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；

对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价。

第2章项目必要性及可行性分析

2.1项目建设必要性分析

2.1.1项目建设符合国家“十二五”规划的要求

在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出“大力发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业。

节能环保产业重点发展高效节能、先进环保、资源循环利用关键技术装备、产品和服务。

”本项目以生产新型的节源、环保、高能的石墨烯触控屏为目标，符合国家十二五发展规划的要求。

2.1.2项目建设符合产业政策及行业技术进步要求

2012年工信部发布《新材料产业十二五发展规划》，规划中的前沿新材料就包括石墨烯。

**科技股份有限公司以高科技产业为发展方向，重点发展信息、电子、汽车配套、节能环保建材等领域的新材料。

公司的主导产品ITO导电膜玻璃、CVD在线镀膜玻璃荣获省级高新技术产品称号，产销能力居全国领先地位；

浮法玻璃和玻璃深加工制品被评为省名牌产品和中国公认名牌产品，“**”商标荣获**省著名商标。

因此，我公司在石墨烯触摸屏的生产技术上也并不陌生。

2.1.3项目立项的意义

现有手机触摸屏的工作层中不可缺少的材料为陶瓷材料氧化铟锡（Indium-TinOxide）。

氧化铟锡的价格高、用量大、易碎、有毒性（与铅的毒性可比）。

而石墨烯触摸屏合成对环境无害，需要资源少，并且随着生产工艺的不断改进，生产成本有望大大低于传统意义上的氧化铟锡触摸屏。

据了解，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、更韧性、更环保的特色。

与当前价格相比，预计要比现有手机触摸屏手机成本降低30%左右，且性能更优。

未来，由石墨烯替代氧化铟锡材料技术的进步将会带动石墨烯触摸屏生产的大力发展。

2.1.4促进我国节能环保产业快速发展的需要

低碳、节能、环保，是石墨烯触摸屏最大的特点，有效促进我国节能环保产业快速发展。

2.1.5增加当地就业带动相关产业链发展的需要

本项目成立后，将为当地数人提供就业机会，吸收下岗职工与闲置人口再就业，可促进当地经济和谐发展。

2.2项目建设可行性分析

2.2.1项目建设具备一定的资源优势

石墨烯是世界上最薄、机械强度最高的纳米材料，具有高透光性和高导电性，现有手机触摸屏中常用的氧化铟锡（ITO）材料，“我们看到的手机屏幕，事实上有三层，盖板玻璃、传感器和LED显示屏，石墨烯触控模组可以替代盖板玻璃和传感器，使未来的手机更薄，视觉效果更好。

”分管技术的副总裁彭鹏介绍说，石墨烯的厚度是0.35纳米，大约是现有氧化铟锡厚度的百万分之一；

更节省材料，更节约成本，这也是石墨烯的另一个优势。

石墨烯电容式触摸屏手机是采用石墨烯透明导电薄膜替代现有的氧化铟锡（ITO）透明电极制成，与传统的ITO触摸屏手机相比，石墨烯触摸屏手机有如下特点：

（1）低碳环保

石墨烯由纯碳构成，即使植入生物体内，也仅产生微弱的排异反应。

相比ITO使用有毒的稀土金属铟，石墨烯无论对环境和人都是友好的。

（2）能部分消除镜面反射

石墨烯的光学性能要优于ITO，对于长期困扰ITO的光学镜面反射问题，石墨烯可以解决。

在强光下，ITO手机屏幕会变黑，相反，石墨烯手机的镜面反射会减弱很多，用户可以正常使用。

（3）反应灵敏

石墨烯的电学性能极佳，在考虑手机系统的影响的情况下，石墨烯手机的反应速度理论上远高于ITO触摸屏手机。

（4）柔韧性

由于石墨烯薄膜优异的柔韧性，石墨烯手机和ITO手机的触摸屏在同时摔坏的情况下，石墨烯手机的触摸屏仍可以完成正常的功能。

2.2.3项目建设具备技术可行性

手机、平板电脑、电子书、GPS、游戏机和DC/DV是目前触摸屏最重要的五个下游应用。

从全球触摸屏产业来看，2010年是大规模应用的井喷年，实现74.9%的增长率，今后几年将逐步进入稳定增长期。

华泰联合证券研究所预计2011-2014 

年全球触摸屏出货金额分别为94.9 

亿、122.0 

亿、147.5 

亿、164.2 

亿美元，复合增长率20.0%，高于电子全行业增长率。

其中，高端、中大尺寸触摸屏增长将尤其迅速。

全球触摸屏出货金额预测

国内触摸屏产业链中，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。

国内触摸屏产业链主要企业

我公司生产的氧化铟锡（Indium-TinOxide）透明导电膜玻璃,是从美国引进的GCS-16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，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。

2.2.4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，**科技可依靠现有工艺和设备独立完成。

其中**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，AsCoating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。

2.2.5管理可行性

**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。

2.3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

3.1国内外研发情况分析

3.1.1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2008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。

2010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2012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2012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。

”

3.1.2石墨烯在触摸屏领域全球研发概况

1、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。

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。

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（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。

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。

2、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。

2010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。

2011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。

3、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。

3.2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。

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。

2012年1月8日，江南石墨烯研究院对外宣称，手机用石墨烯电容触摸屏在常州研制成功。

这种透明的薄膜可以满足智能手机触摸屏的基本功能。

江南石墨烯研究院、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，成功制成电容触摸屏手机样机，并完成了功能测试。

这款透明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。

2013年，中科院重庆研究院推出了国内首片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。

中科院重庆研究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，中科院重庆研究院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯，并成功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研究院共同推进“大面积单层石墨烯产业化项目”，前期投资达2.67亿元。

日前，石墨烯产业基地已成功落户重庆，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。

在召开的2013石墨烯产业发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大学科研单位外，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，为进一步推进石墨烯产业化进程打下了坚实地基础。

2013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研究院在常州宣布，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率先成功地将石墨烯薄膜

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透露，公司计划生产50万件石墨烯手机触摸屏。

公司计划融资逾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。

据了解，触摸屏是目前最简单、自然的一种人机交互方式，赋予了多媒体崭新的面貌。

透明电极作为触摸屏的核心组成部分，成为当前的重要研究领域之一。

新兴的石墨烯触摸屏，具有原材料获取方便、制造成本低、制备工艺简单、低碳环保等优势，优异的柔韧性更使其具有强大的市场竞争力。

在以后的发展中石墨烯的用途会越来越广泛，目前我国对石墨烯的研究还有待进一步扩大，争取走在世界前列。

资料显示，目前全球有200多家公司涉及石墨烯的相关研究和开发，在产品专利数量上，中国和美国遥遥领先。

对石墨烯行业有较深研究的英国科技策略机构剑桥知识产权公司（CambridgeIP）的最新数据显示，目前全球最大的10个石墨烯相关专利持有机构分别是IBM、韩国高级科技仪器公司（KAIST）、韩国科技仪器公司（KIST）、莱斯大学、三星、美国晟碟、清华大学、韩国成均馆大学、美国施乐公司、浙江大学。

2011年10月，常州成立了江南石墨烯研究院，为国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地，引进了常州第六元素等多家高科技企业。

触控面板产业正成为重庆发展电子信息高科技产业的又一重要方向。

据预测，到2015年平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2．3亿片，其中石墨烯将占据重要市场。

金虎介绍说，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。

**科技作为一家上市公司，具有丰富的ITO导电膜玻璃生产经验，在镀膜技术上有着深厚的积累，其销售网络完善，因此我公司完全可以借鉴生产ITO导电膜的技术生产石墨烯触摸屏，可以预见，本项目产品市场前景广阔，同时**科技将利用自身优势，将其自身产品推广到全国乃至全世界各地，成为触摸屏企业中的佼佼者。

3.3市场小结

通过以上分析，可以得知当前国内外石墨烯触摸屏产业背景较好，我国发展石墨烯触摸屏产业政策及市场需求前景可观，市场潜力较大。

投资该产业面对较强的市场可行性、经济收益可行性，因此该项目的建设不仅可以促进我国新兴石墨烯触摸屏产业的快速发展，还可有效满足当前市场需求，促进我国低碳环保业及相关产业链快速发展，具有良好的社会效益和经济效益，同时对于促进经济社会可持续发展有着长远的意义。

第4章技术可行性和成熟性分析

4.1基本原理

石墨烯触摸屏和其他电容屏的工作原理是一样的，同样是利用人体的电流感应进行工作的。

只是由石墨烯替代ITO制作而成的柔性触摸屏能够实现手机与平板电脑的完美统一，使人机交互更加人性化。

石墨烯作为一种透明的导电材料充当电极，是触摸屏的核心组成部分。

石墨烯触摸屏主要包括电阻式触摸屏和电容式触摸屏，石墨烯上适当的位置印有银电极，这些银电极把材料划分成若干区域，区域内绝缘点阵规则排布。

触摸屏由上下两层粘在PET薄膜上的石墨烯构成，没有接触的情况下，两层石墨烯被下层上放置的绝缘点阵阻隔而互不接触。

当外界压力存在的时候，PET薄膜和石墨烯在压力下发生形变，这样上下两层石墨烯接触后因导电而造成电阻的变化。

接触的位置不同，器件边缘电极收集到的电信号也不一样，通过对电信号的分析，就可以确定是触摸屏上的哪个位置发生了接触。

4.2技术工艺路线

4.2.1工作原理：

我公司自主研发的石墨烯触摸屏将以石墨烯材料代替传统GFF结构触摸屏中的氧化铟锡材料，从而达到量产的目的。

因此，其工艺流程及设备只需在GFF的基础上作出简