石墨烯透明導(dǎo)電膜

主要的技術(shù)變化和市場變化至今

在消費(fèi)電子市場，技術(shù)周期往往是短命的。觸摸顯示器也不例外。事實(shí)上，自2008年以來，我們已經(jīng)目睹了許多翻天覆地的變化，那時(shí)我們開始分析這個(gè)市場。

在我們覆蓋TCF市場的這些年里，我們見證了p-cap技術(shù)的興起，這種技術(shù)使得電阻式觸摸變得過時(shí)。近年來，我們見證了嵌入式(與附加組件)觸摸技術(shù)的興起，將價(jià)值從面板轉(zhuǎn)移到顯示器制造商，并對(duì)可尋址的電影供應(yīng)市場產(chǎn)生不利影響。

與這些技術(shù)變化并行的是，觸摸顯示技術(shù)的市場構(gòu)成也發(fā)生了變化。移動(dòng)電話退出了快速單位銷售增長的時(shí)期，而低成本的挑戰(zhàn)者公司出現(xiàn)在新興市場。平板電腦先是銷量增長，但隨后扭轉(zhuǎn)了趨勢，進(jìn)入了持續(xù)下滑的時(shí)期。筆記本銷售趨于穩(wěn)定，但觸控技術(shù)并沒有像其他人所希望的那樣迅速滲透，而所有的產(chǎn)品通常都低于最初的行業(yè)預(yù)期。

許多非觸控市場也處于發(fā)展模式。然而，主要的原因是這些國家沒有從新生的國家中發(fā)展出來。這種限制很少是透明的導(dǎo)體技術(shù)。相反，這些新興技術(shù)往往面臨著強(qiáng)大的現(xiàn)任者，因此難以區(qū)分業(yè)績和/或成本。例如OLED照明和有機(jī)光伏。

在此期間，我們還見證了各種透明導(dǎo)電層和材料技術(shù)的變化。ITO薄膜由于其厚度、堅(jiān)固性和低成本，在ITO玻璃上迅速發(fā)展，直到嵌入式觸摸的興起對(duì)其可尋址市場產(chǎn)生不利影響。在經(jīng)過十年的發(fā)展之后，ITO的替代技術(shù)開始在公路上制造出引人注目的商業(yè)模式，直到ITO的電影價(jià)格被大幅削減以優(yōu)先考慮市場份額的保護(hù)，改變市場的動(dòng)態(tài)，并推動(dòng)整個(gè)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)艱難的整合期。這意味著在其他選擇上的成功微乎其微。

現(xiàn)在:ITO的替代品終于開始進(jìn)入成功的領(lǐng)域。

這個(gè)市場從來都不是靜止的。事實(shí)上，在整合期的挫折之后，一些領(lǐng)先的ITO替代品正在復(fù)興。銀納米線在低成本手機(jī)、透明LED薄膜、大尺寸的p帽顯示器和透明加熱器中都能找到商機(jī)。銀納米線的生產(chǎn)也在很大程度上轉(zhuǎn)移到中國，無論是對(duì)中國的新一代，還是中國的老玩家。

未來:新市場和持續(xù)創(chuàng)新。

將來會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)應(yīng)用程序。我們相信，柔性(不僅僅是塑料)OLED顯示屏將在不久的將來被商業(yè)化。這將為柔性透明導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。觸摸傳感器最初可能被集成為一個(gè)附加膜，但很可能最終會(huì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞層，最終可能直接進(jìn)入薄膜封裝屏障薄膜。

我們的預(yù)測表明，ITO在短期內(nèi)將會(huì)下降，但在長期內(nèi)會(huì)穩(wěn)定下來。

石墨烯潛在的應(yīng)用

如果石墨烯僅僅具有眾多的超級(jí)特性之一，那么它將成為對(duì)潛在用途進(jìn)行深入研究的主題。從許多方面來說，石墨烯都是如此引人注目，它激發(fā)了科學(xué)家們思考各種各樣的材料用途，在各種領(lǐng)域，如消費(fèi)科技和環(huán)境科學(xué)。

靈活的電子產(chǎn)品，石墨烯除了具有強(qiáng)大的電氣性能外，還具有高度的柔韌性和透明度。這使得它非常適合在便攜式電子設(shè)備中使用。使用石墨烯，智能手機(jī)和平板電腦可以變得更加耐用，甚至可以像紙一樣折疊起來?？纱┐麟娮釉O(shè)備最近越來越受歡迎。使用石墨烯，這些設(shè)備可以變得更有用，設(shè)計(jì)成適合四肢和彎曲來適應(yīng)運(yùn)動(dòng)。

石墨烯的靈活性和微觀寬度提供了超越單純消費(fèi)設(shè)備的機(jī)會(huì)。它在生物醫(yī)學(xué)研究中也很有用。小機(jī)器和傳感器可以用石墨烯制成，能夠在人體中輕易地、無害地移動(dòng)，分析組織，甚至將藥物輸送到特定的區(qū)域。碳已經(jīng)是人體的重要組成部分;一個(gè)小的石墨烯可能不會(huì)造成傷害

石墨烯具有很高的導(dǎo)電性和透明性。因此，它在太陽能電池中具有巨大的潛力。通常情況下，太陽能電池使用硅，當(dāng)光子撞擊材料時(shí)，硅會(huì)產(chǎn)生電荷，從而破壞自由電子。硅只釋放每個(gè)光子的一個(gè)電子。研究表明，石墨烯可以為每一個(gè)撞擊它的光子釋放多個(gè)電子。因此，石墨烯可以更好地轉(zhuǎn)換太陽能，與目前硅電池所能達(dá)到的大約25%的效率相比，它的效率達(dá)到了60%。

不幸的是，這都是理論上的。目前的石墨烯電池還沒有達(dá)到與硅電池同等的水平。值得慶幸的是，石墨烯太陽能電池的研究正在進(jìn)行中，而且這種電池的效率正在提高。不久，更便宜、更強(qiáng)大的石墨烯電池將會(huì)產(chǎn)生大量的可再生能源。

在不那么宏偉的領(lǐng)域，石墨烯的光電特性也意味著它可以用來為像相機(jī)這樣的設(shè)備開發(fā)更好的圖像傳感器。

由于石墨烯具有很高的導(dǎo)電性，它可以被用于半導(dǎo)體，大大提高了信息傳播的速度。最近，美國能源部進(jìn)行了一項(xiàng)測試，證明半導(dǎo)體聚合物在石墨烯層上的導(dǎo)電速度要比一層硅高得多。即使聚合物較厚，這也是成立的。一種50納米的聚合物，放在石墨烯層的頂部，比聚合物的10nm厚層的電荷更好。這與先前的觀點(diǎn)一致，即聚合物越薄，就越能導(dǎo)電。另一個(gè)石墨烯顯著特性的例子。

石墨烯在電子學(xué)中使用的最大障礙是它缺少帶隙，在材料中，原子價(jià)和傳導(dǎo)帶之間的間隙，當(dāng)交叉時(shí)，允許電流流動(dòng)。帶隙是允許半導(dǎo)體材料(如硅)作為晶體管的功能;它們可以在絕緣或?qū)щ婋娏髦g進(jìn)行切換，這取決于它們的電子是否被推過帶隙。因?yàn)槭]有帶隙，電荷就像在任何金屬中一樣流動(dòng)。

石墨烯研究的未來

鑒于石墨烯似乎無窮無盡的優(yōu)點(diǎn)，人們希望它能隨處可見。那么，為什么石墨烯沒有被廣泛采用呢?和大多數(shù)事情一樣，這取決于錢。石墨烯的生產(chǎn)成本仍然極高，限制了它在任何需要大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品中的使用。此外，當(dāng)大量的石墨烯產(chǎn)生時(shí)，材料中出現(xiàn)微小裂隙和其他缺陷的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。無論科學(xué)發(fā)現(xiàn)多么令人難以置信，經(jīng)濟(jì)學(xué)總是會(huì)決定成功。

拋開生產(chǎn)問題不談，石墨烯研究絕不是放慢腳步。世界各地的研究實(shí)驗(yàn)室——包括最初發(fā)現(xiàn)石墨烯的曼徹斯特大學(xué)——正在不斷地申請專利，以創(chuàng)造和使用石墨烯的新方法?；蛟S更重要的是，亞洲的許多大型科技公司正在研究石墨烯，包括移動(dòng)巨頭三星。隨著歐盟試圖在亞洲經(jīng)濟(jì)爆炸式增長的面前站穩(wěn)腳跟，石墨烯可能成為未來幾年國際政治的一個(gè)重要戰(zhàn)場。再一次，帝國的崛起和衰落是基于對(duì)資源的控制。

盡管有目前的局限性，研究人員正在嘗試從燈泡到防彈衣等石墨烯的各種用途。

革命不會(huì)在一夜之間發(fā)生。硅是在19世紀(jì)中期被發(fā)現(xiàn)的，但在硅半導(dǎo)體為計(jì)算機(jī)的崛起鋪平道路之前，它花了將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。以其近乎神話般的特質(zhì)，石墨烯可能是推動(dòng)人類歷史下一個(gè)時(shí)代的資源嗎?