偏光片的全称是偏振光片,可控制特定光束的偏振方向。自然光在通过偏光片时,振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收,透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。偏光片主要是将聚乙烯醇膜(PVA)、三醋酸纤维素膜(TAC)、保护膜、离型膜、压敏胶等原材料经拉伸、复合、涂布等工艺制成的一种高分子材料。液晶显示器的成像必须依靠偏振光,所有的液晶都有前后两片偏振光片紧贴在液晶玻璃,组成总厚度1mm左右的液晶片。
偏光片包括最中间的PVA(聚乙烯醇),两层TAC(三醋酸纤维素),PSAfilm(压敏胶),Releasefilm(离型膜)和Protectivefilm(保护膜)。•按产线幅宽分类:可分为窄幅(500mm-1330mm),宽幅(1330mm(含)-2500mm)、超宽幅(2500mm(含)以上)。幅宽即指偏光片产线的横向宽度。偏光片的裁切效率受制于产线的幅宽,一般而言幅宽越宽,则裁切效率越高,2500mm产线对于不同尺寸电视的裁切效率均超过95%,具有明显的成本优势;同时,幅宽越宽,对于设备和工艺的要求越高。
偏光片按照产品类型及应用领域不同,主要分为TN型、STN型、TFT型和OLED型,黑白偏光片主要采用TN、STN两种产品,彩色偏光片产品主要有TFT-LCD和AMOLED两条技术路线。目前,全球偏光片市场主要以TFT-LCD面板用偏光片为主。
中国偏光片行业发展历程——液晶显示技术成熟,产业快速发展
•1970-1990年期间:显示技术从原创地欧美地区转移到日本,并在日本实现了产业化,日本成为全球平板显示产业制造中心。早期产品多用于手表、计算器等低档TN-LCD上,随后逐渐扩展至笔记本电脑、文字处理器等中档STN-LCD上。2000年之前,偏光片市场基本由日本企业垄断。
•20世纪90年代中期:显示面板生产线开始从日本大规模转移到韩国和中国台湾。1999年5月,我国台湾第一家偏光片厂商力特光电投产,但技术仍然来自日本。2000年3月,LG化学实现量产,韩国企业开始进入偏光片市场。我国第一条偏光片产线是盛波光电1997年从美国引进的,早期产品主要是TN/STN-LCD用偏光片。TFT-LCD用偏光片的生产是从2010年起步,主要产品是小尺寸用偏光片。我国首条TFT-LCD大尺寸偏光片产线是三利谱于2011年8月投产的3号线。
•21世纪初期:中国加入WTO以后,全球显示产业再次从日本、韩国和中国台湾等地逐渐向中国大陆转移,并呈现加速态势。受益于我国政府“十二五”及“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的政策支持,我国显示产业在此期间得到了飞速发展。
中国偏光片行业产品分类
1、黑白偏光片:TN型与STN型
•TN:TN技术是指不加电场的情况下,入射光经过偏光板后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度,离开液晶层时,其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,因此光线能顺利通过,整个电极面呈光亮。当加入电场的情况时,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致,液晶层因此失去了旋光的能力,结果来自入射偏光片的偏光与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系,并无法通过,电极面因此呈现黑暗的状态。其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板的透明导电玻璃之间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,随着液晶分子旋转方向前进,然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。
•STN:STN型的显示原理与TN相类似,不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。要在这里说明的是,单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。但如果在传统单色STN液晶显示器加上彩色滤光片(colorfilter),并将单色显示矩阵的一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel),分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例调和,也可以显示出全彩模式的色彩。STN-LCD彩屏模块的上部是一块由偏光片、玻璃、液晶组成的LCD屏,其下是白光LED和背光板,还包括LCD的驱动IC,和给LCD驱动IC提供一个稳定电源的低压差稳压器(LDO),二到八颗白光LED,LED驱动的升压稳压IC。
2、彩色偏光片:TFT-LCD/AMOLED
•TFT-LCD:薄膜晶体管液晶显示器是多数液晶显示器的一种,它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。虽然TFT-LCD被统称为LCD,不过它是种主动式矩阵LCD,被应用在电视、平面显示器及投影机上。TFT-LCD面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是彩色滤光片、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化,造成液晶分子偏转,藉以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定像素的明暗状态。此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个像素各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了面板上的视频画面。
•AMOLED:有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体)是一种显示屏技术。其中OLED(有机发光二极体)是描述薄膜显示技术的具体类型:有机电激发光显示;AM(有源矩阵体或称主动式矩阵体)是指背后的像素寻址技术。AMOLED技术主要用于智能手机,并继续朝低功耗、低成本、大尺寸方向发展。
3、彩色偏光片:TFT-LCD为主流
目前全球偏光片市场主要还是以TFT-LCD面板用偏光片为主,一张偏光片需要两张TAC膜和一张PVA膜。OLED面板中偏光片的数量从LCD面板中的两片减少至一片,加1/4波片,变成圆偏光片以减少金属电极反射,另外为了达到更好的显示效果,市场已使用PET、PMMA、COP等材料替代TAC。当前主流的显示技术包括LCD与OLED显示技术,LCD面板依靠背光模组发光,而OLED无需背光模组,具有自发光特性。OLED产线与LCD产线的大部分设备都可以通用,主要差别在于中段成盒制程设备的差别。在中段成盒工艺中,LCD是将TFT基板与CF基板拼合,进一步加工成TFT-LCD面板的过程,而OLED则是通过多次蒸镀完成有机发光层的沉积;此外,在后段模组工艺中,OLED省去了一层偏光片以及背光源的贴合。
中国偏光片行业工作原理
控制特定光束的偏振方向
偏光片可控制特定光束的偏振方向。LCD模组中有两张偏光片分别贴附于玻璃基板两侧,下偏光片用于将背光源产生的光束转换为偏振光,上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光,产生明暗对比,从而显示出画面。LCD模组的成像必须依靠偏振光,少了任何一张偏光片,LCD模组都不能显示图像。偏光片的工艺原理主要是将TAC膜与PVA膜复合后形成偏光膜,再将偏光膜与压敏胶贴合在一起收卷形成卷状偏光板,最后对固化好的偏光板进行裁切、磨边、清洁形成偏光片。由于PVA膜在生产过程中容易破损且良率低,因此越大尺寸的偏光片对工艺要求难度越高。偏光片产线通常分为前端与后端工艺产线,前端工艺产线主要完成核心膜材的压合,生产中对工艺参数要求较高,是偏光片生产的核心部分,具备一定的壁垒。偏光片的生产流程包括前端工程和后端工程两部分,其中前端工程是核心环节,主要包括延伸、涂层/层压;后端工程主要是对前端工程产出的偏光片卷材进行裁切加工,形成偏光片成品。
中国偏光片行业关键材料
1、核心膜材:PVA膜
偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子,通过拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列,形成具有均匀二向吸收性能的偏光膜,其透过轴与拉伸的方向垂直。
2、核心膜材:TAC膜
在偏光片中,由PVA膜制成的偏光层易吸水、褪色而丧失偏光性能,在PVA膜的两侧分别采用一层光性均匀性、透明性良好的TAC(三醋酸纤维素酯)膜可以隔绝水分和空气,保护偏光层。另外,为了更好地实现画面真实再现,防止和避免内部或外部杂光的干扰,提高显示器的分辨率,往往在光板TAC膜上进行有针对性的表面处理。光板TAC膜是指未进行任何表面处理的TAC基膜,应用于偏光片领域的TAC膜涉及4种规格(厚度):40μm、50μm、57μm、80μm。其中,80μm的为主流产品。经过表面处理的TAC膜包括防眩(AG)、防眩+低反射(AG+LR)、透明硬化+低反射(CHC+LR)、透明硬化(CHC)、防反射(AR)。
3、彩色滤光片:颜色表现的光学滤镜
彩色滤光片的结构包括玻璃基板、黑色矩阵、彩色层、保护膜及ITO导电膜。彩色滤光片的R、G、B三基色按一定图案排列,并与TFT基板的TFT子像素一一对应。背光源发出的白光经过滤光后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列调节加在各个子像素的电压值,改变各色光的透射强度,不同强度的RGB色光混合在一起,实现彩色显示。彩色滤光片的制作工艺是在透明玻璃基板上制作防反射的遮光层——黑色矩阵,再依序制作具有透明性红、绿、蓝三原色的彩色滤光膜层,然后在滤光膜上涂布一层平滑的保护层,最后溅射上透明的ITO导电膜。彩色滤光片制作的核心工艺是彩色滤光膜的制备。目前,彩色滤光膜常用的制备方法主要有颜料分散法、染色法、印刷法和电沉积法,近年来日本出现了喷墨印刷法。
4、玻璃基板:构成液晶显示器件
对用于液晶显示面板的基板玻璃,其性质和质量要求非常严格,随着消费大众对显示屏的显示质量要求越来越高,相应的增加面板厂商的制备工艺难度,还有小于1mm超薄基板玻璃的生产、运输和后加工,这一系列过程都对基板玻璃的理化性质和质量提出非常严格的要求。目前基板玻璃的制造工艺主要有浮法、流孔下引法和溢流法3种。流孔下引法的玻璃成形时与金属滚轮直接接触,使得玻璃双面质量不高,需要继续对玻璃进行抛光处理,增加了加工难度,所以并不适用于TFT-LCD面板产业。美国康宁公司的成形工艺是目前生产TFT-LCD用基板玻璃的主流工艺,溢流法成形时玻璃板表面仅与空气接触,形成自然表面,表观质量很高,但缺点是不易做高世代大尺寸基板玻璃,且产能小。日本旭硝子发展了浮法制造基板玻璃的技术,该法易于扩大基板玻璃面积,降低单位成本,但在锡槽成型时接触液态锡的一面需要抛光处理去除锡层。
5、背光模组:供应亮度与分布光源
光模组按背光类型主要分为直下式和侧入式。直下式不需要导光板,背光灯均匀分布于机身后盖上,屏幕亮度更均匀,对比度更好,漏光小,但背光灯和面板有一定的距离,因此直下式背光电视的机身较厚。侧入式背光灯布设在两侧或底部,通过导光板将光线铺满屏幕,可以让屏幕更薄,降低电视的厚度。背光模组包括增亮膜、扩散膜、反射膜、导光板、光源等。
中国偏光片行业生产流程
前段工序是核心环节
偏光片生产技术以PVA膜的拉伸工艺划分,有干法和湿法两大类。干法拉伸工艺是指先在一定温度、湿度的条件下,在惰性气体环境中将PVA膜拉伸到一定倍率,然后进行染色、固色、复合、干燥等制备工艺;湿法拉伸工艺是指PVA膜先进行染色,然后在溶液中进行拉伸、固色、复合、干燥的生产方法。目前,全球偏光片生产企业主要以湿法拉伸技术为主。偏光片按起偏成分(PVA膜染色成分)不同,分为碘系和染料系两大类。碘系偏光片以碘分子作为起偏成分,该类偏光片具有较好的偏振度、透过率高,但碘分子在高温环境下易挥发,使得碘系偏光片在耐久度方面存在不足;染料系偏光片以二向吸收染料作为偏光片的起偏成分,可以较好地解决耐久度问题,但要达到一定的偏振度需要的染料浓度较高,进而降低了染料系偏光片透过率。目前偏光片主要以碘系偏光片为主。偏光片的生产流程分为前、中、后三段工序,前工序是核心环节。
•前工序:包括TAC膜的预处理和PVA膜的延伸与复合。TAC膜的预处理制程是将TAC膜进行碱液处理,经过水洗槽清洗残留的碱液后,烘干收卷,此制程主要目的在于降低TAC膜的接触角,便于与PVA膜的贴合。PVA膜的延伸和复合制程是先将经过纯水膨润后的PVA膜浸入染色槽,吸附二向吸收的碘分子,再经过延伸槽对碘分子进行拉伸取向,烘干之后将PVA膜与两层预处理之后的TAC膜复合在一起,得到偏光膜。
中国偏光片行业产业链——生产环节专业化分工大势所趋
偏光片属于上游化工材料,位于液晶显示产业链中游偏上的位置。偏光片是显示面板关键材料之一,上游为原材料供应商,如PVA,TAC,离型膜等;中游为TFT-LCD偏光片和黑白偏光片TN/STN、OLED;下游终端应用以液晶显示面板为主,包括消费类的手机、电脑、液晶电视显示屏,以及工控类的汽车电子、医疗器械、仪器显示屏等。除此以外,偏光片在3D眼镜、防炫目镜等领域也有应用,涉及多个分散领域,应用范围广。
中国偏光片行业商业模式
TAC膜是占比份额最大的原材料
中国偏光片行业应用领域
1、液晶显示面板(LCD)
2、偏振式3D与Pancake方案
中国偏光片行业市场规模
1、全球整体产能扩张趋于平稳
2、当下国内偏光片市场供给受限
全球偏光片行业竞争格局
1、PVA、TAC膜材产品附加值较高
2、日韩企业位居全球领先地位
中国偏光片行业政策法规——政策助力国产偏光片行业破局
中国偏光片行业企业介绍
三利谱:国产偏光片龙头
深圳市三利谱光电科技股份有限公司公司成立于2007年,初期以黑白偏光片进入市场。2017年在深圳证券交易所上市,公司致力于偏光片的研发、生产和销售,是国内偏光片行业最优秀的解决方案供应商之一。
发展历程:三利谱成立于2007年4月,同年建成国内首条宽幅(1330mm)TFT偏光片中后工序生产线。2011年建成国内首条宽幅(1490mm)TFT偏光片全制程生产线。2014年成立合肥三利谱广电科技有限公司,负责偏光片的生产销售。2020年合肥三利谱产能完全释放,规模效应充分体现,单位人工及单位制造费用相对较低,从而全年处于盈利状态,实现了年度净利润的扭亏为盈。2021年龙岗产线投产,切入中高端手机领域。三利谱在深圳光明、安徽合肥、福建莆田、深圳龙岗都拥有生产基地。
主营业务:三利谱偏光片产品包括TFT偏光片类、黑白偏光片类(TN、STN、染料系列)、3D眼镜用偏光片类和OLED偏光片类共四大类,产品涵盖了各种LCD显示模式。偏光片产品应用于手机、电脑显示屏、液晶电视等工业领域,3D眼镜、摄影器材的滤光镜,偏光显微镜、特殊医疗用眼镜等。
竞争优势:三利谱成功推出了具有自主知识产权的PVA连续补料的控制技术、二次拉伸的延伸控制技术、PVA与TAC复合的胶水配方供料系统解决TAC表面划伤的控制技术系列产品,将广泛应用于中小尺寸液晶显示屏以及3D显示器件中。在产品方面,对已有产品进行全方位的迭代升级,推动更耐久、更薄、更精细的偏光片研究。在工艺和上游材料环节同样做了重要投入,开发基于二氧化碳激光的异形偏光片加工技术,支持偏光片上游国产原材料的测试认证,保证上游环节的产业链安全。
报告目录
第一章 偏光片市场发展概述
第一节 偏光片行业概念界定
一、偏光片产品定义
二、偏光片产品分类
三、偏光片产品特点
第二节 偏光片产品用途
第三节 偏光片产业链结构
第四节 偏光片行业发展历程
第二章 偏光片行业发展环境分析
第一节 偏光片行业政策分析
第二节 偏光片产业发展驱动因素
第三节 偏光片行业技术发展水平
一、偏光片技术发展历程
二、国内外偏光片技术水平
三、国内偏光片技术研发进展
第三章 偏光片行业发展及市场规模分析
第一节 全球偏光片行业发展现状
一、全球偏光片行业发展概况
二、全球偏光片行业市场规模
第二节 国内偏光片行业市场规模
一、中国偏光片行业发展概况
二、中国偏光片行业市场规模
第三节 偏光片行业产能统计
第四节 偏光片产业区域分布情况
第五节 偏光片行业发展动态分析
第四章 偏光片行业市场竞争格局分析
第一节 偏光片行业市场竞争结构
第二节 全球偏光片产能的区域布局
第三节 偏光片行业市场集中度分析
第五章 偏光片行业标杆企业分析
第一节 日东电工
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第二节 住友化学
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第三节 LG化学
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第四节 三星SDI
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第五节 奇美材料
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第六节 明基材料
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第七节 三利谱
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第八节 力特光电
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第九节 盛波光电
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第十节 纬达光电
一、企业简介
二、企业产品体系
三、企业经营情况
四、企业产品主要应用情况
第六章 偏光片下游应用市场及需求分析
第一节 液晶显示面板
一、液晶面板下游应用领域广
二、液晶面板产能释放,对偏光片旺盛
第二节 3D眼镜
一、3D眼镜市场发展迅速
二、3D眼镜行业对偏光片需求分析
第三节 其他应用领域
第七章 偏光片加工对激光切割设备的需求
第一节 激光切割在偏光片加工中的应用
第二节 偏光片激光加工的特点
第三节 偏光片加工对激光切割设备的需求
第八章 偏光片激光切割机市场发展分析
第一节 偏光片激光切割机市场规模
第二节 偏光片激光切割机产量
第三节 偏光片激光切割机市场竞争分析
第四节 偏光片激光切割机市场发展动态
第九章 偏光片激光切割机主要企业分析
第一节 大族激光
一、企业简介
二、偏光片激光切割机产品体系
第二节 华工科技
一、企业简介
二、偏光片激光切割机产品体系
第三节 正业激光
一、企业简介
二、偏光片激光切割机产品体系
第四节 德龙激光
一、企业简介
二、偏光片激光切割机产品体系
第五节 德龙激光
一、企业简介
二、偏光片激光切割机产品体系
第十章 偏光片激光切割机市场前景
第一节 偏光片激光加工发展趋势
第二节 偏光片激光切割机市场规模预测
第三节 偏光片激光切割机市场前景
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