Optischer Film-optischer Film ist die Schlüsselposition der Panel-Industriekette, und die Lokalisierung von Polarisatoren hat sich zu einem Trend entwickelt

Optischer Film-optischer Film nimmt die Schlüsselposition in der Kette der Panelindustrie ein, und die Lokalisierung von Polarisatoren ist zu einem Trend geworden

Optischer Film ist ein Dünnfilmprodukt mit optischen Eigenschaften im weitesten Sinne. Es ist hauptsächlich in Polarisatoren und optische Filmprodukte unterteilt, die in Backlight-Modulen (BLU) verwendet werden. Die Hauptanwendungsgebiete sind TFT-LCD-Panels (ca. 20% der Gesamtkosten), Polarisatoren Es muss auch in OLED-Panels verwendet werden. Die Produktionskapazitäten für Panels verlagern sich weiterhin auf das Festland. Einerseits sind die Investitionen in LCD-Panels, insbesondere in großformatige Produkte, gestiegen, was die Nachfrage nach optischen Filmen erhöht; andererseits bringt die Lokalisierung von Polarisatoren auch größere Chancen.

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Einführung: Übersicht über dünne Formen

Membranmaterialien lassen sich in funktionelle Filme (Film) und selektive Trennmembranen (Membran) einteilen. Das Dünnfilmmaterial ist ein zweidimensionales Material, das durch Abscheiden von Atomen, Molekülen oder Ionen auf der Oberfläche des Substrats gebildet wird. Membranmaterialien umfassen eine breite Palette von Herstellungs- und Anwendungsbereichen, die viele Branchen abdecken, wie Baustoffe, Energieeinsparung und Umweltschutz, Medizin, Elektronik, Lebensmittel, Transport, Energie und Chemie. Funktionsfolie bezieht sich hauptsächlich auf die Folienschicht mit spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die zur Oberflächenbeschichtung oder Sandwiching verwendet werden, wobei ihre Festigkeitseigenschaften, Oberflächeneigenschaften, optischen Eigenschaften, Bindungseigenschaften oder Barriereeigenschaften usw. hervorgehoben werden; und selektive Trennmembranen haben Bei Materialien mit selektiven Trennfunktionen wird der mikroskopischen Porenstruktur, dem Trennmechanismus und der Leistung mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

Funktionale Folienprodukte auf Basis von Polymersubstraten werden in verschiedenen Bereichen immer beliebter, insbesondere Folien mit optischen Funktionen. Polymerfolien (wie PET, PC, PMMA, PVC, TAC usw.) haben hervorragende optische Eigenschaften sowie physikalische und mechanische Eigenschaften. Der Einsatz zusätzlicher funktioneller Beschichtungen wie oberflächenhärtender Beschichtungen oder einiger spezieller funktioneller Beschichtungen macht diese Polymere Die Funktionalität von Dünnschichtmaterialien wurde verbessert und der Anwendungswert erhöht. Je nach Verwendungszweck und Funktion kann es in optische Folien, Barriereschutzfolien, elektrische und elektronische Folien, Architekturfolien und andere Spezialfolien unterteilt werden.

Selektive Trennmembranen haben aufgrund ihrer breiten Anwendung in der Wasseraufbereitungsindustrie viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Trennmembran ist ein spezielles Dünnschichtmaterial mit selektiver Permeabilitätsfunktion. Es kann einen oder mehrere Stoffe in der Flüssigkeit durchdringen, während andere Stoffe nicht durchdringen können und somit die Rolle der Konzentration und Trennung und Reinigung spielen. . Trennmembranen werden häufig in der Meerwasserentsalzung, Lebensmittelkonzentrierung, Abwasseraufbereitung, sauerstoffangereicherten Luftaufbereitung, der Herstellung von medizinischem Reinstwasser, künstlichen Nieren und künstlichen Lungengeräten sowie Arzneimitteln mit verzögerter Freisetzung eingesetzt.

Als wichtiges neues Material haben Hochleistungsmembranmaterialien in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit und Unterstützung der einschlägigen nationalen Politiken erhalten. Im"Twelfth Five-Year Plan" wurden Hochleistungsmembranmaterialien als Sonderplan in Regierungsdokumente geschrieben und das Ziel formuliert, innerhalb von fünf Jahren 100 Milliarden Yuan zu erreichen. Der"13. Fünfjahresplan" erwähnt auch Hochleistungsmembranmaterialien, aber im Vergleich zum"Zwölften Fünfjahresplan" der sich auf Marktgröße und Marktanteil konzentriert, der"13. Fünfjahresplan" betont die Etablierung von Industriestandards und die Bedeutung von Membranmaterialien für die Energieeinsparung. Anwendung im Umweltschutz.

1. Einführung in den optischen Film

1.1 Klassifizierung optischer Filme: Polarisatoren, optische Filme für Backlight-Module

Optischer Film bezieht sich auf die Herstellung oder Beschichtung von einem oder mehreren dielektrischen Filmen oder Metallfilmen oder einer Kombination dieser beiden Filmtypen auf optischen Elementen oder unabhängigen Substraten, um die Transmissionseigenschaften von Lichtwellen zu ändern, einschließlich Lichtprojektion, Reflexion, Absorption, Streuung , Polarisation und Phasenänderung. Daher können die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Oberfläche unterschiedlicher Wellenbänder durch geeignete Referenz eingestellt werden, und das Licht unterschiedlicher Polarisationsebenen kann auch unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

Optische Filme lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen: Polarisatoren und optische Filme für Backlight-Module. Das Hauptanwendungsgebiet ist TFT-LCD. LCD besteht hauptsächlich aus mehreren Hauptkomponenten wie Flüssigkristall, Hintergrundbeleuchtungsmodul, Glassubstrat, Polarisator und TFT-Elektrode. Strukturell sind Flüssigkristallanzeigevorrichtungen Flachbildschirmvorrichtungen. Seine Grundstruktur hat die Form einer mehrschichtigen flachen Platte. Die Grundstruktur einer typischen Flüssigkristallanzeigevorrichtung besteht hauptsächlich aus mehreren Hauptkomponenten wie Flüssigkristall, Glassubstrat, Polarisator und TFT-Elektrode. Natürlich können unterschiedliche Arten von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen in einigen Teilen unterschiedliche Teile aufweisen, aber alle Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen können als aus zwei photolithographischen Substraten mit transparenten leitfähigen Elektroden zusammengesetzt betrachtet werden, die eine Flüssigkristallschicht sandwichartig einschließen und sie in eine Form einkapseln flache Zelle. An der Außenfläche ist ein Polarisator angebracht. Unter ihnen umfasst der optische Film des Hintergrundbeleuchtungsmoduls grob sechs Typen: reflektierender Film, Diffusorfilm, gewöhnlicher Prismenfilm, multifunktionaler Prismenfilm, Mikrolinsenfilm und reflektierender polarisierter Helligkeitsverstärkungsfilm.

Da das LCD-Panel selbst keine Lichtemissionseigenschaften aufweist, muss dem LCD-Panel eine Lichtemissionsquelle hinzugefügt werden, um den Anzeigeeffekt zu erzielen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul (BLU) ist die Schlüsselkomponente, die die Lichtquelle für die Rückseite des LCD-Displays bereitstellt. LCD-Hintergrundbeleuchtungsmodule bestehen hauptsächlich aus Hintergrundbeleuchtungsquellen, optischen Filmen, Klebeprodukten, Isolierprodukten, Kunststoffrahmen usw. Darunter sind verschiedene optische Filme die Schlüsselkomponenten des Hintergrundbeleuchtungsmoduls. Sie lassen sich nach ihrer Funktion hauptsächlich in Reflektoren, Diffusoren, Prismenfolien, Lichtleiterplatten, Lampenreflektoren usw. unterteilen.

Die Aufteilung der Kosten für LCD-Panels zeigt, dass die Materialkosten mehr als 70 % der gesamten LCD-Herstellungskosten ausmachen, die Abschreibungskosten 11 % und die Arbeitskosten, die indirekten Kosten sowie die Vertriebs- und Verwaltungskosten jeweils 5 – 6 % ausmachen. Beim Materialaufwand hatte das Backlight-Modul mit 18,2 % den höchsten Anteil, der Farbfilter 14,7 %, der Polarisator 9,5 % und das Glassubstrat 8,9 %.

Die Kosten für den Helligkeitsverstärkungsfilm, den Diffusionsfilm und den reflektierenden Film im Hintergrundbeleuchtungsmodul machten 32 %, 7 % bzw. 2 % und insgesamt 41 % aus. Unter den Polarisatoren sind TAC-Folie (Triacetat-Celluloseester) und PVA-Folie (Polyvinylalkohol) die Hauptrohstoffe, und die Kosten machen 50 % bzw. 12 % aus.

1.2 Optischer Film ist eine Schlüsselkomponente des LCD-Hintergrundbeleuchtungsmoduls

LCD ist der Produkttyp mit der ausgereiftesten Technologie, den meisten Support-Herstellern und der am weitesten verbreitete im Bereich neuer Flachbildschirmgeräte. LCD (Liquid Crystal Display, Flüssigkristallanzeige) ist ein Flüssigkristall, der zwischen zwei parallelen Gläsern angeordnet ist. Es gibt viele kleine vertikale und horizontale Drähte zwischen den beiden Gläsern. Die stäbchenförmigen Kristallmoleküle können gebrochen werden, um ein Bild zu erzeugen.

Das Hintergrundbeleuchtungsmodul (BLU) ist eine Schlüsselkomponente der Lichtquelle auf der Rückseite des LCD-Displays. Das LCD-Panel selbst hat keine Lichtemissionseigenschaften, daher muss dem LCD-Panel eine Lichtemissionsquelle hinzugefügt werden, um den Anzeigeeffekt zu erzielen. LCD-Hintergrundbeleuchtungsmodule bestehen hauptsächlich aus Hintergrundbeleuchtungsquellen, optischen Filmen, Klebeprodukten, Isolierprodukten, Kunststoffrahmen usw. Darunter sind verschiedene optische Filme die Schlüsselkomponenten des Hintergrundbeleuchtungsmoduls. Entsprechend ihrer Funktion lassen sie sich hauptsächlich in Reflektoren, Diffusoren, Prismenfolien, Lichtleiterplatten, Lampenreflektoren usw. unterteilen. Aus der Sicht der technologischen Entwicklung sind LCD-Entwicklungstrends große Bildschirme, High Definition, stattdessen der Einsatz von LED-Hintergrundbeleuchtung von CCFL-Hintergrundbeleuchtungen, ultradünne, breite Farbskala, Unterstützung für 3D-Anzeige und Intelligenz usw., aber diese Entwicklungstrends werden das grundlegende Anzeigeprinzip und die Struktur der Hintergrundbeleuchtung von LCDs nicht ändern. Daher profitiert LCD von einer Reihe herausragender Vorteile wie geringe Größe, geringes Gewicht, keine Strahlung, keine Blendung, gute Entstörung, gute Stoßfestigkeit, große effektive Anzeigefläche usw Mainstream-Display-Technologie weltweit. .

1.3 Die wirtschaftliche Schnittzahl von TFT-LCD-LCD-Panels sollte mehr als 6 . erreichen

Die Flüssigkristallanzeige (LCD) ist eine jahrhundertelange Flachbildschirmtechnologie. Seine Entstehung und Entwicklung haben die Display-Technologie revolutioniert.

Je nach Größe des Glassubstrats kann die Produktionslinie für Flachbildschirme in verschiedene Generationen unterteilt werden. Zum Beispiel ist die 2,5-Generation-Linie, die üblicherweise für kleine und mittlere Anwendungen verwendet wird, die Größe des Glassubstrats beträgt 400 mm * 500 mm, 410 mm * 520 mm usw., und die Linie der 8. Generation für großformatige TV-Panel-Anwendungen ist 2200 mm * 2600 mm. Die Generierung von Flachbildschirmen hängt nur von der Größe ab. Je größer die Größe und je höher der Produktionswert von großformatigen Anwendungsprodukten ist, desto höher ist die Nutzungseffizienz; aber die fortschrittliche Natur des Produktionsprozesses und des Produkts hängt nicht unbedingt mit der Erzeugung zusammen.

In Anbetracht der Produktausbeute und der Nutzungseffizienz von Glassubstraten muss die wirtschaftliche Schnittzahl von Glasscheiben 6 oder mehr erreichen. Nehmen Sie zum Beispiel das Glassubstrat der 8. Generation, die Größe beträgt 2160 * 2460 mm2, beim Schneiden von 37-Zoll-LCD-TVs können 12 Stück geschnitten werden und die Nutzungsrate beträgt 85%; Schneiden 46-Zoll-LCD-TV kann nur 8 Teile schneiden, mit Die Rate beträgt nur 88%; während die Produktion von 57 Zoll nur 3 Stück produziert und die Kapazitätsauslastung 51% beträgt; es kann 65 Zoll und 2 Stück produzieren und die Kapazitätsauslastung beträgt nur 44%. Insgesamt produziert die Linie der 8. Generation 37-, 46- und 52-Zoll-Kapazitäten mit höheren Auslastungsraten, während andere Größen niedrigere Auslastungsraten aufweisen. Je größer die Größe des Anwendungsprodukts ist, desto höher ist daher die Generation der Produktionslinie, die erforderlich ist, um ein wirtschaftliches Schneiden zu erzielen. Dies ist auch der Grund, warum sich die neuen Produktionslinien für den LCD-TV-Markt in den letzten Jahren hauptsächlich auf die 8. Generation konzentrieren.

2. TFT-LCD-Industriekette

Die TFT-LCD-Industrie ist eine kapitalintensive, technologieintensive und kettenaggregierte Industrie. Seine Hauptmerkmale sind wie folgt: Erstens sind die Geschwindigkeit beim Bau von Industrieanlagen, das Kapazitätswachstum, die Leistungssteigerung und die Kostensenkung extrem hoch, und der Produktwettbewerb ist extrem hart; Zweitens hat die Branche eine hohe Eintrittsbarriere, und der Austritt ist nach dem Eintritt schwieriger. ; Drittens ist das Anwendungsspektrum der Produkte breit, die Marktaussichten sind breit, die Marktkapazität ist riesig und die Technologieanwendung ist relativ ausgereift.

In der TFT-LCD-Branche gibt es eine bekannte Theorie namens Smile Curve. Der mittlere Teil der Smile-Kurve ist die Panel-Herstellung; die Linke ist die vorgelagerte Materialversorgung, die zum globalen Wettbewerb gehört; das Recht ist Produktanwendung und Marketing, hauptsächlich lokaler Wettbewerb. Die beiden Enden der lächelnden Kurve zeigen nach oben. In der Industriekette spiegelt sich der Anteil mit hoher Wertschöpfung an den beiden Enden, dh der Materialversorgung und dem Verkauf, wider, und die Rohertragsrate kann mehr als 50% erreichen. Die Produktion im Zwischenglied hat die niedrigste Wertschöpfung mit einer Bruttogewinnspanne von -25~+30%, die niedrigste erzielte Wertschöpfung, und die zyklischen Schwankungen der Branche sind groß. In Bezug auf die Rentabilität der TFT-LCD-Industriekette haben daher vorgelagerte Materialunternehmen wie Glassubstrate, Flüssigkristalle und Hintergrundbeleuchtungsmodule erhebliche Vorteile mit hoher Wertschöpfung.

Aufgrund der hohen technischen Schwelle und der starken Profitabilität liegen die Schlüsseltechnologien und Märkte der Vormaterialien grundsätzlich in der Hand einiger weniger global agierender Unternehmen. Zum Beispiel werden Glassubstrate von Corning, Japan, Asahi Glass und Electric Glass monopolisiert, und Flüssigkristalle werden von Merck und Chisso aus Japan monopolisiert. , Der Polarisatormarkt wird von Nitto Denko, LG Chem und Sumitomo Chemical monopolisiert.

Aus Sicht der Branchenentwicklungsaussichten werden LCD-TVs weiterhin dominieren. Mit der schrittweisen Abschaffung der beiden TV-Typen CRT und PDP werden sich die TV-Hersteller mehr auf wettbewerbsfähigere LCD-TVs konzentrieren. Als aufkommende TV-Flachbildschirm-Display-Technologie hat OLED neben dem Investitionsumfang, der nicht mit TFT-LCD zu vergleichen ist, einen unsicheren Technologieweg für großformatige OLEDs, schlechte Ertragsraten und höhere Preise, die alle sind zu den größten Problemen geworden, die seine Entwicklung einschränken.

Großformatige TFT-LCD-Panels werden hauptsächlich in vier Bereichen eingesetzt, nämlich LCD-Bildschirmen, LCD-Fernsehern, Laptop-Telegrafen und Tablet-Computern. Aus Sicht der Branchenentwicklungstrends wird der Anteil von OLEDs in kleinen Größen in Zukunft sukzessive zunehmen, während LCDs abnehmen werden. In großen Größen werden LCDs weiterhin dominiert. Laut den von IDC berechneten vierteljährlichen Versanddaten großformatiger TFT-LCD-Panels zeigte das Versandvolumen von TFT-LCD-Panels vom ersten Quartal 2015 bis zum ersten Quartal 2017 die Merkmale der Volatilität. Darunter die weltweiten Auslieferungen im ersten Quartal 2017 Das Volumen beträgt 190 Millionen Quadratmeter, und die Anteile, die in LCD-Bildschirmen, LCD-TVs, Notebook-Telegrafen und Tablet-Computern verwendet werden, betragen 18,03 %, 31,69 %, 23,30 % und 26,98 % , beziehungsweise.

Aus Sicht der Hersteller ist BOE der weltweit größte Hersteller von großformatigen TFT-LCDs. Gegenwärtig hat BOE die weltweit erste TFT-Produktionslinie der'Generation der 10,5-Generation gebaut, die derzeit die weltweit'seste TFT-Produktionslinie der Welt und die weltweite' s größtes High-Tech-Elektronik-Anlagenprojekt. Es ist geplant, die erste Charge von Produkten zu realisieren, die 2018 beleuchtet und in Produktion genommen werden soll. Im Jahr 2016 entfielen 20,5 % der BOE auf die fünf größten Hersteller von großen TFT-LCDs der Welt &, 20,2 % von LG, 15,6% von Innolux, 14,3% von AUO und 11,6% von Samsung.

3. Die rasante Entwicklung der Plattenindustrie treibt die Nachfrage nach optischen Filmen an

3.1 Das weltweite Angebot an Polarisatoren konzentriert sich auf die Vereinigten Staaten, Japan und Südkorea, und es gibt viel Raum für Importsubstitution

Die Abbildung der Flüssigkristallanzeige muss auf polarisiertem Licht beruhen, und das LCD-Flüssigkristallanzeigemodul muss zwei Polarisatoren enthalten. Bei dem Flüssigkristallanzeigemodul sind an beiden Seiten des Glassubstrats zwei Polarisatoren angebracht. Der untere Polarisator wird verwendet, um den von der Hintergrundbeleuchtung erzeugten Lichtstrahl in polarisiertes Licht umzuwandeln, und der obere Polarisator wird verwendet, um das polarisierte Licht zu analysieren, das durch den Flüssigkristall elektrisch moduliert wird. Kontrast zwischen hell und dunkel, um ein Anzeigebild zu erzeugen. Ohne Polarisator kann das LCD-Modul keine Bilder anzeigen.

Der Polarisator besteht aus einem mehrschichtigen Film, und seine Rohstoffkosten machen 80 % der Gesamtproduktionskosten aus. Die Rohstoffe bestehen hauptsächlich aus TAC-Folie, PVA-Folie, Haftkleber, Schutzfolie und Trennfolie. TAC macht etwa 50 % der Kosten aus, PVA macht 12 % aus, Kleber 5-10 %, Schutzfolie, Trennfolie 15 %, Chemische Materialien machen 5 % aus und sonstige Kosten machen 10 % aus. Die Kerntechnologie des Polarisators ist die Herstellung von TAC (Triacetylcelluloseester)-Folie und PVA (Polyvinylalkohol)-Folie. Technologie und Markt werden fast vollständig von Japan kontrolliert. Unter den verschiedenen Folienschichten, die für die Herstellung von Polarisatoren benötigt werden, sind TAC-Folie und PVA-Folie die wichtigsten Folienschichten, die mehr als 60 % der Rohstoffkosten des Polarisators ausmachen. Japan&Fuji nimmt mehr als 80 % des TAC-Filmmarktes ein und KONICA nimmt etwa 20 % des Marktes ein. Kuarary nimmt 65 % des PVA-Filmmarktes ein. Die Rohertragsmarge der Polarisatorfabrik unterliegt auch dem Monopol der vorgelagerten Filmmaterialien, die etwa 20-30% niedriger ist als die von Flüssigkristall- und Glassubstraten. Mit dem Durchbruch der taiwanesischen Hersteller in der TAC-Technologie wird jedoch erwartet, dass die Kosten hier in Zukunft sinken.

Die Polarisator-Produktionstechnologie wird durch den Streckprozess von PVA-Folie unterteilt, der in zwei Kategorien unterteilt werden kann: Trockenverfahren und Nassverfahren. Das Trockenstreckverfahren bedeutet, dass die PVA-Folie in einer Inertgasumgebung unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen auf ein bestimmtes Verhältnis gestreckt wird und dann das Herstellungsverfahren des Färbens, Fixierens, Compoundierens und Trocknens durchgeführt wird; das Nassstreckverfahren Es bezieht sich auf das Herstellungsverfahren, bei dem die PVA-Folie zuerst gefärbt und dann gestreckt, fixiert, kompoundiert und in der Lösung getrocknet wird. Derzeit verwenden die globalen Polarisatorhersteller hauptsächlich die Nassdehnungstechnologie.

Polarisatoren werden nach unterschiedlichen Polarisationskomponenten in zwei Kategorien eingeteilt: Jod-Reihen und Farbstoff-Reihen. Polarisatoren auf Jodbasis verwenden Jodmoleküle als polarisierende Komponente. Dieser Polarisatortyp weist eine gute Polarisation und eine hohe Durchlässigkeit auf, aber Jodmoleküle sind in Umgebungen mit hohen Temperaturen flüchtig, was dazu führt, dass Polarisatoren auf Jodbasis eine unzureichende Haltbarkeit aufweisen; Farbstoffbasierte Polarisatoren verwenden bidirektionale Absorptionsfarbstoffe als polarisierende Komponente des Polarisators, die das Haltbarkeitsproblem besser lösen können, aber um einen bestimmten Polarisationsgrad zu erreichen, ist eine höhere Farbstoffkonzentration erforderlich, die die Transmission des farbstoffbasierten Polarisators verringert . Rate. Gegenwärtig basieren Polarisatoren hauptsächlich auf Polarisatoren auf Jodbasis.

Die grundlegenden Leistungsindikatoren des Polarisators umfassen hauptsächlich: optische Leistung, Haltbarkeitsleistung, Bindungseigenschaften, Aussehensleistung und andere spezielle Eigenschaften. Die optische Leistung umfasst drei Hauptleistungsindikatoren: Polarisationsgrad, Lichtdurchlässigkeit und Farbton. Andere umfassen UV-Schutz und Durchlässigkeit, Totalreflexion und diffuse Reflexionsindikatoren von halbdurchlässigem Polarisator und halbdurchlässigem Film. Die technischen Haltbarkeitsindikatoren umfassen vier Elemente: hohe Temperaturbeständigkeit, Feuchtigkeits- und Hitzebeständigkeit, niedrige Temperaturbeständigkeit sowie Kälte- und Hitzeschockbeständigkeit. Der wichtigste davon ist der Grad der Leistungsindikatoren für die Feuchtigkeits- und Hitzebeständigkeit. Die technischen Indikatoren der Klebeeigenschaften beziehen sich hauptsächlich auf die Eigenschaften des Polarisator-Haftklebstoffs, im Allgemeinen einschließlich: die Ablösekraft zwischen dem Haftklebstoff und dem Glassubstrat, dem Haftklebstoff und dem Ablösen