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TFT-LCD基板玻璃的市場現狀及發展趨勢

作者:admin來源:中華液晶網 日期:2018/4/12 11:05:22 人氣: 標簽:

  近年來,隨著韓國、日本和臺灣的液晶面板產業逐步向中國大陸聚集,同時國內多條G8.5及以上高世代液晶面板建設投產,我國液晶面板顯示技術得到飛速發展。液晶顯示面板下游應用廣泛,目前主要需求集中在液晶電視、平板電腦、智能手機、車載顯示屏等領域,隨著工業4.0和消費水平升級,可穿戴電子產品、人工智能、智慧城市等新興行業都是未來的增量點。尤其是在互聯網的普及以及物聯網的快速發展下,顯示屏作為人機交互最主要的方式,其市場規模正在隨著終端設備數量和顯示面積的增加而不斷擴大。

  從現有液晶面板產業來看,無論是TFT-LCD 亦或AMOLED,基板玻璃都是其生產所需的重要材料。根據顯示技術、器件結構和應用場景的不同,會額外需要單層或多層的玻璃。因此,基板玻璃是構成液晶顯示器件的重要部件,也是液晶顯示產業的關鍵基礎材料之一,基板玻璃約占液晶顯示器件生產成本的4%。

  如今市場主流需求是G5以上世代基板玻璃,一般而言:G5=1 100 mm×1 300 mm;G6=1 500 mm×1 850 mm;G8.5=2 200 mm×2 500 mm。G5基板玻璃主要用于手機、平板電腦等移動終端設備,G6基板玻璃主要用來生產筆記本或顯示器的液晶屏,而G8.5基板玻璃則主要用來切割大尺寸液晶電視的顯示屏。與G6以下低世代相比,G8.5以上高世代的基板玻璃能有效提升大屏幕液晶面板的良率以及產出率,同時降低生產成本,進而能夠順應未來大屏、多屏時代的發展潮流,未來市場對于G8.5及以上高世代基板玻璃的需求將日益提升。

  1、基板玻璃市場

  調研機構IHS預計,液晶電視、桌面顯示器、筆記本電腦及其他大尺寸面板應用顯示屏玻璃單元需求量在2016年呈下降趨勢。盡管單元需求量在下降,但是面板廠商所生產的液晶顯示屏幕尺寸正在擴大,顯示屏基板玻璃需求仍將持續增加,當前整體基板玻璃產量能夠匹配液晶面板的需求。表1列出了國內主要液晶面板生產線。

  中國大陸在建以及規劃建設的項目都是以G8.5及以上液晶面板線為主,由于中國液晶顯示產業發展勢頭明顯好于海外,全球液晶顯示產業的重心開始向中國轉移。群智咨詢預計,2019年全球面板產業會形成中國大陸、中國臺灣地區和韓國三足鼎立的局面,中國大陸地區將會以快速的增長來壓低韓國、中國臺灣地區的占比,屆時中國大陸地區面板供貨面積全球占比講達到35%。國內廠商玻璃基板生產線情況見表2。

  本土基板玻璃廠商經過多年積累,目前主要有彩虹集團,東旭光電和中國建材幾家國內基板玻璃廠,相比康寧、旭硝子等國外公司以G8.5 線及以上為主,國內三家廠商基本都是投產在G4.5-G6。值得關注的是,2017年5月彩虹集團和美國康寧合作在咸陽、成都分別建設一條8.6代LCD基板玻璃后段加工生產線,同時,東旭光電與日本電氣硝子(NEG)于福建省福清市興建G8.5線平板顯示器用基板玻璃加工廠,已于2017年5月首批8.5代玻璃基板順利下線且送京東方批量認證。雖然目前是后端加工為主,但這次突破必將為后面打通全產業鏈做了有效的技術儲備。

  由于基板玻璃的投產是配套下游面板廠的產能,因此隨著G6以上高世代液晶面板線的投產,基板玻璃產業未來幾年整體保持小幅增長。這主要得益于液晶顯示屏平均尺寸的提升,預計從2015年到2018年基板玻璃面積需求將以年平均4.5%的增速增加。

  因此,總體看全球玻璃基板的主要增長點在G6以上大尺寸玻璃基板,但存在著局部尺寸供需失衡的可能性,主要體現在中小尺寸面板受OLED的沖擊。同時,無論是OLED還是LCD都要使用玻璃材質做基板,兩者的差別是LCD需要兩塊,OLED需要一塊,所以玻璃基板仍然可以供給OLED生產線。

  2、基板玻璃理化性能要求及主流制造工藝

  2.1 基板玻璃理化性能

  對用于液晶顯示面板的基板玻璃,其性質和質量要求非常嚴格,隨著消費大眾對顯示屏的顯示質量要求越來越高,相應的增加面板廠商的制備工藝難度,還有小于1 mm超薄基板玻璃的生產、運輸和后加工,這一系列過程都對基板玻璃的理化性質和質量提出非常嚴格的要求。

  上述TFT-LCD基板玻璃的理化性能主要是由玻璃的化學組成來決定的,為滿足液晶面板基板玻璃的各項要求,美國康寧、日本旭硝子等選擇的玻璃體系為SiO2-Al2O3- B2O3-RO,其中RO 為堿土金屬MgO、CaO、SrO、BaO的一種或多種組合。另外,還可在玻璃中加入少量的SnO2、ZnO、ZrO2調節玻璃的熔制性能、化學穩定性和機械性能,以及其它微量成分。主要商用無堿硼鋁硅酸鹽基板玻璃組成見表4。

  2.2 基板玻璃主流制造工藝

  目前基板玻璃的制造工藝主要有浮法、流孔下引法和溢流法3種。流孔下引法的玻璃成形時直接接觸金屬滾輪,導致玻璃雙面質量不高,需要后續拋光處理,加工難度較大,因此該法生產的玻璃不適合應用于TFT-LCD 液晶面板產業。美國康寧公司的溢流法成型工藝是目前生產TFT-LCD用基板玻璃的主要生產方法,該法成形時玻璃板表面僅與空氣接觸,形成自然表面,表觀質量很高,但缺點是難以做高世代大尺寸基板玻璃,且產能小。日本旭硝子發展了浮法制造TFT-LCD基板玻璃的技術,浮法工藝易于擴大基板玻璃面積,降低單位成本,但在錫槽成型時接觸液態錫的一面仍需要拋光處理去除錫層。3種基板玻璃制造工藝對比見表5。

  玻璃基板行業屬于典型的技術密集型和資本密集型行業,制造工藝復雜,高技術門檻,核心技術只被少數國家所掌握。目前,全球基板的主要供應商為美國康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、電氣硝子(NEG)等幾家占據了市場94%的份額,其中康寧占據了50%的份額。國內玻璃基板產業起步較晚但發展迅速,目前只有彩虹集團和東旭光電掌握了溢流法生產技術,能夠實現批量生產G6及以下尺寸基板玻璃。

  3、展望

  目前,全球的液晶面板產業逐步向中國大陸聚集,這里孕育著重大的突破和變革。作為顯示產業鏈頂端的基板玻璃,雖然在國內彩虹和東旭光電的艱苦奮斗和不懈努力下,已實現批量生產G6以下尺寸基板玻璃,且在中小尺寸面板市場占有率約80%,但現在G8.5 及以上高世代基板玻璃只能與康寧、電氣硝子合作后段加工生產。因此,現需著力解決液晶面板產業有序競爭與盲目低端投資擴產、依靠成熟技術滿足當前需求與前沿技術研發不平衡的局面,避免重蹈CRT玻殼產業的覆轍。

  大尺寸化、輕薄化液晶面板是今后基板玻璃市場需求的亮點,應重視發展浮法成形生產高世代基板玻璃工藝開發。開發浮法生產TFT-LCD用基板玻璃設備與技術有:具有高效熔化功能,耐侵蝕,使用壽命長特點的新型窯爐,無堿高鋁玻璃液澄清及均化技術,超薄玻璃成形、退火與無塵封裝運輸技術以及智能生產技術。開發這些新型技術,既可應用于傳統浮法玻璃生產,又有利于傳統浮法玻璃更加節能環保和轉型升級。(

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