合肥樂凱科技有限公司高級工程師趙保良
在中國平板顯示學(xué)術(shù)大會的分論壇材料和裝備上,合肥樂凱科技有限公司高級工程師趙保良為我們分享了我國光學(xué)基膜發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的趨勢。以下為演講文字實錄:
隨著我國光學(xué)基膜發(fā)展的迅猛發(fā)展,我們的光學(xué)薄膜和光學(xué)基膜得到了很大的發(fā)展,在有些產(chǎn)品上已經(jīng)基本上滿足了我們產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,這是一張我們產(chǎn)業(yè)鏈的一個初表?;旧夏軌蝻@示出,我們最終的產(chǎn)品內(nèi)容得到了,我們在BLU和LCM兩個模組方面用到的一些光學(xué)基膜和薄膜的基本內(nèi)容?,F(xiàn)在不光有這兩個膜,實際上現(xiàn)在的發(fā)展趨勢,在觸屏這個部分也大量運用到了(IPO)膜,它的基層也是BLU這些內(nèi)容。
光學(xué)薄膜定義:是由分層介質(zhì)所構(gòu)成的,通過截面對裝束進(jìn)行傳播,對光束的反射、投射、折射等方面得到在某一或者多個波段內(nèi)呈現(xiàn)特殊形態(tài)光束的介質(zhì)材料。實際上,實現(xiàn)的是它在光強方面的變化,比方說增透、減透、分束方面,包括像面的改變,這個基本是偏光片的原理。
傳統(tǒng)的光學(xué)薄膜是光學(xué)儀器的重要組成部分,在光線材料的表面涂抹一層多層的薄膜,這個材料是連續(xù)的介質(zhì),它能夠改變光的投射性質(zhì)跟反射光的性質(zhì)。在光學(xué)材料表面,有幾個納米或者幾十個微米的介質(zhì)從而達(dá)到所需要的光線特性。
光學(xué)薄膜需要有它的制備,目前來說風(fēng)兩個方面,一個是干式,一個是濕式的。
干式制備,是加工過程中沒有液體出現(xiàn),常間的就是氣相沉積、蒸發(fā)鍍膜等等方面。
濕式制備,把各種光學(xué)功能的成分混合成液體涂料,以不同的方式涂抹在柔性的基層上,我們現(xiàn)在業(yè)界說,本身我們業(yè)界叫基膜,實際上從整個大的產(chǎn)業(yè)鏈方面來看,一般叫(基質(zhì)),然后再柔性基層上涂抹之后進(jìn)行干化。
這是一張對照表,一個是它的設(shè)備是不一樣的,一個是鍍膜機,一個是涂布機。區(qū)別在于,典型的支持體上,干式制備法可依制備鋼性的器件內(nèi)容,包括汽車的部件,可以做成這一類的。濕式制備法是以塑料建材這部分作為典型的支持體。介質(zhì)厚度,一般干式可以達(dá)到納米級,但是濕式可以達(dá)到0.56毫米左右,這樣涉及到材料不同,所以它的環(huán)境友好型也是有所區(qū)別的。典型的制品當(dāng)中,現(xiàn)在眼鏡基本上都是鍍膜,咱們的收集,手機上現(xiàn)在都有一些保護(hù)膜,或者叫硬化膜。實際上剛才王教授也講了,蓋板的玻璃,(大猩猩)蓋板玻璃對普通的金屬鑰匙在上面劃一下不會留下痕跡,但是出于自我保護(hù)意識大家都要貼膜,這個就是我們的產(chǎn)品內(nèi)容。
我們的產(chǎn)品內(nèi)容基本上都投入在平板顯示,只是一個統(tǒng)計圖表,現(xiàn)在每年接近3億平米的內(nèi)容。這是從大尺寸液晶顯示和小/中尺寸液晶顯示面板產(chǎn)量的圖表,目前都在上升,特別是2016年,我國TFT-LCD8.5代線的集中投產(chǎn),對我們基膜的需求也大幅度上升。經(jīng)過前期的發(fā)展,在我國已經(jīng)形成了長三角的集群基地,涵蓋了國內(nèi)外的區(qū)域,應(yīng)該說所有面板的生產(chǎn)方,包括京東方、三星、熊貓以及我們的華星光電。
目前來說,京東方合肥10.5代線已經(jīng)有了設(shè)備訂單,11代線也在有條不紊的進(jìn)行推進(jìn)。
大家看一下TFT-LCD面板的結(jié)構(gòu),右圖涉及到光線薄膜有保光膜,下方有擴(kuò)散膜,整個這一部分是(BRU)的模組內(nèi)容,上偏光片、TFT、彩色光片等結(jié)構(gòu)內(nèi)容。隨著技術(shù)的發(fā)展,單一的光學(xué)薄膜在TFT-LCD的應(yīng)用當(dāng)中也是有所變化,比如說原來的亮片,現(xiàn)在可以合成一個叫復(fù)合片,隨著顯示技術(shù)的進(jìn)展,所需要的這些光學(xué)薄膜有一個發(fā)展趨勢,對我們下游的光學(xué)薄膜以及光學(xué)基膜提出了更高的挑戰(zhàn)。
這是大概的一個分內(nèi)內(nèi)容,把所有用在顯示器上面的光線末以及基膜的材質(zhì)做了一個基本的分析。重點說偏光片,偏光片在一塊面板上至少需要兩塊偏光片,偏光片的基材是(顯微素)。其他的光學(xué)薄膜都是比較小眾的了,現(xiàn)在有一種反其道而行之的,叫(窄式)膜,還有一個叫鏡片膜,打開屏幕可以看到現(xiàn)實內(nèi)容,關(guān)掉屏幕以后可以充當(dāng)鏡子的作用。
光學(xué)基膜的基本性能:一是力學(xué)性能,比如拉伸強度、彈性模量等。二是光學(xué)性能,如折射率、透射率以及色域都有一定的要求;三是穩(wěn)定性,包括耐受性、滲透性、尺寸的穩(wěn)定性等,我們現(xiàn)在的要求是150度的尺寸穩(wěn)定。此外,對表觀要求非常嚴(yán)格,對于點子、條道等缺陷在生產(chǎn)過程當(dāng)中都要有嚴(yán)格的控制。
光學(xué)BOPET薄膜:
光學(xué)BOPET薄膜,是由BOPET薄膜適應(yīng)平板顯示器件所逐步開發(fā)并廣泛使用的光學(xué)基膜,由于光學(xué)BOPET薄膜在聚酯類薄膜中占據(jù)絕對的比重,現(xiàn)在成型的工業(yè)化有三類:PET、PEN、PLA。
我國前期經(jīng)歷了高速增長,對光學(xué)BOPET薄膜,我的印象當(dāng)中應(yīng)該是2010年達(dá)到了200萬噸,2013年突破200萬噸,2016年突破300萬噸的產(chǎn)能。隨之而來帶來一些業(yè)內(nèi)的問題,產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品同質(zhì)化比較嚴(yán)重。
以光學(xué)BOPET薄膜為代表的高性能薄膜,毛利率在光學(xué)BOPET薄膜產(chǎn)品中較高,所以吸引了不少眾多廠家投入。在目前光學(xué)BOPET薄膜整體增長放緩的情況下,仍然有較好的發(fā)展。
光學(xué)BOPET薄膜的基本數(shù)據(jù)內(nèi)容:
截至2015年年底,我國光學(xué)BOPET薄膜生產(chǎn)線達(dá)到10不調(diào),實現(xiàn)23萬噸/年。樂凱作為光學(xué)顯示產(chǎn)業(yè)的開拓者,因為我們合肥樂凱是2006年進(jìn)入開發(fā)區(qū)的,到現(xiàn)在為止,已經(jīng)有3條光學(xué)薄膜生產(chǎn)線。光學(xué)BOPET薄膜的特殊之處,就是它有一定潔凈度的要求,因為它要用于顯示方面,所以對潔凈度有比較苛刻的要求。
這是光學(xué)BOPET薄膜生產(chǎn)工藝的示意圖:實際上就是從切片到料倉,然后進(jìn)入主擠出機,然后到?!,F(xiàn)在業(yè)內(nèi)有三臺主擠出機做到。作為原材料來說,一個是技術(shù)切片,一個卸料斗的材料,這是我們研發(fā)應(yīng)用的主要方面。
根據(jù)上面的流程,我們對于光學(xué)技術(shù)薄膜性能改進(jìn)有這么一個方面的認(rèn)識:
一、在原材料方面:在切片和光學(xué)母料方面有催化劑復(fù)配的內(nèi)容,還有光學(xué)聚酯切片和母料的配比內(nèi)容以及工藝參數(shù),這也決定了分子量分布的情況,特別是降低切片的低聚物的含量。在線涂抹材料,根據(jù)不同的用戶進(jìn)行不同的開發(fā)。
二、產(chǎn)品配方方面:一是光學(xué)聚酯基膜新層配方的開發(fā);二是光學(xué)聚類基層表層配方的開發(fā);三是不同的特性光學(xué)BOPET聚酯切片、聚酯母料的共混配研究。
三、生產(chǎn)工藝方面:一是對拉伸比、拉伸溫度、拉伸速度等關(guān)鍵性工藝指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性的整體調(diào)整,進(jìn)入深入的工藝條件探討;二是對生產(chǎn)制造設(shè)備的整改,嚴(yán)格的控制聚酯薄膜的表現(xiàn)弊病;三是對切片以及設(shè)備的工藝整改,關(guān)注、研究清潔度、材料包裝等方面要滿足下游客戶的要求。
這是我們對新產(chǎn)品開發(fā)的一些認(rèn)識,現(xiàn)有的光學(xué)薄膜主要用于擴(kuò)散模等基膜,對于聚酯薄膜、氣/水阻隔增強型光學(xué)聚酯薄膜、拉真強度都有保護(hù)作用。
光學(xué)TAC薄膜:
TAC主要用于偏光片上,業(yè)內(nèi)專家知道,它中間是一層PVA,外面是兩層TAC,偏光的作用,它的指標(biāo)內(nèi)容是在PVA上,國內(nèi)PVA的國產(chǎn)化更多的是咱們國內(nèi)的一家上市公司,它現(xiàn)在可能有這方面的課題研究。實際上在LCD的制程當(dāng)中需要上下兩個偏光片,它的使用兩是4片TAC薄膜,光學(xué)TAC薄膜占偏光片成本40%以上。
這是兩個市場需求的圖表,目前需求量還是很大,再一個就是產(chǎn)值,目前也是平穩(wěn)上升。國內(nèi)TAC的市場價格包括市場內(nèi)容都高于國際市場一雖然是有一個高漲期,但是過后之后有一個平緩穩(wěn)定的增長。
這是TAC廠家的介紹:TAC薄膜現(xiàn)在基本上都是由感光材料廠商所掌握技術(shù),比如日本的富士,中國的樂凱,還有臺灣的新光等。
我國光學(xué)TAC薄膜進(jìn)展:
中國樂凱已經(jīng)有50余年的感光材料用TAC的生產(chǎn)歷史,2012年國家中電信產(chǎn)品計劃,獲得了國家科技技術(shù)部、商務(wù)部、環(huán)境保護(hù)部頒發(fā)的“國家中電信產(chǎn)品”證書。整個TAC薄膜,應(yīng)該來講它有一定的技術(shù)門檻,技術(shù)門檻比較高。
這是光學(xué)TAC生產(chǎn)線的示意圖:首先要把三醋酸纖維素和溶劑、添加劑進(jìn)入棉交液制備,然后進(jìn)行過濾,之后進(jìn)入延伸模頭,再到帶式OR模式流延機,然后到預(yù)干燥段等等環(huán)節(jié)。偏光片有一個寬視角的內(nèi)容,現(xiàn)在國內(nèi)攻堅可能就是在這方面。
光學(xué)TAC薄膜的性能:主要包括光學(xué)性能、力學(xué)機械性能,透光率、霧度、延遲性作為關(guān)鍵指標(biāo)??傮w來講,在它的透光跟霧度以及延遲性上,TAC作為非常優(yōu)異的材料。
光學(xué)TAC薄膜關(guān)鍵性能:主要是受到三酸酸纖維素指標(biāo)、配方以及工藝參數(shù)等因素影響較大。我們了解,目前國內(nèi)已經(jīng)有溫州的僑業(yè)、深圳的盛波、深圳三利譜等公司進(jìn)行偏光片的生產(chǎn),在2018年將達(dá)到3500萬平方米的產(chǎn)能,我們也在與基膜的供應(yīng)商積極的配合、積極的攻堅。
光學(xué)TAC薄膜面臨以下的趨勢和未來機遇:
一是薄行化。為適應(yīng)平板顯示其薄型化,TAC的厚度也在不斷的降低。
二是寬幅化。隨著50寸-65寸顯示器逐漸成主流。
三是環(huán)境友好化。TAC薄膜的制程中必須使用溶劑,在棉交液制備、流延、干燥等工序都涉及溶劑的使用及其蒸發(fā)、回收。
四是適應(yīng)涂布(TVA)的生產(chǎn)制程。需要光學(xué)TAC薄膜生產(chǎn)廠商針對此類用戶專項研究。
五是TAC的薄膜需要開發(fā)附加地的功能。
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