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　　文/深圳市納微科技有限公司

　　我國(guó)對(duì)液晶顯示技術(shù)的研究起始于20世紀(jì)70年代末，從20世紀(jì)80年代開始，我國(guó)開始從國(guó)外整套引進(jìn)液晶顯示器生產(chǎn)線，目前我國(guó)大陸約有146條TN/STN生產(chǎn)線，產(chǎn)品產(chǎn)量占全球的85%以上，有7條五代以下TFT LCD生產(chǎn)線，是全球第四大液晶顯示產(chǎn)品的生產(chǎn)國(guó)，是全球最大的TN/STN生產(chǎn)國(guó)。隨著我國(guó)多條高世代TFT-LCD的開工建設(shè)，到2012年我國(guó)將成為世界主要的LCD生產(chǎn)和銷售中心。

　　2009年2月國(guó)務(wù)院通過的《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》，把“新型顯示和彩電工業(yè)轉(zhuǎn)型”列為六大重點(diǎn)工程之一，明確支持6代以上液晶面板(TFT LCD)生產(chǎn)線的建設(shè)，支持骨干彩電企業(yè)提升模組一體化整機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力。規(guī)劃的出臺(tái)，對(duì)LCD產(chǎn)業(yè)的支持范圍更明確、扶持力度更大，從而增強(qiáng)了企業(yè)投資液晶面板生產(chǎn)線的信心。據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)，僅2009年投資（或擬投資）的LCD面板生產(chǎn)線就多達(dá)6條，面板生產(chǎn)線的世代覆蓋了6至8.5代，參與投資的企業(yè)除了傳統(tǒng)的面板生產(chǎn)廠商如京東方、龍騰光電等，還涉及到一些新進(jìn)入的企業(yè)，如中電熊貓、TCL等。隨著明后年，這些高世代線的陸續(xù)投產(chǎn)，將在很大程度上改善我國(guó)LCD產(chǎn)業(yè)集中于下游整機(jī)制造、上游面板產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小、競(jìng)爭(zhēng)力薄弱的現(xiàn)狀，有利于我國(guó)LCD產(chǎn)業(yè)布局的完善。

　　作為資金和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，中國(guó)在光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，仍面臨薄弱環(huán)節(jié)多的現(xiàn)狀，突出表現(xiàn)在缺乏核心技術(shù)和相關(guān)原材料?，F(xiàn)階段，歐美、日本以及韓國(guó)等國(guó)家在發(fā)展光電產(chǎn)業(yè)的過程中，都積極提升其前端研究實(shí)力，通過技術(shù)掌控來引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，搶占先機(jī)，從而獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)地位。另一方面，高世代面板生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在日本和韓國(guó)手中，過去的十年內(nèi)，日本的LCD產(chǎn)業(yè)似乎一直在走下坡路。全球LCD產(chǎn)業(yè)的銷售額增長(zhǎng)了幾十倍，而日本廠商所占據(jù)的市場(chǎng)份額卻從95%的高位下降到了不足三成，但憑借著對(duì)核心技術(shù)的掌握，通過專利授權(quán)等手段，日本在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中獲得更高的利潤(rùn)。

　　在TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈中，上中下游關(guān)系非常緊密，是一個(gè)有機(jī)體，上中下游產(chǎn)業(yè)之間的依賴性比較強(qiáng)。上游的設(shè)備及原材料產(chǎn)業(yè)，是中游面板產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要基礎(chǔ)。中游面板產(chǎn)業(yè)是整個(gè)TFT產(chǎn)業(yè)的核心紐帶，一方面通過需求拉動(dòng)設(shè)備及原材料的發(fā)展，另外一方面推動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張，在我國(guó)密集布局高世代液晶面板生產(chǎn)線的情況下，缺乏核心技術(shù)和原材料是制約中國(guó)LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題，在上游產(chǎn)業(yè)鏈如玻璃基板、濾光片、偏光片、液晶材料和微球材料等核心環(huán)節(jié)的建設(shè)相對(duì)滯后，隨著LCD行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，行業(yè)的整體利潤(rùn)率將逐漸下滑，為降低成本，提升競(jìng)爭(zhēng)力，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化原材料是我國(guó)顯示屏生產(chǎn)廠家必然的選擇，否則將給我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來了隱患。

　　因此，如何提高我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)的研發(fā)質(zhì)量和改善產(chǎn)業(yè)生存環(huán)境，是我國(guó)平板顯示行業(yè)全體同仁需要一致努力的方向和目標(biāo)。

　　一、間隔物材料

　　制盒是制造液晶顯示器最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，TN/STN/CSTN和5代以下TFT-LCD生產(chǎn)線都需要用間隔物來控制液晶盒厚度，而5代線以上的TFT則采用PHOTO SPACER技術(shù)，不用噴灑間隔物。微球作為間隔物來保持LCD上下兩片玻璃基板之間的距離也就是液晶層的厚度，液晶盒厚度不均會(huì)造成液晶應(yīng)答特性改變，畫面模糊，還會(huì)造成顏色不均、彩虹等，間隔物散布不良將改變對(duì)比值，影響視角大小，是影響液晶屏成品率最主要的因素，可以說沒有間隔物就沒有TN/STN液晶屏。

　　間隔物材質(zhì)以塑料和玻璃最為普遍。玻璃材質(zhì)價(jià)格低，粒徑控制佳，但容易劃傷玻璃；塑料材質(zhì)柔軟，粒徑均一性不易控制，應(yīng)用工藝簡(jiǎn)便，是市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。間隔物形狀有棒狀和球形，但以球形為主。隨著技術(shù)的發(fā)展，又有了黑色、粘性等新型間隔物。

　　間隔物（SPACER）是影響液晶屏質(zhì)量和成品率的主要因素，因此必須滿足粒徑均勻、分散性好、高純度、優(yōu)異的彈性和硬度，好的耐熱耐寒性等嚴(yán)格的要求，制備技術(shù)難度極大，因此有很高的技術(shù)壁壘，此前該產(chǎn)品一直被少數(shù)日本企業(yè)寡占，連液晶屏產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)也沒有實(shí)現(xiàn)本土化。

　　隨著我國(guó)TN-LCD、STN-LCD產(chǎn)量躍居世界第一，我國(guó)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)TN-LCD、STN-LCD的材料和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，其中的間隔物國(guó)產(chǎn)化使命則是納微科技完成的。

　　二、間隔物市場(chǎng)

　　國(guó)內(nèi)主要使用球形間隔物。間隔物需求量大約在每月100公斤，每年的市場(chǎng)容量為1200公斤，市場(chǎng)總值為1億元（不包括黑色、粘性和3D眼鏡用間隔物）。

　　作為一個(gè)LCD產(chǎn)業(yè)必不可少的部件，之前國(guó)內(nèi)97%的間隔物市場(chǎng)被日本積水、早川和觸媒等少數(shù)企業(yè)壟斷，但是，在這一領(lǐng)域尚未出現(xiàn)能夠挑戰(zhàn)日本企業(yè)的新進(jìn)入者。國(guó)內(nèi)的納微科技是除日本外，唯一能夠?qū)㈤g隔物產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。

　　三、間隔物國(guó)產(chǎn)化

　　間隔物產(chǎn)品雖然占TN/STN LCD材料成本的比例很低，但卻是不可缺少的重要原材料，之前國(guó)內(nèi)也有多家高校和科研院所等單位嘗試開發(fā)，由于種種原因，并沒有量產(chǎn)成功。

　　納微科技作為國(guó)內(nèi)首家開發(fā)出適合TN/STN LCD用間隔物的廠家，不僅打破了日本企業(yè)對(duì)液晶間隔物市場(chǎng)幾十年的壟斷，也在無形中改善我國(guó)中小尺寸液晶屏的產(chǎn)業(yè)生存環(huán)境。目前的產(chǎn)品規(guī)格有與積水規(guī)格對(duì)應(yīng)的HT和HS系列間隔物產(chǎn)品，也有硬度等性能指標(biāo)與早川對(duì)應(yīng)的A系列間隔物產(chǎn)品，粒徑從2微米到45微米，步長(zhǎng)為0.05微米，并能量產(chǎn)粒徑小于2微米或大于45微米的LCOS和觸摸屏等特殊用途的間隔物，近期開發(fā)出3D眼鏡用硅質(zhì)間隔物。此外，納微科技還是國(guó)內(nèi)量產(chǎn)PDLC用微球材料的廠家。

　　四、微球材料的拓展應(yīng)用

　　聚合物微球的最大優(yōu)點(diǎn)在于其制備與改質(zhì)的方法更具有彈性，除了微粒的形狀及其大小可輕易改變之外，微粒的表面性質(zhì)更可藉由各種不同的改質(zhì)方法而導(dǎo)入多元化的機(jī)能。例如，可調(diào)控的折射率、分散性、流動(dòng)性、彈性等特性，使其早已廣泛地被運(yùn)用作為光學(xué)膜片(擴(kuò)散膜（板）、抗眩光膜)等。表面鍍有金屬層的聚合物微球則可用來作為電子構(gòu)裝和電子防護(hù)用材料。這里主要將介紹聚合物微粒在FPD領(lǐng)域的其它應(yīng)用。

　　1、導(dǎo)電金球

　　LCD 驅(qū)動(dòng)IC部分與TFT基板上細(xì)小線路的接合，主要是藉由異向性導(dǎo)電膠來達(dá)成。異向性導(dǎo)電膠膜的主要組成包括可熱硬化的絕緣樹脂材料以及導(dǎo)電微球材料，其上下各有一層保護(hù)膜。在使用時(shí)先將保護(hù)膜撕去，并把異向性導(dǎo)電膠膜貼附至基板的電極上，再把另一層保護(hù)也撕掉。在精準(zhǔn)對(duì)位后將上方對(duì)象與下方基板壓合，經(jīng)過加熱及加壓一段時(shí)間后使絕緣膠材固化，在垂直的加壓過程中原本分離的導(dǎo)電金球便會(huì)互相接近碰觸，而橫向部份則仍維持分離的絕緣狀態(tài)，因此可以形成垂直的導(dǎo)通電路，而橫向則仍然保持絕緣的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。異向性導(dǎo)電膠膜中所使用的導(dǎo)電金球，一般以鍍金鎳的聚合物微球?yàn)橹髁?，由于聚合物微球具有彈性，不但不?huì)傷害TFT基板上的銦錫氧化物(ITO, Indium tin oxide)線路，而且在加壓膠合的過程中，聚合物微?？梢宰冃纬蕶E球狀以增加接觸面積，一般所使用的聚合物微球成份主要為亞克力材料所制成的球體形狀。

　　由于導(dǎo)電金球是間隔物的衍生產(chǎn)品，在間隔物的表面進(jìn)行修飾，把金屬鎳和金鍍到間隔物的表面，也有很高的技術(shù)壁壘，目前能夠商業(yè)化生產(chǎn)導(dǎo)電金球的廠家只有日本積水和日本化學(xué)，其中積水使用自己的間隔物產(chǎn)品作為基材，日本化學(xué)則從早川采購(gòu)微球。索尼和日立是世界上最大的兩家ACF生產(chǎn)廠商，其生產(chǎn)ACF所需的導(dǎo)電金球就來源于這積水和日本化學(xué)。

　　各向異性導(dǎo)電膜(ACF)自20世紀(jì)70年代第一次用于連接電子計(jì)算器的液晶顯示器面板以來，隨著液晶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于液晶涉及的各個(gè)領(lǐng)域，比如用于薄膜電子晶體管（TFT）液晶顯示，TFT 液晶顯示的外引線鍵合（OLB）互連，倒裝芯片封裝（FCP），薄膜上芯片（COF）和玻璃上芯片（COG）等等，其后也開始應(yīng)用于半導(dǎo)體制造等其它工業(yè)領(lǐng)域。隨著小型超薄、大平面顯示器的發(fā)展，超精細(xì)線路設(shè)計(jì)的需求以及移動(dòng)通訊等行業(yè)的快速發(fā)展，特別是未來幾年，我國(guó)的高世代生產(chǎn)線的投產(chǎn)和境外模組廠加快遷移到大陸，ACF封裝材料的市場(chǎng)將超過100億元。

　　2、抗眩光膜

　　顯示器在使用時(shí)一般有外界的環(huán)境光存在，而當(dāng)外界光線照在未經(jīng)處理的平整屏幕上時(shí)，反射光線容易集中在某一個(gè)角度進(jìn)入人眼，此一集中的反射光強(qiáng)度往往超過人眼所能承受的程度，因而會(huì)看不清屏幕上的內(nèi)容，造成所謂的眩光。解決眩光問題的方法就是使屏幕的表面變得粗糙不平整，這不平整狀態(tài)可使得照射在上面的光線產(chǎn)生散射的效果，反射光線因?yàn)樯⑸涞礁鱾€(gè)角度因此不會(huì)集中在某一個(gè)特定角度。使表面不平整的方法有幾種，可以使用機(jī)械的方法對(duì)表面作噴砂處理，也可以在表面上均勻涂布一層聚合物微球做成凹凸?fàn)?，但是所涂布的物質(zhì)仍須具有高透明性及一定的穩(wěn)定性。

　　3、擴(kuò)散板/擴(kuò)散膜

　　擴(kuò)散膜（板）所用的樹脂材料主要為PET、PC、PMMA，產(chǎn)生光擴(kuò)散的機(jī)理主要靠表面結(jié)構(gòu)或是內(nèi)部充填擴(kuò)散微球兩種方式。擴(kuò)散膜主要結(jié)構(gòu)是在透明的塑料薄膜基材上涂布一層含有擴(kuò)散微球的涂料，擴(kuò)散板主要結(jié)構(gòu)是在塑料基質(zhì)如PMMA中混合擴(kuò)散微球，光擴(kuò)散微球?qū)Ⅻc(diǎn)光源（LED燈）和線光源（CCFL燈）處理成面光源的原理是，當(dāng)光線通過微球時(shí)，利用微球的球面和光線穿過不同材質(zhì)時(shí)有折射的原理來實(shí)現(xiàn)。藉由添加擴(kuò)散微球來達(dá)到勻光效果的擴(kuò)散板材料，為聚合物微球在大尺寸TFT-LCD液晶顯示器面板中最主要的應(yīng)用部分。一般LCD需要兩片擴(kuò)散膜，上擴(kuò)散膜與下擴(kuò)散膜各一，上擴(kuò)散膜更有消除棱鏡片的圖案與保護(hù)棱鏡片的功能，最多的LCD可用到七張擴(kuò)散膜，取消增亮膜。

　　擴(kuò)散膜（板）在背光模組中的作用主要是使下方的光源在透過它時(shí)，能夠產(chǎn)生擴(kuò)散作用，從而使得光線均勻地分布。對(duì)于大尺寸TFT-LCD，不僅提供光線處理的作用，擴(kuò)散板能在機(jī)構(gòu)上起到對(duì)TFT面板提供支撐作用。由于LCD的能量利用率只有大約4%左右，因此，各界都在想辦法提高背光各種膜片的光學(xué)效率，一般擴(kuò)散板的厚度約為2mm，目前則是朝降低厚度的方向發(fā)展，均勻性微球作為光擴(kuò)散劑，可以有效地降低光學(xué)膜片的厚度，減少光路行程，從而降低光線的損耗，另外，均勻性的微球作為光擴(kuò)散劑，還可以利用軟件進(jìn)行光學(xué)膜片的設(shè)計(jì)和光線的模擬，降低開發(fā)周期和成本。

　　在背光模塊材料中，相較于棱鏡片等光學(xué)膜片，擴(kuò)散膜所占成本比重雖不高，但在LCD TV高亮度規(guī)格要求下， 電視產(chǎn)品顯示出的均勻度與亮度主要受擴(kuò)散材料的質(zhì)量影響。韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣的多數(shù)模切公司，本身并不生產(chǎn)光學(xué)膜，而只是代理國(guó)外的品牌或進(jìn)口半成品進(jìn)行分切包裝，即便是SKC廠家，其需要的光擴(kuò)散微球也是從日本企業(yè)采購(gòu)。

　　國(guó)際主要領(lǐng)導(dǎo)廠商為日本的Keiwa(惠和)、Tsujiden、Kimoto與韓國(guó)的SKC、Shinwha等廠商，臺(tái)灣則有宣茂、長(zhǎng)興跨入全制程，華宏與日本擴(kuò)散膜大廠Keiwa合作，進(jìn)行后段的切割、印刷、包裝等工作，并計(jì)劃跨入前段的制程。因此，總體來看，光學(xué)擴(kuò)散膜市場(chǎng)是一個(gè)高增長(zhǎng)、高附加值、典型的技術(shù)主導(dǎo)的市場(chǎng)，有著良好的前景。

　　4、反射板

　　反射板可將自底面漏出的光反射回模塊中，以增加光的使用效率。除此反射板在搭配偏光轉(zhuǎn)換膜使用時(shí)，另具有將被反射回來的偏光再次散亂成一般光源后再發(fā)射出去的功能。美國(guó)專利US2008/0049419中提及在反射板的反射層上加上一層透明層，在透明層中添加入加入5-50μm聚合物微球，這些微球主要使用亞克力材料，藉由增加表面的曲率來增加光線的使用率。

　　5、抗黏著(anti-blocking)

　　一般表面平滑聚合物膜材會(huì)因?yàn)榫砝@或推迭而產(chǎn)生黏著的現(xiàn)象，特別是當(dāng)卷繞的膜材儲(chǔ)存在較高的溫度與濕度的環(huán)境下時(shí)，很容易產(chǎn)生粘著現(xiàn)象。傳統(tǒng)上的做法會(huì)在聚合物膜材中加入抗黏著劑(anti-block agent)來增加表面的粗度以避免產(chǎn)生黏著現(xiàn)象，并降低摩擦力與提升膜材間的滑動(dòng)能力，傳統(tǒng)的抗黏著劑主要有無機(jī)微球或是有機(jī)聚合物微球兩大類，均可達(dá)到相當(dāng)好的抗黏著性能。

　　6、LED光擴(kuò)散劑

　　發(fā)展LED應(yīng)用時(shí)最常面臨的問題之一，就是要克服其“點(diǎn)”光源的特性，使光線能更均勻地?cái)U(kuò)散，達(dá)到照明的效果。納微科技利用動(dòng)態(tài)交聯(lián)技術(shù)，將納微米級(jí)擴(kuò)散微球混于A/B膠中，再封裝成各型LED燈。這種技術(shù)也可用來制作擴(kuò)散型導(dǎo)光板和擴(kuò)散板，將納微米擴(kuò)散微球混于透明的高分子材料中，如亞克力或PC等，再搭配精密加工射出技術(shù)，成為高效擴(kuò)散型導(dǎo)光材料。

　　運(yùn)用封裝在LED燈珠或?qū)Ч獍?擴(kuò)散板中的納微米微球，可將光線進(jìn)行多向散射，使LED發(fā)出的光能均勻擴(kuò)散到整個(gè)燈珠或面板，形成球面光源或面光源，達(dá)到勻光的效果。勻光LED，可用于電子顯示牌、數(shù)碼管、點(diǎn)陣和光磚等產(chǎn)品。而擴(kuò)散型導(dǎo)光板和擴(kuò)散板能廣泛應(yīng)用在LED、面板、及光電相關(guān)產(chǎn)品上，包括家具、家電、燈具，或是3C用品、戶外廣告牌、商品外殼等，例如與家具結(jié)合，就能成為可發(fā)光的桌、椅、柜等。

　　而要達(dá)到勻光效果，須滿足兩個(gè)條件：一是，光擴(kuò)散劑的光折射率要比樹脂的折射率高。一般光擴(kuò)散劑的折射率為1.54，亞克力樹脂的光線折射率為1.49。過高或低于樹脂折射率會(huì)造成大量的反射，影響了透光率，接近樹脂折射率，會(huì)減少光散射的路徑，透明度下降少，無法有效的遮蔽光源。二是，光擴(kuò)散劑微球的粒徑要大于可見光波長(zhǎng)。由于光擴(kuò)散劑的直徑要比可見光的波長(zhǎng)（0.4～0.75um）大，所以分散在樹脂里的足量的光擴(kuò)散劑能有效的遮蔽光源，而相臨兩個(gè)光擴(kuò)散粒子之間的距離很小。因此，要產(chǎn)生多次散射，使耀眼的入射光變成柔和光。

　　總之，微球材料作為平板顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料，不僅用作間隔物和導(dǎo)電金球，還是制作LCD擴(kuò)散膜、LED封裝料和IC制造用CMP拋光液的關(guān)鍵原料，一直以來被外企壟斷，我國(guó)每年要從國(guó)外進(jìn)口幾十億元的微球用于平板顯示產(chǎn)業(yè)。因此，納微科技的微球產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，可填補(bǔ)我國(guó)這一關(guān)鍵材料的空白，對(duì)促進(jìn)TFT-LCD配套材料國(guó)產(chǎn)化、建立完整的TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)我國(guó)平板顯示乃至光電產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有著巨大的推動(dòng)作用。