LCD用光学薄膜技术与市场简介(20100828)

LCD用光学薄膜技术与市场概述

合肥乐凯科技产业有限公司李宇航

一、我国LCD及光学薄膜产业概述

进入二十世纪，平板显示（FPD）正逐渐取代阴极射线管显示（CRT），成为显示产业的主流。在FPD中以液晶显示（LCD）、等离子体显示器（PDP）和有机电致发光显示器（OLED）等应用比较广泛，其中尤以LCD所占比重最大。 LCD在经历TN（扭曲向列液晶显示）、STN（超扭曲向列液晶显示）、彩色STN阶段后，已发展到TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示）阶段，并且尺寸在不断扩大，目前TFT-LCD已占整个液晶产业收入的87%以上。

TFT-LCD产业是目前世界上产品应用最广、投资最大、发展最快的显示产业，产品主要应用在桌面显示器、笔记本电脑、电视、车载显示器、手机及其他电子显示产品上。在平板显示器各组件的生产过程中和最终产品中，大量使用各种类型的光学级薄膜。

TFT-LCD产业链包括上游薄膜晶体管液晶显示器用各种材料、中游面板及组件、下游电子产品三部分，目前中国大陆下游电子产品市场巨大，并拥有很大的发展潜力，中游面板及组件也在迎头赶上，但上游材料产业明显滞后，部分关键材料产量很少，甚至为零，整个产业链严重失衡。特别是作为LCD及其他平板显示器材所需的光学薄膜材料几乎全部依赖进口，这与我国作为全球最大的LCD终端产品生产国的地位极不相称。。

二、LCD产业链基本结构与LCD模块构造

LCD 产品制造涉及光学、半导体、电机、化工、机械、塑料等等各个领域，产品链中上下游产品所需技术层面级广，没有一个厂商能够从原材料到成品全部都做。因此，各领域分工明显，以下是LCD 产业链的基本结构及LCD 模块构造。

1、LCD 产业链的基本结构

上

游 材 料 中

游

面 板

下 游 应 用 产 品

在LCD 的产业链中，各种不同用途的光学功能薄膜处于产业链的最前端

（基础薄膜的制造厂家群），是LCD 产品的最主要初始原材料。

一般的LCD 模块由液晶组件（LCD cell ）和背光模组（Backlight module ）二大部分组成。

2、LCD 模块基本构造

3、光学薄膜在LCD组件中应用

在这二大组件中大量使用各种不同性能和规格的光学级薄膜，下表是不同的光学薄膜在LCD组件中的应用、数量及其功能。

⑵各种光学功能薄膜在LCD中的应用

无论是LCD，还是PDP、OLED等各类的FPD产品，在其基材中及生产加工制造过程中均大量使用各种规格的BOPET膜。BOPET膜是平板显示器件上游产品的主要初始原材料，大量应用在反射膜、增光片、扩散膜、广视角膜、防反射膜、离型膜和保护膜等。根据产品结构的不同，一块LCD模块产品中最多时含有八层不同规格的BOPET光学薄膜；在LCD模块组装过程中还需六～八层不同规格和品种的BOPET膜作为离型保护膜。故随着平板显示产业的发展，BOPET膜的市场需要

量将不断增加。目前FPD的光学薄膜材料基本上为国外进口，国内产品在FPD中的应用份额甚微，市场容量极大。

①光学PET薄膜在LCD中的应用

a.背光模组

背光模组的反射片、下扩散片、下棱镜片、上棱镜片、上扩散片均是以聚酯薄膜为基材的。

反射片:

一种是在聚酯薄膜表面镀银或镀铝，形成镜面效果，起到反光的作用。另一种是白色聚酯薄膜直接用做反射膜。

基材聚酯薄膜：厚度 50 μm 、75 μm 、100 μm 、188 μm、250μm 扩散片:

是在薄膜的一个表面涂布一层均匀光扩散粒子，起到将照射光均匀分散的作用。扩散片又分为上扩散片和下扩散片。

基材聚酯薄膜：厚度 50 μm、 75 μm 、100 μm 、125 μm、

150 μm 、188 μm 、250 μm

棱镜片:

也称增光片，是在薄膜的一个表面涂布树脂或直接射出产生锯齿状的纹路，以形成集光的功效，因此叫棱镜片。加入棱镜片后，单片可增亮60%左右，双片可增亮120%左右。

基材聚酯薄膜：厚度 125μm、188μm、250 μm

b.偏光片

偏振片也称偏光片，在液晶两侧玻璃板上各贴有一张。偏振片的

离型膜、表面保护膜都是聚酯薄膜。

作为偏光片的主要原材料有三种光学薄膜：

PVA薄膜（聚乙烯醇薄膜）：通过拉伸、浸碘等工艺使之具备抛光功能。

TAC薄膜（三醋酸纤维素薄膜）：PVA偏光膜的保护膜。

PET薄膜（聚酯薄膜）：偏光片的保护膜，高档保护膜还包括防静电层、防水层和防污层等。

基材聚酯薄膜：厚度 25μm、38μm

c.广视角膜

广视角扩散膜，顾名思义增加可视角度的薄膜，贴在液晶玻璃板和偏光片之间，因此分上下各一张。广视角扩散膜的基材为聚酯薄膜，制作工艺有摩擦法和UV偏光法两种。

基材聚酯薄膜：厚度 100μm

d.防反射膜（或低反射膜）

防反射膜，贴在显示器表面，防止外部光线干扰视觉，同时表面硬化处理，防止划擦伤。防反射膜的基材为聚酯薄膜，在薄膜一个表面涂布两三层不同折射率的涂层防反射，在涂层外面再贴PET保护膜；在薄膜另一面涂布压敏胶涂层并覆膜。

基材聚酯薄膜：厚度 100μm、125μm、175μm、188μm

②聚酯薄膜在PDP领域的应用

PDP即等离子体显示，聚酯薄膜在PDP的制造方面主要应用在防反射膜、阻隔电磁波和红外线薄膜部分。

a.防反射膜

防反射膜，其作用和LCD表面的防反射膜一样，防止外部光线干扰视觉，同时表面硬化，防止划擦伤，基材也为聚酯薄膜。基材聚酯薄膜：厚度 30 μm、100 μm

b.电磁波屏蔽膜及Ne-CUT薄膜

阻隔电磁波及红外线薄膜和防反射膜分别贴在一张强化玻璃两侧，阻隔薄膜基材为聚酯薄膜，在薄膜一个表面溅镀三层复合镀层，在镀层表面涂布压敏胶涂层并覆膜；在薄膜另一面涂布压敏胶涂层并覆膜。一片防反射膜包含三层聚酯薄膜。

基材聚酯薄膜：厚度 100 μm

③聚酯薄膜在触摸屏领域的应用

触摸屏用聚酯薄膜分为两种，第一种为一面涂布硬化层，硬化层有防眩和不防眩两种，另一面用保护膜覆膜；第二种为普通光学薄膜。

基材聚酯薄膜：厚度 188 μm、125 μm

④聚酯薄膜在柔性印刷电路板中的应用

柔性印刷电路板几乎可以应用到所有电子线路板中.主要有两种应用，一种是用于线路板的制作，一种是用于两块线路板中的隔板（隔膜）。这种应用对聚酯薄膜的二次热收缩有很严格的要求，二次热收缩要求为“0”。另外在加热过程中不能有低聚物析出，薄膜不能发生变形等。

用于柔性印刷电路板的聚酯薄膜厚度主要是75μm、100μm、125μm。

⑤聚酯薄膜在OLED中的应用

OLED（Organic Light Emitting Device-OLED)属于一种崭新的显示器件，它作为第三代平板显示器材，在可以预见的3－5年内将会对未来的图像显示技术带来无法估量的冲击力!

和LCD一样，在OLED的产品和生产过程中，也将大量采用不同规格的聚酯薄膜，基本的技术要求同应用于LED的聚酯薄膜相同，作为光学级聚酯薄膜最具发展潜质的领域。

三、平板显示用光学PET薄膜的现状与发展趋势

在平板显示产业链中，国内薄膜制造方面生产厂家仅在TAC薄膜和PET薄膜占有微小份额，而薄膜深加工产品基本是空白，所有深加工产品均来自日本、韩国、中国台湾，少量来自欧美国家。国外BOPET 膜厂商主要有日本的帝人、东丽、三菱、杜邦、韩国SKC、KOLONG等。产量约占世界产量的80%以上。国内仅对仅仅对光学薄膜产品进行模切和组装加工。

根据产品结构的不同，一块LCD模块产品中最多时含有八层不同规格的BOPET膜；在LCD模块组装过程中还需六～八层不同规格和品种的BOPET膜作为离型保护膜。故随着平板显示产业的发展，BOPET 膜的市场需要量将不断增加。

随着平板显示器、触摸屏、柔性印刷电路板和离型膜的广泛应用，BOPET厚膜的需用量会不断增长，但国内厚膜生产厂较少，同时在质量上也难以满足光学级膜的需要。为适应平板显示器市场的迅猛发展需要，世界各BOPET生产厂也均在扩大厚膜的产能以适应市场的需

要，也有外商开始在中国大陆建BOPET生产线；国内众多的薄膜生产厂家也正纷纷将目光转向厚膜生产领域，未来几年国内厚膜市场也必将会出现新的市场竞争。

国内生产厚膜厂家较少，BOPET厚膜生产线情况见下表。

国内BOPET厚膜生产线情况表

在以上厚膜生产线中，只有合肥乐凯科技产业公司的生产线是以光学薄膜为目标的生产线。但是，由于光学薄膜巨大的市场容量和发展潜力，特别是近年来新兴能源和新型照明（LED）产业对光学薄膜的需求突然放大，造成了国际市场上光学薄膜非常紧缺的局面。在国际上，仅2010年就新增厚膜线8条左右，新增总产能14.5万吨左右。国内现在有许多厂家密切关注光学薄膜的市场。但是，由于光学薄膜

的技术门槛较高，以至到目前为止，除合肥乐凯科技产业准备上第二条光学级聚酯薄膜生产线外，其他厂家仍处在观望状态。

四、国内LCD光学薄膜研发、市场情况

综上所述，LCD光学薄膜主要有以下几种：

光学级基膜：包括光学级聚酯薄膜（PET）、三醋酸纤维素薄膜（TAC）、聚乙烯醇薄膜（PVA）

光学级功能膜：包括扩散膜、增亮膜、偏光膜、反射膜、硬化膜、保护膜、离型膜等等。

目前，在国内尚没有研究LCD光学级薄膜的专门机构，甚至在我国的海关税则中也没有与这些产品的相对应的条目。而这些才是我们的LCD 产业的基础，没有这些基础，我国的LCD 产业将成为空中楼阁。而在台湾，伴随着笔记本电脑和监视器的产业发展，其光学级功能膜的发展取得了长足的进展，在这方面，台湾工研院起到了至关重要的作用。在化工材料的合成、配方调配和精密涂布方式的研究等方面均成立了专门的研究机构。在我们所接触到的台湾光学功能膜生产厂家中，其研发人员相当一部分具有工研院背景。

LCD光学薄膜的研究主要牵涉几项基础技术：

微粒及其分散技术：在光学级基膜生产技术中，光学级添加剂及其分散技术至关重要。

薄膜制造工艺技术：包括光学级双向拉伸薄膜制造技术、光学级

流延TAC薄膜、PVA薄膜制造技术。

功能膜精密涂布技术：配方研制、涂布液配制、涂布方式研究（微凹版、条缝式、计量棒、转移辊等等）。

涂布材料的合成制备：扩散粒子、UV硬化液、PSA胶等。

从日本和韩国LCD产业的发展历程来看，要想在LCD产业真正取得话语权，加强对基础材料，特别是LCD用的各种光学级薄膜及其制备过程的研究是至关重要的。在日本，甚至将LCD相关光学级薄膜，尤其是光学级基膜作为战略物资进行管理。

在我国，目前仅有中国乐凯胶片集团公司在进行LCD相关光学薄膜的基本研究和生产。乐凯集团多年来在微粒及其分散技术、PET和TAC薄膜的制造以及各种精密涂布技术方面取得了一定的技术和人才积累，这些技术和人才积累，给乐凯公司向光电显示产业转型提供了基本的技术支持。但是，以中国作为全球LCD产业大国的地位，要想弥补LCD产业链最前端光学薄膜严重缺失的状态，仅仅一个乐凯是远远不够的。我们应该从更高的层次上来审视这种产业链缺失对我国LCD产业的深远影响。真正做到与我国LCD产业大国地位名实相符。任重而道远。

2010年8月31日