סרט אופטי - סרט אופטי נמצא במיקום המפתח של שרשרת תעשיית הפאנלים, והלוקליזציה של מקטב הפכה למגמה.

סרט אופטי הוא מוצר סרט דק בעל תכונות אופטיות במובן הרחב. הוא מחולק בעיקר למקטבים ולמוצרי סרטים אופטיים המשמשים במודולי תאורה אחורית (BLU). אזורי היישום העיקריים הם לוחות TFT-LCD (כ -20% מהעלות הכוללת), מקטבים. יש להשתמש בהם גם בלוחות OLED. יכולת ייצור הפאנלים ממשיכה לעבור ליבשת. מצד אחד, ההשקעה בלוחות LCD, במיוחד מוצרים גדולים, גדלה, מה שמניע את הגידול בביקוש לסרטים אופטיים; מצד שני, לוקליזציה של מקטבים מביא גם הזדמנויות גדולות יותר.

מבוא: סקירה של תבניות דקות

ניתן לחלק חומרי ממברנה לסרטים פונקציונליים (סרט) וממברנות הפרדה סלקטיביים (קרום). חומר הסרט הדק הוא חומר דו מימד שנוצר על ידי הפקדת אטומים, מולקולות או יונים על פני המצע. חומרי ממברנה כוללים מגוון רחב של תחומי ייצור ויישום, המכסים תעשיות רבות כגון חומרי בניין, שימור אנרגיה והגנה על הסביבה, רפואה, אלקטרוניקה, מזון, תחבורה, אנרגיה וכימיקלים. סרט פונקציונלי מתייחס בעיקר לשכבת הסרט בעלת תכונות פיזיקליות וכימיות ספציפיות, המשמשת לכיסוי פני שטח או כריכוך, תוך שימת דגש על תכונות החוזק שלה, תכונות פני השטח, תכונות אופטיות, תכונות מליטה או תכונות מחסום וכו '; ולממברנות הפרדה סלקטיביות יש חומרים עם פונקציות הפרדה סלקטיביות, תשומת לב רבה יותר מוקדשת למבנה הנקבוביות המיקרוסקופי, למנגנון ההפרדה ולביצועים.

מוצרי סרטים פונקציונליים המבוססים על מצעים פולימרים הופכים פופולריים יותר ויותר בתחומים שונים, במיוחד סרטים עם פונקציות אופטיות. סרטי פולימר (כגון PET, PC, PMMA, PVC, TAC וכו ') הם בעלי תכונות אופטיות מצוינות ותכונות פיזיקליות ומכניות. הטמעת ציפויים פונקציונליים נוספים כגון ציפויים להתקשות פני השטח או כמה ציפויים פונקציונליים מיוחדים הופכים את הפולימרים הללו לפונקציונליות של חומרי סרט דק, שופרה וערך היישום גדל. על פי שימושים ופונקציות שונות, ניתן לחלק אותו לסרטים אופטיים, סרטי מחסום מגן, סרטים חשמליים ואלקטרוניים, סרטי אדריכלות וסרטים מיוחדים אחרים.

קרומי הפרדה סלקטיביים משכו תשומת לב רבה על יישומם הרחב בענף הטיפול במים. קרום ההפרדה הוא חומר מיוחד בעל שכבה דקה עם פונקציית חדירות סלקטיבית. הוא יכול לחלחל חומר אחד או כמה בנוזל, בעוד שחומרים אחרים אינם יכולים לחלחל, ובכך ממלא את התפקיד של ריכוז והפרדה וטיהור. . קרומי הפרדה נמצאים בשימוש נרחב בהתפלת מי ים, ריכוז מזון, טיפול בשפכים, הכנת אוויר מועשרת בחמצן, ייצור מים אולטרה-טהורים רפואיים, כליות מלאכותיות וריאות מלאכותיות ותרופות לשחרור איטי.

כחומר חדש חשוב, חומרי קרום בעלי ביצועים גבוהים זכו לתשומת לב ותמיכה במדיניות הלאומית הרלוונטית בשנים האחרונות. ב" תכנית חמש שנים עשר", חומרי קרום בעלי ביצועים גבוהים נכתבו למסמכים ממשלתיים כתוכנית מיוחדת, והועלתה היעד של 100 מיליארד יואן תוך חמש שנים."" תוכנית חמש שנים 13; מזכיר גם חומרים ממברנתיים בעלי ביצועים גבוהים, אך בהשוואה ל-" תכנית חמש-שנתית" המתמקד בגודל השוק ובנתח השוק," תוכנית חמש שנים 13" מדגיש את קביעת התקנים התעשייתיים ואת החשיבות של חומרי הממברנה לשימור אנרגיה. יישום בהגנה על הסביבה.

1. מבוא לסרט אופטי

1.1 סיווג סרטים אופטיים: מקטבים, סרטים אופטיים למודולי תאורה אחורית

סרט אופטי מתייחס להכנה או ציפוי של סרט או דיאלקטרי אחד או יותר או סרטי מתכת או שילוב של שני סוגי הסרטים הללו על אלמנטים אופטיים או מצעים עצמאיים לשינוי מאפייני ההעברה של גלי האור, כולל הקרנת אור, השתקפות, קליטה, פיזור , קיטוב ושינוי פאזה. לכן ניתן להתאים את העברת ההחזר ואת ההחזרה של פני השטח של רצועות גל שונות על ידי התייחסות נכונה, וגם לאורם של מישורי קיטוב שונים יכול להיות מאפיינים שונים.

ניתן לחלק את הסרטים האופטיים באופן גס לשתי קבוצות: מקטבים וסרטים אופטיים של מודול תאורה אחורית. שדה היישומים העיקרי הוא TFT-LCD. LCD מורכב בעיקר ממספר רכיבים עיקריים כגון גביש נוזלי, מודול תאורה אחורית, מצע זכוכית, מקטב ואלקטרודה TFT. מבחינה מבנית, מכשירי תצוגת גביש נוזלי הם מכשירי תצוגה שטוחים. המבנה הבסיסי שלה הוא בצורת פלטה שטוחה רב שכבתית. המבנה הבסיסי של מכשיר תצוגת גביש נוזלי טיפוסי מורכב בעיקר ממספר רכיבים עיקריים כמו גביש נוזלי, מצע זכוכית, מקטב ואלקטרודה TFT. כמובן, סוגים שונים של מכשירי תצוגת גביש נוזלי עשויים להיות בעלי חלקים שונים בחלקים מסוימים, אך ניתן להחשיב את כל מכשירי התצוגה של הגביש הנוזלי כמורכבים משני מצעים פוטוליטוגרפיים עם אלקטרודות מוליכות שקופות, המכניסים שכבת גביש נוזלי ומקפלים אותם תא שטוח. מקטב מחובר למשטח החיצוני. ביניהם הסרט האופטי של מודול התאורה האחורית כולל בערך שישה סוגים: סרט רפלקטיבי, סרט מפזר, סרט פריזמה רגיל, סרט פריזמה רב תפקודי, סרט עדשות מיקרו וסרט לשיפור בהירות מקוטב.

מכיוון שלוח ה- LCD עצמו אינו מאפיין פולט אור, יש להוסיף מקור לפולטת אור לפאנל ה- LCD כדי להשיג את אפקט התצוגה. מודול התאורה האחורית (BLU) הוא מרכיב המפתח המספק את מקור האור לגב צג ה- LCD. מודולי תאורה אחורית LCD מורכבים בעיקר ממקורות תאורה אחורית, סרטים אופטיים, מוצרי דבק, מוצרי בידוד, מסגרות פלסטיק וכו '. ביניהם, סרטים אופטיים שונים הם מרכיבי המפתח של מודול התאורה האחורית. על פי תפקידיהם ניתן לחלק אותם בעיקר למחזירי אור, מפזרים, סרטי פריזמה, לוחות מנחה לאור, מחזירי אור, וכו '.

פיצול העלות של לוחות LCD מראה כי עלויות החומר מהוות יותר מ- 70% מסך עלויות הייצור של ה- LCD, עלויות הפחת מהוות 11% ועלויות העבודה, העלויות העקיפות ועלויות המכירה והניהול כל אחת מהן היא 5-6%. בעלות החומרים, מודול התאורה האחורית היווה את השיעור הגבוה ביותר של 18.2%, מסנן הצבעים היווה 14.7%, מקטב היווה 9.5%, ומצע הזכוכית היווה 8.9%.

עלות סרט לשיפור בהירות, סרט דיפוזיה וסרט רפלקטיבי במודול התאורה האחורית היוו 32%, 7% ו -2% בהתאמה, והסך הכל היווה 41%. מבין המקטבים, סרט ה- TAC (Triacetyl Cellulose Ester) וסרט ה- PVA (אלכוהול פוליוויניל) הם חומרי הגלם העיקריים, והעלות מהווה 50% ו- 12% בהתאמה.

1.2 סרט אופטי הוא מרכיב מרכזי במודול תאורה אחורית LCD

LCD הוא סוג המוצר עם הטכנולוגיה הבוגרת ביותר, יצרני התמיכה הגבוהים ביותר והנפוצים ביותר בתחום מכשירי תצוגה שטוחים חדשים. LCD (תצוגת גביש נוזלי, תצוגת גביש נוזלי) הוא גביש נוזלי הממוקם בין שתי זכוכית מקבילה. ישנם חוטים אנכיים ואופקיים רבים באמצע שתי פיסות הזכוכית. מולקולות הגביש בצורת מוט נשלטות על מנת לשנות את הכיוון באמצעות חשמל או לא לשנות את כיוון האור. זה נשבר כדי לייצר תמונה.

מודול התאורה האחורית (BLU) הוא מרכיב מרכזי במקור האור המסופק לחלק האחורי של צג ה- LCD. ללוח ה- LCD עצמו אין מאפיינים של פליטת אור, ולכן יש להוסיף מקור לפולטת אור לפנל ה- LCD כדי להשיג את אפקט התצוגה. מודולי תאורה אחורית LCD מורכבים בעיקר ממקורות תאורה אחורית, סרטים אופטיים, מוצרי דבק, מוצרי בידוד, מסגרות פלסטיק וכו '. ביניהם, סרטים אופטיים שונים הם מרכיבי המפתח של מודול התאורה האחורית. על פי תפקידיהם, ניתן לחלק אותם בעיקר למחזירי אור, מפזרים, סרטי פריזמה, לוחות מנחה לאור, מחזירי אור, וכו 'מנקודת המבט של ההתפתחות הטכנולוגית, מגמות הפיתוח של LCD כוללות מסכים גדולים, בחדות גבוהה, שימוש בתאורה אחורית לד במקום. של תאורה אחורית של CCFL, סולם צבעים דק במיוחד ורחב, תמיכה בתצוגת תלת מימד ואינטליגנציה וכו ', אך מגמות פיתוח אלה לא ישנו את עקרון תצוגת התאורה האחורית הבסיסית ומבנה ה- LCD. לכן, LCD מנצל סדרה של יתרונות יוצאי דופן כגון גודל קטן, משקל קל, ללא קרינה, ללא מסנוור, נגד הפרעות טובות, עמידות טובה בפני זעזועים, שטח תצוגה יעיל גדול וכו 'והוא צובר במהירות מעמד של טכנולוגיית התצוגה המיינסטרים ברחבי העולם. .

1.3 מספר החיתוך החסכוני של לוחות TFT-LCD LCD אמור להגיע ליותר מ -6

טכנולוגיית תצוגת גביש נוזלי (LCD) היא טכנולוגיית תצוגה שטוחה של מאות שנים. הופעתו ופיתוחו חוללו מהפכה בטכנולוגיית התצוגה.

על פי גודל מצע הזכוכית, ניתן לחלק את קו הייצור עם תצוגת הלוח השטוח לדורות שונים. לדוגמא, קו הדור 2.5 המשמש בדרך כלל ליישומים קטנים ובינוניים, גודל מצע הזכוכית הוא 400 מ"מ * 500 מ"מ, 410 מ"מ * 520 מ"מ וכו ', וקו 8 הדור ליישומי לוח טלוויזיה בגודל גדול הוא 2200 מ"מ * 2600 מ"מ. הדור של צגים שטוחים קשור רק לגודל. ככל שהגודל גדול יותר וערך הייצור של מוצרי יישום גדולים בגודל גדול יותר, כך יעילות הניצול גבוהה יותר; אך האופי המתקדם של תהליך הייצור והמוצר אינו בהכרח קשור לדור.

בהתחשב בתפוקת המוצר וביעילות הניצול של מצעי זכוכית, מספר החיתוך החסכוני של לוחות הזכוכית צריך להגיע ל -6 ומעלה. לדוגמה, קח את מצע הזכוכית של הדור השמיני, הגודל הוא 2160 * 2460 מ"מ, בעת חיתוך 37 אינץ 'LCD-TV, ניתן לחתוך 12 חתיכות ושיעור השימוש הוא 85%; חיתוך 46 אינץ 'LCD-TV יכול רק לחתוך 8 חתיכות, באמצעות השיעור הוא רק 88%; בעוד הייצור של 57 אינץ 'מייצר רק 3 חלקים, ושיעור ניצול הקיבולת הוא 51%; זה יכול לייצר 65 אינץ 'ו -2 חתיכות, ושיעור ניצול הקיבולת הוא רק 44%. בסך הכל קו הדור 8 מייצר קיבולת של 37, 46 ו -52 אינץ 'עם שיעורי ניצול גבוהים יותר, בעוד שלגדלים אחרים שיעורי ניצול נמוכים יותר. לכן, ככל שגודל מוצר היישום גדול יותר, כך דור קו הייצור הדרוש להשגת קיצוץ כלכלי גבוה יותר. זו גם הסיבה שקווי הייצור החדשים לפגוש את שוק הטלוויזיות LCD בשנים האחרונות מרוכזים בעיקר בדור השמיני.

2. שרשרת תעשיית TFT-LCD

תעשיית ה- TFT-LCD היא תעשייה עתירת הון, עתירת טכנולוגיה ותעשייה המצטברת בשרשרת. המאפיינים העיקריים שלו הם כדלקמן: ראשית, מהירות בניית הקו התעשייתי, צמיחת הקיבולת, שיפור הביצועים והוזלת העלויות מהירים ביותר, והתחרות במוצרים היא קשה ביותר; שנית, לתעשייה יש חסם כניסה גבוה, וקשה יותר לצאת ברגע שנכנסים. ; שלישית, טווח יישומי המוצרים רחב, סיכויי השוק רחבים, יכולת השוק עצומה ויישום הטכנולוגיה יחסית בוגר.

קיימת תיאוריה ידועה בתעשיית ה- TFT-LCD הנקראת עקומת החיוך. החלק האמצעי של עקומת החיוך הוא ייצור לוחות; השמאל הוא אספקת חומרים במעלה הזרם, השייכת לתחרות עולמית; הזכות היא יישום ושיווק מוצרים, בעיקר תחרות מקומית. שני קצוות העקומה המחויכת פונים כלפי מעלה. בשרשרת התעשייתית החלק בעל הערך המוסף הגבוה בא לידי ביטוי בשני הקצוות, כלומר אספקת חומרים ומכירות ושיעור הרווח הגולמי יכול להגיע ליותר מ- 50 %. לייצור בקישור הביניים יש ערך מוסף נמוך ביותר, עם שולי רווח גולמי של -25 ~ +30 %, הערך המוסף הנמוך ביותר שהתקבל, והתנודות המחזוריות בתעשייה&# 39 הן גדולות. לכן, מבחינת הרווחיות של רשת התעשייה TFT-LCD, לחברות חומרים במעלה הזרם כמו מצעי זכוכית, גבישי נוזלים ומודולים לתאורה אחורית יתרונות משמעותיים בעלי ערך מוסף גבוה.

בשל הרף הטכני הגבוה והרווחיות החזקה, הטכנולוגיות והשווקים המרכזיים של חומרים במעלה הם בידיהם של כמה חברות גלובליות. לדוגמה, מצעי זכוכית מונופלים על ידי קורנינג, יפן, זכוכית אסאחי וזכוכית חשמלית, וגבישים נוזליים מונופלים על ידי מרק וצ'יסו היפנית. שוק המקטב מונופול על ידי ניטו דנקו, LG Chem ו- Sumitomo Chemical.

מנקודת המבט של סיכויי הפיתוח בתעשייה, טלוויזיות LCD ימשיכו לשלוט. עם הפסקתם ההדרגתית של שני סוגי הטלוויזיות, CRT ו- PDP, יצרני הטלוויזיה יתמקדו יותר בטלוויזיות LCD בעלות תחרות גבוהה יותר. כטכנולוגיית טלוויזיה שטוחה המתפתחת, ל- OLED, בנוסף להיקף ההשקעה שלא ניתן להשוות עם TFT-LCD, יש מסלול טכנולוגי לא בטוח עבור OLED גדולים, שיעורי תשואה ירודים ומחירים גבוהים יותר, כולם הפכו לבעיות הגדולות ביותר המגבילות את התפתחותה.

לוחות TFT-LCD בגודל גדול משמשים בעיקר בארבעה אזורים, כלומר מסכי LCD, טלוויזיות LCD, מברקים למחשבים ניידים ומחשבי לוח. מנקודת המבט של מגמות פיתוח התעשייה, בעתיד, שיעור ה- OLED בגדלים קטנים יגדל בהדרגה ואילו צגי ה- LCD יפחתו. בגדלים גדולים, מסכי LCD עדיין יהיו נשלטים. על פי נתוני המשלוחים הרבעוניים של לוחות TFT-LCD גדולים בגודל המחושב על ידי IDC, נפח המשלוח של לוחות TFT-LCD מהרבעון הראשון של 2015 לרבעון הראשון של 2017 הראה את המאפיינים של התנודתיות. ביניהם, המשלוחים העולמיים ברבעון הראשון של 2017 ההיקף הוא 190 מיליון מ"ר, והפרופורציות המשמשות במסכי LCD, טלוויזיות LCD, טלגרפים של מחשבים ניידים ומחשבי לוח הם 18.03%, 31.69%, 23.30% ו- 26.98% , בהתאמה.

מנקודת מבטם של היצרנים, BOE היא היצרנית הגדולה בעולם של&מס 'TFT-LCD בגודל גדול. נכון לעכשיו, בנה BOE את קו ייצור ה- TFT הראשון של&# 39 בעולם, שהוא כיום קו הייצור העולמי של' הדור הגבוה ביותר בעולם ו-&# 39 הגדול בעולם. פרויקט צמח. היא מתכננת לממש את סדרת המוצרים הראשונה שתודלק ותוצג בייצור בשנת 2018. בשנת 2016, חמשת יצרניות ה- TFT-LCD הגדולות בעולם של&# 39, היוו 20.5% מה- BOE, 20.2% מה- LG, 15.6% מ- Innolux, 14.3% מ- AUO ו- 11.6% מסמסונג.

3. ההתפתחות המהירה של תעשיית הפאנלים מניעה את הגידול בביקוש לסרטים אופטיים

3.1 ההיצע העולמי של מקטבים מרוכז בארצות הברית, ביפן ובדרום קוריאה, ויש הרבה מקום להחלפת יבוא.

ההדמיה של תצוגת הגביש הנוזלי חייבת להסתמך על אור מקוטב, ומודול התצוגה של גביש נוזלי LCD חייב להכיל שני מקטבים. במודול התצוגה של הגביש הנוזלי, ישנם שני מקטבים המחוברים לשני צידי מצע הזכוכית. המקטב התחתון משמש להמרת קרן האור שנוצרת על ידי התאורה האחורית לאור מקוטב, והמקטב העליון משמש לניתוח האור המקוטב שמווסת חשמלי על ידי הגביש הנוזלי. ניגודיות בין בהיר לכהה להפקת מסך תצוגה. ללא מקטב, מודול ה- LCD אינו יכול להציג תמונות.

המקטב מורכב מסרט רב שכבתי, ועלות חומר הגלם שלו מהווה 80% מעלות הייצור הכוללת. חומרי הגלם מורכבים בעיקר מסרט TAC, סרט PVA, דבק רגיש ללחץ, סרט מגן וסרט שחרור. TAC מהווה כ -50% מהעלות, PVA מהווה 12%, דבק 5-10%, סרט מגן, סרט שחרור 15%, חומרים כימיים מהווים 5%, ועלויות אחרות מהוות 10%. טכנולוגיית הליבה של מקטב היא הכנת סרט TAC (Triacetyl Cellulose Ester) וסרט PVA (פוליוויניל אלכוהול). הטכנולוגיה והשוק נשלטים כמעט לחלוטין על ידי יפן. בין שכבות הסרט השונות הנדרשות לייצור מקטבים, סרט TAC וסרט PVA הם שכבות הסרט החשובות ביותר, המהוות יותר מ- 60% מעלות חומר הגלם של המקטב. פוג'י של יפן&# 39 תופסת יותר מ -80% משוק סרטי ה- TAC, ו- KONICA תופסת כ -20% מהשוק. קוארארי תופסת 65% משוק סרטי ה- PVA. שולי הרווח הגולמי של מפעל הקיטוב כפופים גם למונופול של חומרי סרטים במעלה הזרם, הנמוך בכ- 20-30% מזה של מצעי גביש נוזלי וזכוכית. עם זאת, עם פריצת הדרך של יצרני טייוואן בטכנולוגיית ה- TAC, העלות כאן צפויה לרדת בעתיד.

טכנולוגיית ייצור הקוטב מחולקת בתהליך מתיחה של סרט PVA, אותו ניתן לחלק לשתי קטגוריות: שיטה יבשה ושיטה רטובה. תהליך מתיחה יבשה פירושו שסרט ה- PVA נמתח ליחס מסוים בסביבת גז אינרטי בתנאי טמפרטורה ולחות מסוימים, ואז מתבצע תהליך ההכנה של צביעה, קיבוע, הרכבה וייבוש; תהליך המתיחה הרטוב הוא מתייחס לשיטת הייצור שבה נצייר תחילה את סרט ה- PVA, ואז נמתח, מתקבע, מורכב ומיובש בתמיסה. נכון לעכשיו, יצרני הקיטוב העולמיים משתמשים בעיקר בטכנולוגיית מתיחה רטובה.

על פי רכיבים מקוטבים שונים, מקטבים מחולקים לשתי קטגוריות: סדרות יוד וסדרות צבע. מקטבים מבוססי יוד משתמשים במולקולות יוד כמרכיב הקיטוב. לסוג זה של מקטב יש קיטוב טוב והעברה גבוהה, אך מולקולות יוד נדיפות בסביבות טמפרטורה גבוהה, מה שהופך את הקוטבים על בסיס יוד לחסרי עמידות; מקטבים מבוססי צביעה משתמשים בצבעי ספיגה דו כיווניים כמרכיב הקיטוב של מקטב, מה שיכול לפתור טוב יותר את בעיית העמידות, אך כדי להשיג מידה מסוימת של קיטוב, נדרש ריכוז צבע גבוה יותר, המפחית את העברת המקטב מבוסס הצבע. . ציון. נכון לעכשיו, מקטבים מבוססים בעיקר על מקטבים על בסיס יוד.

מדדי הביצועים הבסיסיים של מקטב כוללים בעיקר: ביצועים אופטיים, ביצועי עמידות, מאפייני מליטה, ביצועי מראה ותכונות מיוחדות אחרות. ביצועים אופטיים כוללים שלושה מדדי ביצוע עיקריים: מידת קיטוב, העברת אור וגוון. אחרים כוללים גם הגנה מפני UV ואינדיקטורי ההעברה, ההחזר המוחלט וההפצה המפוזרים של מקטב חצי טרנסמיסיבי וסרט חצי מעביר. אינדיקטורים טכניים לעמידות כוללים ארבעה פריטים: עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני לחות וחום, עמידות בטמפרטורה נמוכה ועמידות בפני זעזועי קור וחום, שהחשוב שבהם הוא רמת מדדי ביצועי לחות ועמידות בחום. האינדיקטורים הטכניים של מאפייני ההדבקה מתייחסים בעיקר למאפיינים של הדבק הרגיש ללחץ של הקוטב, לרוב כולל: כוח הקילוף בין הדבק הרגיש ללחץ לבין מצע הזכוכית, כוח הפילינג בין הדבק הרגיש לסרט המתקלף, סרט המגן של מקטב והקטב כוח המתקלף בין הסדינים ועמידות ההדבקה של הדבק הרגיש ללחץ.