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合肥乐凯科技赵保良:我国光学基膜发展现状以及未来的趋势

编辑:zhangyf 2016-09-23 14:36:03 浏览:1790  来源:未知

合肥乐凯科技有限公司高级工程师赵保良

  在中国平板显示学术大会的分论坛材料和装备上,合肥乐凯科技有限公司高级工程师赵保良为我们分享了我国光学基膜发展现状以及未来的趋势。以下为演讲文字实录:

  随着我国光学基膜发展的迅猛发展,我们的光学薄膜和光学基膜得到了很大的发展,在有些产品上已经基本上满足了我们产业发展的需求,这是一张我们产业链的一个初表。基本上能够显示出,我们最终的产品内容得到了,我们在BLU和LCM两个模组方面用到的一些光学基膜和薄膜的基本内容。现在不光有这两个膜,实际上现在的发展趋势,在触屏这个部分也大量运用到了(IPO)膜,它的基层也是BLU这些内容。

  光学薄膜定义:是由分层介质所构成的,通过截面对装束进行传播,对光束的反射、投射、折射等方面得到在某一或者多个波段内呈现特殊形态光束的介质材料。实际上,实现的是它在光强方面的变化,比方说增透、减透、分束方面,包括像面的改变,这个基本是偏光片的原理。

  传统的光学薄膜是光学仪器的重要组成部分,在光线材料的表面涂抹一层多层的薄膜,这个材料是连续的介质,它能够改变光的投射性质跟反射光的性质。在光学材料表面,有几个纳米或者几十个微米的介质从而达到所需要的光线特性。

  光学薄膜需要有它的制备,目前来说风两个方面,一个是干式,一个是湿式的。

  干式制备,是加工过程中没有液体出现,常间的就是气相沉积、蒸发镀膜等等方面。

  湿式制备,把各种光学功能的成分混合成液体涂料,以不同的方式涂抹在柔性的基层上,我们现在业界说,本身我们业界叫基膜,实际上从整个大的产业链方面来看,一般叫(基质),然后再柔性基层上涂抹之后进行干化。

  这是一张对照表,一个是它的设备是不一样的,一个是镀膜机,一个是涂布机。区别在于,典型的支持体上,干式制备法可依制备钢性的器件内容,包括汽车的部件,可以做成这一类的。湿式制备法是以塑料建材这部分作为典型的支持体。介质厚度,一般干式可以达到纳米级,但是湿式可以达到0.56毫米左右,这样涉及到材料不同,所以它的环境友好型也是有所区别的。典型的制品当中,现在眼镜基本上都是镀膜,咱们的收集,手机上现在都有一些保护膜,或者叫硬化膜。实际上刚才王教授也讲了,盖板的玻璃,(大猩猩)盖板玻璃对普通的金属钥匙在上面划一下不会留下痕迹,但是出于自我保护意识大家都要贴膜,这个就是我们的产品内容。

  我们的产品内容基本上都投入在平板显示,只是一个统计图表,现在每年接近3亿平米的内容。这是从大尺寸液晶显示和小/中尺寸液晶显示面板产量的图表,目前都在上升,特别是2016年,我国TFT-LCD8.5代线的集中投产,对我们基膜的需求也大幅度上升。经过前期的发展,在我国已经形成了长三角的集群基地,涵盖了国内外的区域,应该说所有面板的生产方,包括京东方、三星、熊猫以及我们的华星光电。

  目前来说,京东方合肥10.5代线已经有了设备订单,11代线也在有条不紊的进行推进。

  大家看一下TFT-LCD面板的结构,右图涉及到光线薄膜有保光膜,下方有扩散膜,整个这一部分是(BRU)的模组内容,上偏光片、TFT、彩色光片等结构内容。随着技术的发展,单一的光学薄膜在TFT-LCD的应用当中也是有所变化,比如说原来的亮片,现在可以合成一个叫复合片,随着显示技术的进展,所需要的这些光学薄膜有一个发展趋势,对我们下游的光学薄膜以及光学基膜提出了更高的挑战。

  这是大概的一个分内内容,把所有用在显示器上面的光线末以及基膜的材质做了一个基本的分析。重点说偏光片,偏光片在一块面板上至少需要两块偏光片,偏光片的基材是(显微素)。其他的光学薄膜都是比较小众的了,现在有一种反其道而行之的,叫(窄式)膜,还有一个叫镜片膜,打开屏幕可以看到现实内容,关掉屏幕以后可以充当镜子的作用。

  光学基膜的基本性能:一是力学性能,比如拉伸强度、弹性模量等。二是光学性能,如折射率、透射率以及色域都有一定的要求;三是稳定性,包括耐受性、渗透性、尺寸的稳定性等,我们现在的要求是150度的尺寸稳定。此外,对表观要求非常严格,对于点子、条道等缺陷在生产过程当中都要有严格的控制。

  光学BOPET薄膜:

  光学BOPET薄膜,是由BOPET薄膜适应平板显示器件所逐步开发并广泛使用的光学基膜,由于光学BOPET薄膜在聚酯类薄膜中占据绝对的比重,现在成型的工业化有三类:PET、PEN、PLA。

  我国前期经历了高速增长,对光学BOPET薄膜,我的印象当中应该是2010年达到了200万吨,2013年突破200万吨,2016年突破300万吨的产能。随之而来带来一些业内的问题,产能过剩、产品同质化比较严重。

  以光学BOPET薄膜为代表的高性能薄膜,毛利率在光学BOPET薄膜产品中较高,所以吸引了不少众多厂家投入。在目前光学BOPET薄膜整体增长放缓的情况下,仍然有较好的发展。

  光学BOPET薄膜的基本数据内容:

  截至2015年年底,我国光学BOPET薄膜生产线达到10不调,实现23万吨/年。乐凯作为光学显示产业的开拓者,因为我们合肥乐凯是2006年进入开发区的,到现在为止,已经有3条光学薄膜生产线。光学BOPET薄膜的特殊之处,就是它有一定洁净度的要求,因为它要用于显示方面,所以对洁净度有比较苛刻的要求。

  这是光学BOPET薄膜生产工艺的示意图:实际上就是从切片到料仓,然后进入主挤出机,然后到模。现在业内有三台主挤出机做到。作为原材料来说,一个是技术切片,一个卸料斗的材料,这是我们研发应用的主要方面。

  根据上面的流程,我们对于光学技术薄膜性能改进有这么一个方面的认识:

  一、在原材料方面:在切片和光学母料方面有催化剂复配的内容,还有光学聚酯切片和母料的配比内容以及工艺参数,这也决定了分子量分布的情况,特别是降低切片的低聚物的含量。在线涂抹材料,根据不同的用户进行不同的开发。

  二、产品配方方面:一是光学聚酯基膜新层配方的开发;二是光学聚类基层表层配方的开发;三是不同的特性光学BOPET聚酯切片、聚酯母料的共混配研究。

  三、生产工艺方面:一是对拉伸比、拉伸温度、拉伸速度等关键性工艺指标进行系统性的整体调整,进入深入的工艺条件探讨;二是对生产制造设备的整改,严格的控制聚酯薄膜的表现弊病;三是对切片以及设备的工艺整改,关注、研究清洁度、材料包装等方面要满足下游客户的要求。

  这是我们对新产品开发的一些认识,现有的光学薄膜主要用于扩散模等基膜,对于聚酯薄膜、气/水阻隔增强型光学聚酯薄膜、拉真强度都有保护作用。

  光学TAC薄膜:

  TAC主要用于偏光片上,业内专家知道,它中间是一层PVA,外面是两层TAC,偏光的作用,它的指标内容是在PVA上,国内PVA的国产化更多的是咱们国内的一家上市公司,它现在可能有这方面的课题研究。实际上在LCD的制程当中需要上下两个偏光片,它的使用两是4片TAC薄膜,光学TAC薄膜占偏光片成本40%以上。

  这是两个市场需求的图表,目前需求量还是很大,再一个就是产值,目前也是平稳上升。国内TAC的市场价格包括市场内容都高于国际市场一虽然是有一个高涨期,但是过后之后有一个平缓稳定的增长。

  这是TAC厂家的介绍:TAC薄膜现在基本上都是由感光材料厂商所掌握技术,比如日本的富士,中国的乐凯,还有台湾的新光等。

  我国光学TAC薄膜进展:

  中国乐凯已经有50余年的感光材料用TAC的生产历史,2012年国家中电信产品计划,获得了国家科技技术部、商务部、环境保护部颁发的“国家中电信产品”证书。整个TAC薄膜,应该来讲它有一定的技术门槛,技术门槛比较高。

  这是光学TAC生产线的示意图:首先要把三醋酸纤维素和溶剂、添加剂进入棉交液制备,然后进行过滤,之后进入延伸模头,再到带式OR模式流延机,然后到预干燥段等等环节。偏光片有一个宽视角的内容,现在国内攻坚可能就是在这方面。

  光学TAC薄膜的性能:主要包括光学性能、力学机械性能,透光率、雾度、延迟性作为关键指标。总体来讲,在它的透光跟雾度以及延迟性上,TAC作为非常优异的材料。

  光学TAC薄膜关键性能:主要是受到三酸酸纤维素指标、配方以及工艺参数等因素影响较大。我们了解,目前国内已经有温州的侨业、深圳的盛波、深圳三利谱等公司进行偏光片的生产,在2018年将达到3500万平方米的产能,我们也在与基膜的供应商积极的配合、积极的攻坚。

  光学TAC薄膜面临以下的趋势和未来机遇:

  一是薄行化。为适应平板显示其薄型化,TAC的厚度也在不断的降低。

  二是宽幅化。随着50寸-65寸显示器逐渐成主流。

  三是环境友好化。TAC薄膜的制程中必须使用溶剂,在棉交液制备、流延、干燥等工序都涉及溶剂的使用及其蒸发、回收。

  四是适应涂布(TVA)的生产制程。需要光学TAC薄膜生产厂商针对此类用户专项研究。

  五是TAC的薄膜需要开发附加地的功能。

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