液晶面板“三明治”結(jié)構(gòu)中的玻璃基板

 

提起液晶顯示屏，相信大家都很熟悉吧，而對(duì)于液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)，估計(jì)沒有幾個(gè)人知道了。

 

液晶面板的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)類似于“三明治”，兩層“面包”（TFT基板和彩色濾光片）夾果醬（液晶），故制作一片TFT-LCD面板需要用到兩片玻璃，分別作為底層玻璃基板和彩色濾光片底板使用。作為底層的玻璃基板是什么呢？

 

玻璃基板是構(gòu)成液晶顯示器件的一個(gè)基本部件。這是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片。玻璃基板是構(gòu)成液晶面板重要的原材料之一。玻璃基板在TFT-LCD上游原材料成本中占比約15.2%，對(duì)面板產(chǎn)品性能的影響十分巨大，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可視角度等指標(biāo)都與所采用的玻璃基板質(zhì)量密切相關(guān)，作為重要的基底材料，玻璃基板之于TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的意義相當(dāng)于硅晶圓之于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

 

由于TFT-LCD制造過程中的特殊環(huán)境，如高溫、高壓、酸性-中性-堿性的環(huán)境變更等，要求玻璃基板具備一定的特性。

 

玻璃基板按照生產(chǎn)配方分為鈉鈣玻璃、高鋁玻璃，鈉鈣玻璃不存在配方壁壘，進(jìn)入門檻較低、易劃傷、易壓碎，用于低端產(chǎn)品；高鋁玻璃在配方中加入氧化鋁，性能優(yōu)勢(shì)明顯，制造工藝難度大，配方壁壘高，用于中高端產(chǎn)品。

 

玻璃基板的制造工藝主要有浮法、流孔下引法和溢流熔融法三種，目前主流工藝是溢流熔融法。流孔下引法的玻璃成形時(shí)直接接觸金屬滾輪，導(dǎo)致玻璃雙面質(zhì)量不高，需要后續(xù)拋光處理，加工難度較大，因此該法生產(chǎn)的玻璃不適合應(yīng)用于TFT-LCD液晶面板產(chǎn)業(yè)。美國康寧公司的溢流法成型工藝是目前生產(chǎn)TFT-LCD用玻璃基板的主要生產(chǎn)方法，該法成形時(shí)玻璃板表面僅與空氣接觸，形成自然表面，表觀質(zhì)量很高，但缺點(diǎn)是難以做大尺寸基板玻璃，且產(chǎn)能小。日本旭硝子發(fā)展了浮法制造TFT-LCD基板玻璃的技術(shù)，浮法工藝易于擴(kuò)大基板玻璃面積，降低單位成本，但在錫槽成型時(shí)接觸液態(tài)錫的一面仍需要拋光處理去除錫層。

 

玻璃基板作為液晶面板基礎(chǔ)原材料之一，占據(jù)液晶產(chǎn)業(yè)鏈頂端。上游原材料是一些最基礎(chǔ)的化工原料如石英粉、氧化鋁等，下游主要是面板廠和彩色濾光片供應(yīng)商，分別供給他們制作TFT陣列和彩色濾光片，再在成盒段進(jìn)行灌液晶、組裝，制成Open Cell面板。

 

如今市場(chǎng)主流需求是G5以上世代玻璃基板，一般而言：

 

G5=1100mm×1300mm；

 

G6=1500mm×1850mm；

 

G8.5=2200mm×2500mm。

 

G5玻璃基板主要用于手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備，G6玻璃基板主要用來生產(chǎn)筆記本或顯示器的液晶屏，而G8.5玻璃基板則主要用來切割大尺寸液晶電視的顯示屏。與G6以下低世代相比，G8.5以上高世代的玻璃基板能有效提升大屏幕液晶面板的良率以及產(chǎn)出率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而能夠順應(yīng)未來大屏、多屏?xí)r代的發(fā)展潮流，未來市場(chǎng)對(duì)于G8.5及以上高世代玻璃基板的需求將日益提升。

 

玻璃基板行業(yè)屬于典型的技術(shù)密集型和資本密集型行業(yè)，制造工藝復(fù)雜，高技術(shù)門檻，核心技術(shù)只被少數(shù)國家所掌握。目前，全球基板的主要供應(yīng)商為美國康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、電氣硝子(NEG)等幾家占據(jù)了市場(chǎng)94%的份額，其中康寧占據(jù)了50%的份額。國內(nèi)玻璃基板產(chǎn)業(yè)起步較晚但發(fā)展迅速，從事玻璃基板研究開發(fā)的企業(yè)有10家左右，目前只有彩虹集團(tuán)和東旭光電掌握了溢流法生產(chǎn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)G6及以下尺寸玻璃基板。從市場(chǎng)占有率看，我國國產(chǎn)玻璃基板占有率僅為12%，8.5代市場(chǎng)份額更是小于1%，隨著國內(nèi)技術(shù)進(jìn)步，我國生廠商也開始研發(fā)建設(shè)8.5代玻璃基板。

 

近幾年玻璃基板主要應(yīng)用領(lǐng)域TFT-LCD顯示面板出貨量增速放緩，而OLED則集中在小尺寸智能手機(jī)應(yīng)用，且需求量相對(duì)少，全球玻璃基板增速放緩，2018年全球玻璃基板需求量5.6億平方米，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到6億平方米，2016年-2020年增速為4.47%。

 

中國南玻集團(tuán)股份有限公司

 

立于1984年，為中外合資企業(yè)。主要產(chǎn)品為高檔浮法玻璃原片、工程及建筑玻璃、精細(xì)玻璃、光伏科技綠色能源產(chǎn)品(高純硅材料、太陽能超白玻璃、晶體硅太陽能電池、薄膜太陽能電池及其組件、結(jié)構(gòu)陶瓷等。

 

中國洛陽浮法玻璃集團(tuán)有限責(zé)任公司

 

隸屬于中國建筑材料集團(tuán)有限公司，是中國重要的浮法玻璃制造和玻璃深加工基地之一，是世界三大浮法玻璃工藝之一“洛陽浮法玻璃工藝”誕生地，是國家首批大型試點(diǎn)企業(yè)之一。主要產(chǎn)品為浮法玻璃原片，洛玻熱反射在線鍍膜，洛玻熱反射離線鍍膜，Low-E低輻射鍍膜玻璃，銀鏡，中空，鋼化，夾層，防彈，熱彎等及各種復(fù)合加工玻璃產(chǎn)品。

 

科立視材料科技有限公司

 

成立于2011年，是一家由金豐亞太有限公司(香港)與華映科技(集團(tuán))股份有限公司共同投資的合資企業(yè)。主營生產(chǎn)鋁硅酸鹽保護(hù)玻璃，有“小康寧”之稱。主要產(chǎn)品為全系列觸控產(chǎn)品、TFT-LCM、B/L(背光模組)等，為世界知名企業(yè)提供顯示產(chǎn)品主要零部件。

 

彩虹集團(tuán)新能源股份

 

2004年9月10日在中國陜西省咸陽市注冊(cè)成立，據(jù)悉是中國第一支彩色顯像管以及中國第一片液晶玻璃基板的誕生地，也是中國領(lǐng)先的太陽能光伏玻璃和發(fā)光材料制造商。下屬企業(yè)有彩虹光伏玻璃廠。

 

主營業(yè)務(wù)：液晶玻璃基板、液晶面板、蓋板玻璃、光伏玻璃及電站、LED、智慧醫(yī)療等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

 

東旭光電科技股份

 

成立于1992年，1996年在深圳證券交易所掛牌上市，是全球領(lǐng)先的光電顯示材料供應(yīng)商，也是目前中國本土最大、世界第四的液晶玻璃基板生產(chǎn)商。截至目前，已擁有5代、6代、8.5代多條在建及已建成玻璃基本生產(chǎn)線20條，基本實(shí)現(xiàn)了玻璃基板不同世代全覆蓋。是國內(nèi)少數(shù)的高鋁蓋板玻璃供應(yīng)商之一。主營業(yè)務(wù)：集液晶玻璃基板、蓋板玻璃、偏光片、彩色濾光片、藍(lán)寶石等光電顯示材料、高端裝備制造及系統(tǒng)集成、石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、新能源汽車研發(fā)及制造、智慧城市建設(shè)等業(yè)務(wù)。

 

浮法玻璃新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

 

依托蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院和中國洛陽浮法玻璃集團(tuán)有限責(zé)任公司，現(xiàn)擁有熱工、機(jī)電實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所各一處，擁有工藝分析檢測(cè)室、計(jì)算機(jī)工控試驗(yàn)室、用房面積近3500平方米；擁有科研儀器設(shè)備共計(jì)150多臺(tái)（套），總值近1600萬元，裝備水平行業(yè)領(lǐng)先。洛玻集團(tuán)為本實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)的建設(shè)和科研經(jīng)費(fèi)支持，專門用于從事我國浮法玻璃行業(yè)發(fā)展的共性基礎(chǔ)性和前瞻性技術(shù)研究；同時(shí)將建設(shè)新的科研基地，建設(shè)用于過程研究的微型浮法生產(chǎn)系統(tǒng)，從而保證科研裝備的更新和科研條件的改善。

 

平板顯示玻璃技術(shù)和裝備國家工程實(shí)驗(yàn)室

 

依托東旭集團(tuán)，主要開展平板顯示產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的攻關(guān)和關(guān)鍵工藝的試驗(yàn)研究。

 

中國建材總院

 

新中國第一個(gè)國家級(jí)建筑材料與無機(jī)非金屬材料綜合性科研機(jī)構(gòu)，為滿足國家建設(shè)和國防工程對(duì)建筑材料和無機(jī)非金屬材料科技進(jìn)步的需要，在水泥、平板玻璃、混凝土及特種工程材料、墻體材料、新型建材、石英玻璃與特種玻璃、纖維與纖維復(fù)合材料、建筑衛(wèi)生陶瓷與高技術(shù)陶瓷材料、耐火材料及新材料等領(lǐng)域進(jìn)行了開創(chuàng)性研究，取得一系列重大科技成果，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防現(xiàn)代化做出了突出貢獻(xiàn)。

 

特種玻璃國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

 

依托海南中航特玻材料有限公司，以電子級(jí)玻璃及離線LOW-E玻璃、電子級(jí)玻璃、離線LOW-E玻璃基片為主要產(chǎn)品。