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显示面板

大尺寸基板玻璃何时突围?

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基板玻璃作为薄膜显示产业的基石,不仅广泛应用在液晶面板结构中,还是OLED必不可少的基底材料,基板玻璃的重要性受显示机理变化的影响有限,具有不可替代性。

面板产线向高世代和具有高利润空间方向发展的过程,也决定了基板玻璃产线相同的发展趋势。目前,国际基板玻璃巨头们早已将重心转移到大尺寸、LTPS以及OLED基板玻璃的建设上。而国内企业在转型发展的过程中受到诸多限制,一直未能成功突围。如今,这一情况终于有所转变。

未来5年市场仍处于黄金发展期

近年来,终端显示市场需求持续增长,带动平板显示产业规模的不断扩大。据赛迪智库数据预计,今年全球显示面板出货面积将达2.66亿平方米,年均增长率为4%。尤其是大尺寸面板的需求增长强劲,带动全球液晶电视面板平均尺寸增加约1.3英寸,出货面积达到1.62亿平方米。

群智咨询数据显示,目前,我国已建成及在建的G8.5+面板产线共计16条,其中的14条产线已量产运营。预计2021年,产线全部建成投产后,G8.5+高世代面板将占国内面板总产能的80%以上。

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作为产业中必不可少的基底材料,基板玻璃之于液晶面板产业的意义相当于硅晶圆之于半导体产业。其成本约占整个液晶面板原材料的20%。基板玻璃的优劣,直接影响到液晶面板的性能与品质,面板成品的透光率、厚度、重量、可视角等指标均与所采用的基板玻璃密切相关。

据悉,随着全球显示面板出货面积持续增长,基板玻璃作为上游关键基础材料,预计2020年,其增长率将达到8%。其中,来自中国的G8.5+高世代线基板玻璃的需求将达2.5亿平方米。业内专家表示,未来5年,我国基板玻璃市场仍处于黄金发展期。

“面对市场的蓬勃发展,基板玻璃产业正迎来前所未有的发展机遇。不过,与显示面板相比,我国基板玻璃整体发展水平相对滞后。尤其是大尺寸基板玻璃、低温多晶硅(LTPS)基板玻璃等,一直是弱项。”赛迪智库集成电路所博士耿怡对记者说。

成功突围,大尺寸基板玻璃热端已量产

基板玻璃行业属于技术密集型和资本密集型行业。虽然国内部分厂商已掌握了浮法和溢流法工艺,能够批量生产G6及以下尺寸的基板玻璃,但在G8.5及以上的大尺寸基板玻璃生产方面,国内企业仅具备冷端加工能力,且来源受到限制。

而在热端熔炉方面,由于制造工艺复杂、技术门槛高,核心技术只被少数国家所掌握,国产化制造能力较弱,这一直是国内基板玻璃制造企业的软肋。

目前,美国康宁(Corning)、日本旭硝子(AGC)、日本电气硝子(NEG)等几家国外厂商占据了近全部的市场份额。实现在大尺寸基板玻璃上的突围一直是行业所盼望的。

日前,国内厂商彩虹股份终于突破了核心技术,建成的国内首条G8.5+溢流法热端基板玻璃产线已量产运营,为我国大尺寸基板玻璃产业规模化发展奠定了基础。

对于在研发生产过程中主要遇到的难点,彩虹(合肥)液晶玻璃相关负责人在接受《中国电子报》记者采访时表示,一是技术难点,产品要求有良好的化学稳定性、低热膨胀系数、高应变点和低缺陷密度,技术上就需要大流量、低缺陷、超薄宽板幅及高平整度的实现;二是工艺挑战,为保障装备在长时间、高温度、多相条件下的可靠性和稳定性,对相关工艺提出了全新的挑战;三是材料缺失,国外企业的热端关键材料一直被严密封锁。

“大尺寸基板玻璃生产难度的确很大。”北京交通大学教授徐征在接受《中国电子报》采访时表示,虽然G8.5相比G6面积增加一倍,但是对单张玻璃的微缺陷数量要求却保持不变,缺陷密度要求大幅下降,工艺实现难度更大。此外,大尺寸基板玻璃的板厚均匀性和平整度要求维持不变,控制的精细程度要求更加苛刻。

瞄准新领域,加快向LTPS/OLED基板玻璃转型

虽然大尺寸液晶基板玻璃正迎来蓬勃发展,但国内基板玻璃企业并没有止步于此。如今,他们已经开始将目光投向OLED面板领域。

据HIS Markit预测,2020年OLED面板出货量将增长50%,达到450万片,到2021年,出货量将达到670万片。而我国OLED显示用基板玻璃需求将达4000万㎡,大概占我国基板玻璃总需求的10%,且在逐步提升,未来有很大的需求空间。

“对于国内厂商而言,LTPS基板玻璃可作为OLED载板玻璃,是符合新型显示发展趋势的重要突破,为当下炙手可热的OLED面板制造提供有力的上游材料支撑。”液晶分会常务副秘书长胡春明在接受《中国电子报》记者采访时表示。

与大尺寸基板玻璃一样,LTPS基板玻璃成套生产技术长期被美国和日本企业所垄断,国内面板企业所需的LTPS基板玻璃全部通过进口。

近日,国内厂商东旭集团拿下一城,其完成的“G6(兼容G5.5)LTPS基板玻璃研制与产业化项目”荣获安徽省科学技术进步奖一等奖。目前,该项目产线已实现良品下线并迅速拿到首批订单。

据悉,彩虹股份也已经布局了LTPS/OLED基板玻璃产业,相关量产技术已在线获得验证。

“LTPS器件晶化工艺的热处理温度较TFT-LCD更高,所以对基板玻璃的热收缩率及平整度要求更高。”胡春明认为,针对LTPS玻璃产品的性能特点,需要从以下两方面实施技术突破:一是联合研发耐高温的关键装备及材料;二是优化设计,改进LTPS装备和工艺。

“预计刚性OLED基板玻璃将率先完成产业化配套,柔性OLED基板玻璃还需进一步的产品认证才能逐步进入供应渠道。”赛迪顾问高级分析师刘暾在接受《中国电子报》记者采访时分析称,刚性OLED基板玻璃主要性能需求与TFT-LCD玻璃基板相似,按照OLED背板制程工艺,需要能够满足在550℃-600℃温度范围内的正常使用。而柔性OLED基板玻璃除了能满足高温环境工作外,还要保证较高的、片内均一的UV光透过率,并满足使用激光剥离技术将柔性基底与基板玻璃分离的需求。

“对于国内基板玻璃企业而言,高利润的高端产品缺失,低端产品价格竞争又十分惨烈,对企业经营情况影响较大。”耿怡表示,为改善经营状况,维持企业健康发展,国内玻璃基板企业应进一步加大新产品的技术研发投入,加快转型升级的步伐与速度。

对此,徐征表示,目前,OLED面板产线主要以6代及以下世代线为主。而6代及以下的中小尺寸液晶基板玻璃产线可以通过改造,转化成为OLED基板玻璃或者玻璃盖板产线继续生产,有利于产线的整合利用。而且,企业在节省投资成本的同时,也缩短了转型时间。

责任编辑:赵强


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