全球大尺寸液晶显示用导光板产业发展现状及未来趋势
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全球大尺寸液晶显示用导光板产业发展现状及未来趋势
提要:导光板一词来自于英文Light Guide Plate的翻译,其产生是为配套液晶显示面板。液晶显示由于其非自身发光的特性而要求由背光模组来显现其亮度,在背光模组的发展过程中关键元器件导光板也随着下游产品的需求进而开始不同的改变。
引言
21世纪以来液晶显示技术蓬勃发展,人们的日常生活随处可见液晶显示的身影。液晶显示面板可以按照面积大小进行划分,分别适用于不同的领域。对于大尺寸液晶面板市场而言,主要应用领域集中在液晶电视、笔记本电脑和液晶显示器,其市场份额分别达到35.7%、30.9%和32.9%。对于中小尺寸LCD面板市场而言,主要应用领域集中在手机、MP3、数码相机、数码摄像机、GPS、平板电脑等产品上,其中手机占据着中小尺寸LCD面板市场的主要份额,达到60.3%,数码相框、GPS作为新兴应用市场,保持了较快的增长速度,市场份额分别达到6.3%和5.0%。
导光板一词来自于英文Light Guide Plate的翻译,其产生是为配套液晶显示面板。液晶显示由于其非自身发光的特性而要求由背光模组来显现其亮度,在背光模组的发展过程中关键元器件导光板也随着下游产品的需求进而开始不同的改变。导光板是使用光学级的PMMA/MMA/PC制成,然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料,在导光板的底面用UV网版印刷技术印上导光点。导光板吸取的背光源发出来的光在导光板表面停留,当光线射到各个导光点时,反射光会往各个角度扩散,然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点,可使导光板均匀发光。
LED背光潮流引发大尺寸液晶显示用导光板发展
目前在国际上新型平板显示器主要包括 LCD、PDP(等离子显示屏)和 OLED(有机发光显示体)等,其中LCD是新型平板显示器件领域中技术最成熟、支持厂家最多、应用最广泛的产品类型。LCD在可预见的时期内仍将是平板显示器的主流,因此随着电子信息产业的深入发展和消费类电子产品需求的持续增长,全球LCD市场的需求巨大,预计未来一段时期仍处于高速发展阶段。而LCD的巨大需求,必然带动导光板等上游材料行业的快速发展。
伴随着液晶显示技术发展,LED背光潮流开始显现,从笔记本电脑到台式显示器,再发展到LED背光源液晶电视。尤其是LED 电视,进入2010年后,在国内外厂商的大力推动下,LED背光源液晶电视市场份额一路攀升。奥维咨询(AVC)数据显示:2010年上半年,LED背光源液晶电视零售量渗透率从1月份的3.7%,上升至6月的10.6%,零售额渗透率从9.0%上升到19.6%,LED背光源液晶电视呈现爆发式的增长势头。
国内外企业全力推动LED背光源液晶电视,规模的高速增长造成上游资源的紧张,液晶面板厂从2010年第一季以来就面临LED背光源相关零组件缺货的窘境。由于LED背光源的主要材料蓝宝石、导光板等短缺,索尼、夏普LED产品在中国市场的主推时间不断延后。而另一方面,由于侧光式设计LED背光(Edge-litLED Backlight)模块,必须用到大尺寸薄型导光板外,电视导光板的产量也因PMMA的缺货而有所限制,相关厂商产能不足,使得在短时间内导光板产能短时间内无法供需解决。具体从台式显示器、笔记本电脑及液晶电视三个主用应用领域来看。
从台式电脑显示器的发展来看,目前的新变化是LED背光源开始逐步取代CCFL背光源,这两种背光源的台式电脑液晶显示器都需要用到导光板。因此在相当长的时间内导光板的应用不会改变。
从笔记本电脑来看,随着LED背光源的应用和导光板挤出工艺的发展,挤出型超薄平板导光板有取代注射型楔形导光板的趋势,有可能占据目前笔记本电脑用导光板的市场份额。对于背光模组厂来说,LED背光模组在结构上,主要的差异点在于导光板的改变。使用CCFL时,由于受限于灯管管径1.8mm~4mm,导光板入光侧必须维持2.0mm左右,而成为一个楔形的板,这使得笔记本电脑面板没有办法做得很薄;然而使用LED作背光源时,原来导光板之厚度限制已不存在,可以让整个导光板厚度均匀且变薄,因此可以满足笔记本电脑对于轻薄短小的追求。因此,随着目前笔记本电脑大都已经采用LED背光源。
从平板电视来看,LED液晶电视、网络电视、3D电视是未来一段时期的发展趋势。LED液晶电视的兴起将带来导光板市场容量的大幅上升。网络电视的应用对于液晶显示面板基本没有影响。3D电视目前技术尚不成熟,成本高昂,如TCL今年五一节的一台裸眼3D电视的价格达到了18万元,预计其形成比较成熟的市场尚需较长时间。另外目前的3D电视的技术都是在原有的平板电视基础上增加3D显示功能,对于液晶面板的具体构成改变不大,导光板在3D电视中仍将得到应用。
由上看见,导光板的应用在未来一段时间内将随着液晶面板行业的发展而大幅上升。另一方面,虽然导光板的应用呈现不断上升的趋势,但是导光板本身的生产技术则有可能随着液晶行业技术的发展而发展。液晶面板行业产品的开发及技术进步主要围绕成本及性能展开,导光板行业也不例外。为降低生产成本,日本、韩国和台湾地区的背光模组厂商都在研发生产新型导光板,减少光学膜片的使用,降低背光模组成本。通过在表面形成密布的微结构,例如利用特殊的成型技术(V-Cut)可以减少使用扩散膜及棱镜片(各一片),直接产生更强的扩散及增亮作用;在材料中加入不同折射率的少量颗粒材料,直接形成具有扩散作用的凸点或凹点(前者考虑亮度;后者考虑均匀性)。
全球液晶显示用导光板产业发展现状
导光板从生产工艺上可以分为挤出、浇注或射出,一般来说前者主要透过裁切用于尺寸较大的Monitor与TV导光板上,而后者则是透过浇注(射出)成型的制程,运用在对厚度要求较高的NB导光板上。
目前,亚洲PMMA(导光板的原材料)市场总量大约为75万~80万吨/年,其中20万~22万吨/年被用于液晶显示器(包括液晶电视、个人电脑和其他电子产品)的导光板。生产方面,日本三菱丽阳和旭化成的装置目前均在满负荷生产MMA,主要满足液晶电视导光板生产需求。今年,韩国大山9万吨/年MMA项目和赢创德固赛在上海的10万吨/年项目也已竣工,其中大部分产品为本地市场消化。日本住友化学和璐彩特国际新加坡MMA项目今年底也将完成扩能计划,三菱丽阳和旭化成也将在2011年底完成各自的扩能项目,新增产能达16万吨/年。
目前大尺寸液晶面板用导光板主要用于台式液晶显示器和LED液晶电视,根据相关统计数据,2010年全球大尺寸导光板出货18.86万吨,预计未来全球导光板的需求量将以7.6%的复合增长率增长,至2016年可达到51.22万吨(主要根据导光板的密度、尺寸进行换算成以重量计量的导光板的市场容量,如图1和图2)。