偏光片:控制光束偏振方向。偏光片的作用是将全向光线变成单一方向的偏振光,偏振光方向与偏光片透过轴方向平行,垂直于透过轴方向的光则被吸收。
偏光片由多层膜复合而成,核心膜材 PVA 负责偏振作用。偏光片由 PVA 膜,TAC膜,保护膜,离型膜和压敏胶组成,其中,吸附二向吸收分子的 PVA 膜负责偏振作用,是偏光片的核心膜材,决定偏光片的偏光性能,透过率及色调等关键参数, TAC 膜则起到对延伸的 PVA 膜的支撑和保护。
偏光片各膜材的特性和作用
膜材 | 特性 | 作用 |
PVA膜 | 聚乙烯醇,可吸附碘等二向吸收分子,延伸前膜厚一般为 75μm, 60μm 和 45μm 等 | 吸附二向吸收分子,起偏振作用,决定偏光片的偏光性能,透过率及色调等关键因素 |
TAC膜 | 三醋酸纤维素膜,耐酸碱,耐紫外线等,厚度主要有 80μm, 60μm, 40μm 和 25μm 等 | 1、PVA 膜的支撑,防止延伸的PVA 膜回缩; 2、保护 PVA 膜不受水汽,紫外线等的损害 |
保护膜 | 高强度,耐酸碱和防静电,厚度为 58μm | 保护偏光片不受外力的损害 |
离型膜 | PET 膜(单侧涂布硅涂层),强度高,表面平整度高等 | 保护压敏层不受损害,避免贴 合气泡 |
压敏胶 | 与 TAC 有较好的粘附性,厚度一般为 20μm | 将偏光片贴合在 LCD 上,决定偏光片的黏着性能 |
偏光片工艺
偏光片的工艺根据吸附的二向吸收分子划分成碘系和染料系,根据拉伸工艺则划分成干法和湿法。
目前主流的工艺为碘系生产技术和湿法拉伸工艺,主要生产环节包括 TAC 膜清洗, PVA 膜延伸与复合,压敏胶涂布和离型膜复合,其中, PVA膜延伸是最核心的环节。
TAC 膜清洗: 将 TAC 膜进行碱液处理,之后进行水洗清除残留碱液,最后烘干收卷。此环节可以降低 TAC 膜的接触角,便于与 PVA 膜的贴合。
PVA 膜延伸与复合: 将 PVA 膜浸入染色槽,吸附二向吸收的碘分子,在拉伸槽中对碘分子进行拉伸取向,烘干之后与 TAC 膜进行复合形成半成品偏光片。
压敏胶涂布和离型膜复合:将压敏胶涂布在离型膜上,将胶中的水分蒸发之后与半成品偏光片贴合收卷。最后固化形成偏光片。
偏光片产业链
偏光片上游:核心原材料为 PVA 和 TAC 膜,日本企业垄断全球市场。 偏光片最核心的原材料是 PVA 膜和 TAC 膜,约占总成本的 60%~70%。
目前,两种膜材的主要供应商均为日韩企业, PVA 膜的主要供应商为日本可乐丽,占 70%全球市场份额,国内皖维可为黑白偏光片提供 PVA 膜;TAC 膜的主要供应商是日本富士胶片和柯尼卡,乐凯已为国内偏光片企业供应部分 TAC 膜。
偏光片下游:应用广泛,显示面板是主要应用场景。偏光片被广泛应用于消费类及工控类电子显示屏面板,如手机,电脑,液晶电视,汽车电子,医疗器械及仪器仪表等,其他应用场景还包括太阳眼镜,防眩护目镜,摄影设备的滤光镜,光量控制器等。
偏光片是显示模组成像的必要组件。偏光片成本占 LCD 原材料的 10%左右。LCD模组中需要两张偏光片,分别位于玻璃基板两侧。下偏光片负责将背光源光束转换成偏振光,上偏光片负责解析液晶电调制后的偏振光。液晶模组成像依靠偏振光,因此缺少任何一张偏光片都无法显示画面。
图:液晶显示模组结构, OLED 显示面板结构及 LCD 面板成像原理
图:LCD 面板原材料占比结构图
图:全球偏光片生产厂家市场份额
高行业壁垒,日韩企业垄断全球偏光片市场。
偏光片行业具备较高的技术,人才,资金和客户认证壁垒,市场集中度较高,韩国 LG 化学,日本日东电工和住友化学三足鼎立,占据 60-70%全球偏光片市场份额。
随着下游面板产能逐渐往大陆转移, 台湾和大陆的偏光片企业有望后来居上,代表企业分别为奇美材料,明基材料以及三利谱,盛波光电。
整体来看, LCD 液晶面板的市场需求,尤其是中小尺寸领域,近年来在 AMOLED的侵蚀影响下,对于价格和成本日趋敏感。在此背景下, 跳出日韩企业所垄断的全球偏光片市场, 培养自己的偏光片供应企业,是我国面板厂商国际市场话语权逐渐提升的必然需求。
从企业维度来看, 近年来三利谱、盛波光电等企业的偏光片制造技术水平亦渐渐成熟, 产线投入规模开始加大,与紧缺的市场需求形成了良好的衔接效应,目前虽然在高端领域尚有差距,但从技术路径和发展情况来看, 迎头赶上并不是没有可能。
需要指出的是, 核心原材料 PVA 膜等产品目前仍然主要依赖日本供应商采购, 偏光片要实现真正意义上的完全国产替代,前路仍漫长而艰辛,还需要更多国内上游材料厂商的共同努力。