LCD彩色滤光片行业调查报告

1 LCDLCD 显示面板市场调研显示面板市场调研 侯朝昭 U 摘要 摘要 LCD 显示技术是 21 世纪的重要显示技术 而彩色滤光片作为 LCD 面板的 重要组成部件 在 LCD 产业链中占有一定的主导地位 而中国在彩色滤光片的 生产水平方面与日本 韩国等有很大差距 本文在介绍液晶显示器的重要组成 部件彩色滤光片结构及制造原理的基础上 概述了目前中国大陆及世界其他国 家在 LCD 及 LCD 的组成部件彩色滤光片方面的产业发展状况 并对如何发展中 国液晶显示面板上游产业 尤其是如何打破垄断 自制彩色滤光片提出了针对 性意见 关键字 关键字 LCD 彩色滤光片 受制于人 打破垄断 一 一 LCDLCD 行业发展现状概述行业发展现状概述 目前 CRT 显示技术已经相当成熟 要想在技术上和显示效果上有所突破已 经相当困难 在这种情况下 唯有下一代显示技术的主流 LCD 液晶 显示技 术获得了极大的发展 随着 LCD 显示技术的成熟以及产品价格的下降 LCD 已 成为显示器和电视机市场成长最快的产品 1 表 1 所列世界最大 15 家电视厂商中 中国大陆虽有 6 家厂商名列其中 但其规模都偏小 其中最大的 TCL 公司 2012 年市占率仅为 5 8 不敌日本的 Sony 和东芝 更谈不上韩国三星和 LG 中国 6 家厂商的合计市占率 23 8 也 仅比三星一家高近 4 个百分点 以这样的规模和分散程度去参与世界竞争自当 不易 与本土的巨大市场也很不相称 表 1 世界各大液晶生产厂商 2 随着近年多条 TFT LCD 高世代生产线的相继投产 我国平板显示产业整体 呈现出高速 良性的发展态势 2012 年产业规模达 700 多亿元 我国在全球市 场的占有率提升到 11 2 国内液晶面板的自给率大幅提高 其中电视面板的 自给率达到 30 手机面板已能满足境内企业 50 的需求 2 如此巨大的投资必将极大地拉动产业链上游的巨大需求 带动基板玻璃 液晶材料 偏光片 彩色滤光片 光学薄膜 触摸屏 背光源等相关原材料 元器件及相关设备等上游产业的发展 据测算 2016 年之后 我国 TFT LCD 产 业每年至少需要液晶材料 250 吨 1 0 亿平方米基板玻璃 含彩膜用玻璃 1 0 亿平方米偏光片 5000 万平方米彩色滤光片 十几亿平方米光学薄膜 几亿背 光源组件以及数以亿计的驱动 IC 等 其总价值将接近千亿元 2 从产业结构上来看 液晶显示产业可以分为上游基本材料制造 中游液晶 面板制造及液晶模组 下游的各种光电显示产品 在上游产业众多材料制备的 工业要求很高 基本上由日本企业和少数的美韩企业所垄断 中游产业包括液 晶面板的制造 模组组装等 其中面板生产基本由日 韩 中国台湾地区所瓜 分 由于模组生产对技术要求不高 现阶段许多企业逐步向大陆沿海 例如厦 门 上海 深圳等城市转移 下游产业为终端显示产品相关的制造产业 包括 各式家电 信息通讯等消费类产品 当前主要集中在中国大陆 或正在大量向 中国大陆的相关城市转移 3 整体而言 我国液晶面板的上游配套产业起步要更晚一些 至今我们还没 能建成完整的上游配套产业 从某种意义上讲 建立一个完整的上游配套工业 体系要比建设几条高世代器件生产线更艰巨 更复杂 中国现在还只是刚刚起 步 还有很长的路要走 2 2 彩色滤光片的市场调研情况彩色滤光片的市场调研情况 根据最近的走访调研 我参观了苏宁电器 国美电器等电器商场 发现液 晶电视的主要品牌如下 三星 SAMSUNG 索尼 SONY 夏普 LG 飞利浦 Philips 海信 Hisense TCL 创维 Skyworth 长虹 康佳 东芝等 其中 4K 超清电视最为流行 以三星的显示效果为最佳 如今的液晶显示已经进入 4K 时代 而彩色滤光片是液晶显示器中的三大关键件之一 要想发展 TFT LCD 产业 3 彩色滤光片技术是必须掌握的关键技术 彩色滤光片作为 TFT LCD 的最重要组成部件 利用滤光的原理由红 绿 蓝三原色混合产生各种各样的色彩 实现液晶器件的彩色显示 同时也对 TFT LCD 的视角宽度 亮度 分辨率等性能起关键作用 彩色滤光片的基本结 构包括玻璃基板 黑色矩阵 black matrix BM RGB 彩色层 保护层和铟锡 氧化物 ITO 透明导电薄膜层 4 彩色滤光片 Color Filter 是直接决定彩色 LCD 的色特性 对比 色泽 鲜明度及其表面反射性等特性的一项关键性零组 件 彩色滤光片制作难度比较高 需要高深的光学知识和化工知识 且其上游 颜料光阻市场主要由日本东洋油墨 JSR INKTECH 富士胶卷等日本公司垄断 全球主要大尺寸滤光片专业生产厂家有大日本印刷株会社 DNP 凸版印刷株 式会社 Toppan 和台湾和鑫 技术主要来自 DNP 此外则是由液晶面板厂家 自家经营 业界称 In house 韩国 台湾和大陆的彩色滤光片企业中生产 5 代以下的数量较多 而 5 代以上的彩色滤光片 由于技术与工艺难度大 市 场主要掌握在凸版印刷 大日本印刷 东丽 LGD 三星 SDI 三菱 ACTI 等大 厂家手中 正如图 1 所示 4 自日本凸版印刷和大日本印刷分别于 1985 年和 1986 年开始量产彩色滤光 片以来 大部分专利技术都被日系厂商掌握 但随着产业发展 台湾 韩国也 通过取得授权和自主研发等方式进入到这个行业 而且液晶面板厂商也逐渐认 识到 彩色滤光片的自制化是大势所趋 国内的彩色滤光片生产线少 且多为 G4 5 以下 直到今年 8 月 10 号 上海的剑腾液晶显示 上海 有限公司的国 内第一条 G5 生产线才正式量产 预计年产量达二十五万片 相信在不远的将 来 国内的彩色滤光片行业将得到巨大的发展 4 图 1 高世代彩色滤光片市场主要由日韩企业垄断 全球彩色滤光片 内制化 趋势明显 CF 市场的外购需求持续减少 内 制化 的原因 一方面是由于面板厂商为了降低关键零组件成本 另一方面也 是因为高世代彩色滤光片所用玻璃基板很薄 只有 0 4 0 6 毫米 而且面积 又很大 如 5 代线的玻璃基板面积达 1100 1250 毫米 如此大且薄的玻璃运输 和包装成本极高 因此 高世代彩色滤光片几乎都要 In house 方式生产 截 至 2009 年 全球彩色滤光片 内制化 比例高达 85 以上 中国大陆彩色滤光片内制化趋势也比较明显 现有的三家面板厂上广电 京东方和深天马都有自己的彩色滤光片厂 其中 上广电富士是上广电与富士 胶片合建的 5 代线彩色滤光片厂 北京康达应彩 5 代线的合资方是台湾和鑫光 电与京东方 而京东方合肥 6 代滤光片生产线也即将投产 因此 国内 CF 外 购需求在不断减弱 唯一个专业的 CF 上市公司莱宝高科也因为市场外购需求 减少 而将部分生产线转型做触摸屏 值得一提的是 目前国内在高世代 CF 生产方面基本属于空白 在建的高世代面板线的配套主要还是靠引进 DNP 和台 湾和鑫等厂商 5 而彩色滤光片的技术重点在于光阻材料的研制 其技术涵盖有机高分子合 成 颜料分散 光化学 涂料制造与光微影等专业领域 目前颜料光阻材料掌 握在少数几家日本企业手中 如 JSR 住友化学 东洋油墨 ToyoInk 富士胶 卷 FujiFilm 等 彩色滤光片从技术角度看 其材料特殊 而工艺和材料又是 不可分的 彩色滤光片的加工有自己一套工艺技术 要想做好彩色滤光片 并 在生产线上大规模生产并不是一件容易的事 而彩色滤光片的上游材料目前看 5 还属于垄断行业 基本上被日本和欧美厂商垄断 我国针对彩色滤光片上游材 料的生产目前还没有 目前我国彩色滤光片所用材料还只停留在研发阶段 大 生产仍主要依靠进口 6 彩色颜料光阻剂作为彩色滤光片制造的关键原料 其占了彩色滤光片制造 成本的 27 产值很大 但因为技术门槛 彩色光阻剂几乎由日系厂商垄断 尤其是高端产品 彩色滤光片制作难度非常高 需要高深的光学知识和化工知 识 同时彩色滤光片的厂家必须与颜料光阻剂生产厂家紧密配合 目前我国大 陆并无厂商能提供彩色滤光片用的彩色颜料光阻剂 但值得一提的是 我国台 湾永光化学的技术是从台湾工研院转移而来 虽然是低端的 CSTN 彩色滤光片 但可以说摆脱了日系厂商的专利束缚 6 下图 2 是中国大陆 CF 厂状况一览 图 2 中国大陆 CF 厂状况一览 中国大陆的彩色滤光膜产业是从 2003 年深圳莱宝从日本 MICRO 引进一条 2 5 代旧线开始的 当初 几条生产线几乎都是为 CSTN 配套而建立的 如今 随 着 CSTN 产业走向衰弱 这些生产线先后退出或改作他用 2008 年以后 TFT LCD 用彩色滤光膜生产线基本上都采用内置型的配置方式 包含 G4 5 G5 G5 5 G6 和 G8 5 的生产线 国内所有 TFT LCD 用彩色滤光膜生产 技术也都是进口的 目前 国内所有 TFT LCD 用彩色滤光膜的供求关系基本保持平衡 尽管所 生产的彩色滤光膜在企业间也有少量调剂 但很少进入市场 所以市场上基本 不存在价格过分竞争等问题 不过 我国目前生产彩色滤光膜的主要原材料仍 6 然主要依靠国外进口 例如光刻胶 该产品的国产化进展就不大 7 彩色滤光片的制作方法主要有 电着法 印刷法 光刻型颜料分散法 非 光刻型彩胶法 喷墨法 不同的制作方法所用的材料不同 各有优缺点 而彩 色滤光片根据透光和反光的一些性质 又分为透过型 CF 反射型 CF 图 3 彩色滤光片制作方法 图 4 透过型 CF 7 图 5 反射型 CF 光刻胶 又名光阻 Photo Resist 是一种感光材料 广泛被使用在半导 体及 TFT LCD 面板生产线的微影制程 主要成分包括光阻颜料 树脂 溶剂 及其他添加剂 光阻剂有正负型之分 正型光阻分子键被光线照射后会断裂 因此暴露在光线照射的部分易溶于显影液中 一般被应用在 TFT Array 制程 而负型光阻的分子键 则会因为光线的照射而产生交联 Cross Link 而紧密 结合 所以在黄光制程中 被光罩遮蔽的部分 分子间因没有产生交联作用 将被溶于显影液中洗去 目前在 TFT 产业中 应用于彩色滤光片的光阻属于负 型光阻 在彩色滤光片的生产中 光阻剂是其重要的原材料 而颜料在光阻剂 中作为着色剂 为充分发挥其着色力和鲜艳性 并取得良好的光谱特性 因此 必须使颜料粒子呈微细 均匀 稳定的状态分散于颜料光阻中 而这些技术都 不是中国厂商能够熟练掌握和加以运用投入批量生产的 彩色滤光片作为液晶显示器的重要组成部分 其技术的发展直接影响液晶 技术与产业的走向 彩色滤光片集成技术的发展是液晶面板厂商为提高产品质 量 降低成本和提高原材料控制力而努力的结果 专业彩色滤光片生产厂商为 降低成本 提高效率 也在不断地改进其工艺技术 从旋转涂布 非旋转涂布 到喷墨打印 以至干膜转移 生产技术的发展将进一步促使产品性能提高 价格 下降 8 在液晶面板生产商不断投建高世代线 扩大生产规模的今天 各液晶面板 8 厂商面对强大的市场竞争压力 其液晶面板制造的利润已大大摊薄 在竞争加 剧 价格持续跳水的市场压力下 降低成本已是各面板厂维持生存的必要手段 彩色滤光片的自制 虽然有利于降低原料成本 省却运输费用 但因技术及上 游原料基本由几家公司垄断 彩色滤光片自制也并未能完全缓解成本压力 在 目前面板价格急速下降的时候 对于占成本结构比重较大的彩色滤光片 如何 在提升品质的同时降低生产成本 将是未来面板厂商的主要课题 各类解决方 案中包括了工艺 材料 良品率 设备使用率 设备自动化等 总而言之 只 有打破垄断 投入一定的资金研究开发相应的电子材料 革新和发展制造工艺 技术 并进一步往上游供应链扩展 才能真正地将生产成本压缩 提高企业利 润额 提升市场竞争力 参考文献参考文献 1 LCD 显示技术发展趋势 作者 陈光明 TCL 多媒体控股有限公司全球研发中心副总工 程师时间 2008 07 07 来源 电子产品世界 2 我国液晶面板上游配套产业仍处起步阶段 时间 2013 09 13 来源 电子信息产业网 3 董军 柴宝玉 田学彬 液晶显示技术产业发展概述 J 西安邮电学院报