
什么是玻璃基板?
提起液晶顯示屏,相信大家都很熟悉吧,而對于液晶顯示屏的結構,估計沒有幾個人知道了。
液晶面板的關鍵結構類似于“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?
定義
玻璃基板是構成液晶顯示器件的一個基本部件。這是一種表面極其平整的浮法生產薄玻璃片。玻璃基板是構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%,對面板產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、可視角度等指標都與所采用的玻璃基板質量密切相關,作為重要的基底材料,玻璃基板之于TFT-LCD產業的意義相當于硅晶圓之于半導體產業。

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

圖2
分類
玻璃基板按照生產配方分為鈉鈣玻璃、高鋁玻璃,鈉鈣玻璃不存在配方壁壘,進入門檻較低、易劃傷、易壓碎,用于低端產品;高鋁玻璃在配方中加入氧化鋁,性能優勢明顯,制造工藝難度大,配方壁壘高,用于中高端產品。
制造工藝
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直接接觸金屬滾輪,導致玻璃雙面質量不高,需要后續拋光處理,加工難度較大,因此該法生產的玻璃不適合應用于TFT-LCD液晶面板產業。美國康寧公司的溢流法成型工藝是目前生產TFT-LCD用玻璃基板的主要生產方法,該法成形時玻璃板表面僅與空氣接觸,形成自然表面,表觀質量很高,但缺點是難以做大尺寸基板玻璃,且產能小。日本旭硝子發展了浮法制造TFT-LCD基板玻璃的技術,浮法工藝易于擴大基板玻璃面積,降低單位成本,但在錫槽成型時接觸液態錫的一面仍需要拋光處理去除錫層。


圖3
產業鏈構成
玻璃基板作為液晶面板基礎原材料之一,占據液晶產業鏈頂端。上游原材料是一些最基礎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商,分別供給他們制作TFT陣列和彩色濾光片,再在成盒段進行灌液晶、組裝,制成Open Cell面板。

圖4
如今市場主流需求是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、平板電腦等移動終端設備,G6玻璃基板主要用來生產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出率,同時降低生產成本,進而能夠順應未來大屏、多屏時代的發展潮流,未來市場對于G8.5及以上高世代玻璃基板的需求將日益提升。
玻璃基板市場規模
國內外供應商情況
玻璃基板行業屬于典型的技術密集型和資本密集型行業,制造工藝復雜,高技術門檻,核心技術只被少數國家所掌握。目前,全球基板的主要供應商為美國康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、電氣硝子(NEG)等幾家占據了市場94%的份額,其中康寧占據了50%的份額。國內玻璃基板產業起步較晚但發展迅速,從事玻璃基板研究開發的企業有10家左右,目前只有彩虹集團和東旭光電掌握了溢流法生產技術,能夠實現批量生產G6及以下尺寸玻璃基板。從市場占有率看,我國國產玻璃基板占有率僅為12%,8.5代市場份額更是小于1%,隨著國內技術進步,我國生廠商也開始研發建設8.5代玻璃基板。

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市場增速情況

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近幾年玻璃基板主要應用領域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應用,且需求量相對少,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,預計2020年將達到6億平方米,2016年-2020年增速為4.47%。
主要產業化基地和企業
中國南玻集團股份有限公司
立于1984年,為中外合資企業。主要產品為高檔浮法玻璃原片、工程及建筑玻璃、精細玻璃、光伏科技綠色能源產品(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、結構陶瓷等。
中國洛陽浮法玻璃集團有限責任公司
隸屬于中國建筑材料集團有限公司,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企業之一。主要產品為浮法玻璃原片,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,熱彎等及各種復合加工玻璃產品。
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)股份有限公司共同投資的合資企業。主營生產鋁硅酸鹽保護玻璃,有“小康寧”之稱。主要產品為全系列觸控產品、TFT-LCM、B/L(背光模組)等,為世界知名企業提供顯示產品主要零部件。
彩虹集團新能源股份
2004年9月10日在中國陜西省咸陽市注冊成立,據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,也是中國領先的太陽能光伏玻璃和發光材料制造商。下屬企業有彩虹光伏玻璃廠。
主營業務:液晶玻璃基板、液晶面板、蓋板玻璃、光伏玻璃及電站、LED、智慧醫療等戰略性產業。
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,是全球領先的光電顯示材料供應商,也是目前中國本土最大、世界第四的液晶玻璃基板生產商。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線20條,基本實現了玻璃基板不同世代全覆蓋。是國內少數的高鋁蓋板玻璃供應商之一。主營業務:集液晶玻璃基板、蓋板玻璃、偏光片、彩色濾光片、藍寶石等光電顯示材料、高端裝備制造及系統集成、石墨烯產業化應用、新能源汽車研發及制造、智慧城市建設等業務。
主要研發機構
浮法玻璃新技術國家重點實驗室
依托蚌埠玻璃工業設計研究院和中國洛陽浮法玻璃集團有限責任公司,現擁有熱工、機電實驗場所各一處,擁有工藝分析檢測室、計算機工控試驗室、用房面積近3500平方米;擁有科研儀器設備共計150多臺(套),總值近1600萬元,裝備水平行業領先。洛玻集團為本實驗室提供相應的建設和科研經費支持,專門用于從事我國浮法玻璃行業發展的共性基礎性和前瞻性技術研究;同時將建設新的科研基地,建設用于過程研究的微型浮法生產系統,從而保證科研裝備的更新和科研條件的改善。
平板顯示玻璃技術和裝備國家工程實驗室
依托東旭集團,主要開展平板顯示產業核心技術的攻關和關鍵工藝的試驗研究。
中國建材總院
新中國第一個國家級建筑材料與無機非金屬材料綜合性科研機構,為滿足國家建設和國防工程對建筑材料和無機非金屬材料科技進步的需要,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、纖維與纖維復合材料、建筑衛生陶瓷與高技術陶瓷材料、耐火材料及新材料等領域進行了開創性研究,取得一系列重大科技成果,為國民經濟建設和國防現代化做出了突出貢獻。
特種玻璃國家重點實驗室
依托海南中航特玻材料有限公司,以電子級玻璃及離線LOW-E玻璃、電子級玻璃、離線LOW-E玻璃基片為主要產品。