近年來(lái)，隨著韓國(guó)、日本和臺(tái)灣的液晶面板產(chǎn)業(yè)逐步向中國(guó)大陸聚集，同時(shí)國(guó)內(nèi)多條G8.5及以上高世代液晶面板建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)液晶面板顯示技術(shù)得到飛速發(fā)展。液晶顯示面板下游應(yīng)用廣泛，目前主要需求集中在液晶電視、平板電腦、智能手機(jī)、車載顯示屏等領(lǐng)域，隨著工業(yè)4.0和消費(fèi)水平升級(jí)，可穿戴電子產(chǎn)品、人工智能、智慧城市等新興行業(yè)都是未來(lái)的增量點(diǎn)。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)的普及以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展下，顯示屏作為人機(jī)交互最主要的方式，其市場(chǎng)規(guī)模正在隨著終端設(shè)備數(shù)量和顯示面積的增加而不斷擴(kuò)大。
從現(xiàn)有液晶面板產(chǎn)業(yè)來(lái)看，無(wú)論是TFT-LCD 亦或AMOLED，基板玻璃都是其生產(chǎn)所需的重要材料。根據(jù)顯示技術(shù)、器件結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，會(huì)額外需要單層或多層的玻璃。因此，基板玻璃是構(gòu)成液晶顯示器件的重要部件，也是液晶顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一，基板玻璃約占液晶顯示器件生產(chǎn)成本的4%。
如今市場(chǎng)主流需求是G5以上世代基板玻璃，一般而言：G5=1 100 mm×1 300 mm;G6=1 500 mm×1 850 mm;G8.5=2 200 mm×2 500 mm。G5基板玻璃主要用于手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備，G6基板玻璃主要用來(lái)生產(chǎn)筆記本或顯示器的液晶屏，而G8.5基板玻璃則主要用來(lái)切割大尺寸液晶電視的顯示屏。與G6以下低世代相比，G8.5以上高世代的基板玻璃能有效提升大屏幕液晶面板的良率以及產(chǎn)出率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而能夠順應(yīng)未來(lái)大屏、多屏?xí)r代的發(fā)展潮流，未來(lái)市場(chǎng)對(duì)于G8.5及以上高世代基板玻璃的需求將日益提升。
1 基板玻璃市場(chǎng)
調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS預(yù)計(jì)，液晶電視、桌面顯示器、筆記本電腦及其他大尺寸面板應(yīng)用顯示屏玻璃單元需求量在2016年呈下降趨勢(shì)。盡管單元需求量在下降，但是面板廠商所生產(chǎn)的液晶顯示屏幕尺寸正在擴(kuò)大，顯示屏基板玻璃需求仍將持續(xù)增加，當(dāng)前整體基板玻璃產(chǎn)量能夠匹配液晶面板的需求。表1列出了國(guó)內(nèi)主要液晶面板生產(chǎn)線。
中國(guó)大陸在建以及規(guī)劃建設(shè)的項(xiàng)目都是以G8.5及以上液晶面板線為主，由于中國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭明顯好于海外，全球液晶顯示產(chǎn)業(yè)的重心開始向中國(guó)轉(zhuǎn)移。群智咨詢預(yù)計(jì)，2019年全球面板產(chǎn)業(yè)會(huì)形成中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó)三足鼎立的局面，中國(guó)大陸地區(qū)將會(huì)以快速的增長(zhǎng)來(lái)壓低韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的占比，屆時(shí)中國(guó)大陸地區(qū)面板供貨面積全球占比講達(dá)到35%。國(guó)內(nèi)廠商玻璃基板生產(chǎn)線情況見表2。
本土基板玻璃廠商經(jīng)過多年積累，目前主要有彩虹集團(tuán)，東旭光電和中國(guó)建材幾家國(guó)內(nèi)基板玻璃廠，相比康寧、旭硝子等國(guó)外公司以G8.5 線及以上為主，國(guó)內(nèi)三家廠商基本都是投產(chǎn)在G4.5-G6。值得關(guān)注的是，2017年5月彩虹集團(tuán)和美國(guó)康寧合作在咸陽(yáng)、成都分別建設(shè)一條8.6代LCD基板玻璃后段加工生產(chǎn)線，同時(shí)，東旭光電與日本電氣硝子(NEG)于福建省福清市興建G8.5線平板顯示器用基板玻璃加工廠，已于2017年5月首批8.5代玻璃基板順利下線且送京東方批量認(rèn)證。雖然目前是后端加工為主，但這次突破必將為后面打通全產(chǎn)業(yè)鏈做了有效的技術(shù)儲(chǔ)備。
由于基板玻璃的投產(chǎn)是配套下游面板廠的產(chǎn)能，因此隨著G6以上高世代液晶面板線的投產(chǎn)，基板玻璃產(chǎn)業(yè)未來(lái)幾年整體保持小幅增長(zhǎng)。這主要得益于液晶顯示屏平均尺寸的提升，預(yù)計(jì)從2015年到2018年基板玻璃面積需求將以年平均4.5%的增速增加。
因此，總體看全球玻璃基板的主要增長(zhǎng)點(diǎn)在G6以上大尺寸玻璃基板，但存在著局部尺寸供需失衡的可能性，主要體現(xiàn)在中小尺寸面板受OLED的沖擊。同時(shí)，無(wú)論是OLED還是LCD都要使用玻璃材質(zhì)做基板，兩者的差別是LCD需要兩塊，OLED需要一塊，所以玻璃基板仍然可以供給OLED生產(chǎn)線。
2 基板玻璃理化性能要求及主流制造工藝
2.1 基板玻璃理化性能
對(duì)用于液晶顯示面板的基板玻璃，其性質(zhì)和質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，隨著消費(fèi)大眾對(duì)顯示屏的顯示質(zhì)量要求越來(lái)越高，相應(yīng)的增加面板廠商的制備工藝難度，還有小于1 mm超薄基板玻璃的生產(chǎn)、運(yùn)輸和后加工，這一系列過程都對(duì)基板玻璃的理化性質(zhì)和質(zhì)量提出非常嚴(yán)格的要求。
上述TFT-LCD基板玻璃的理化性能主要是由玻璃的化學(xué)組成來(lái)決定的，為滿足液晶面板基板玻璃的各項(xiàng)要求，美國(guó)康寧、日本旭硝子等選擇的玻璃體系為SiO2-Al2O3- B2O3-RO，其中RO 為堿土金屬M(fèi)gO、CaO、SrO、BaO的一種或多種組合。另外，還可在玻璃中加入少量的SnO2、ZnO、ZrO2調(diào)節(jié)玻璃的熔制性能、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，以及其它微量成分。主要商用無(wú)堿硼鋁硅酸鹽基板玻璃組成見表4。
2.2 基板玻璃主流制造工藝
目前基板玻璃的制造工藝主要有浮法、流孔下引法和溢流法3種。流孔下引法的玻璃成形時(shí)直接接觸金屬滾輪，導(dǎo)致玻璃雙面質(zhì)量不高，需要后續(xù)拋光處理，加工難度較大，因此該法生產(chǎn)的玻璃不適合應(yīng)用于TFT-LCD 液晶面板產(chǎn)業(yè)。美國(guó)康寧公司的溢流法成型工藝是目前生產(chǎn)TFT-LCD用基板玻璃的主要生產(chǎn)方法，該法成形時(shí)玻璃板表面僅與空氣接觸，形成自然表面，表觀質(zhì)量很高，但缺點(diǎn)是難以做高世代大尺寸基板玻璃，且產(chǎn)能小。日本旭硝子發(fā)展了浮法制造TFT-LCD基板玻璃的技術(shù)，浮法工藝易于擴(kuò)大基板玻璃面積，降低單位成本，但在錫槽成型時(shí)接觸液態(tài)錫的一面仍需要拋光處理去除錫層。3種基板玻璃制造工藝對(duì)比見表5。
玻璃基板行業(yè)屬于典型的技術(shù)密集型和資本密集型行業(yè)，制造工藝復(fù)雜，高技術(shù)門檻，核心技術(shù)只被少數(shù)國(guó)家所掌握。目前，全球基板的主要供應(yīng)商為美國(guó)康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、電氣硝子(NEG)等幾家占據(jù)了市場(chǎng)94%的份額，其中康寧占據(jù)了50%的份額。國(guó)內(nèi)玻璃基板產(chǎn)業(yè)起步較晚但發(fā)展迅速，目前只有彩虹集團(tuán)和東旭光電掌握了溢流法生產(chǎn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)G6及以下尺寸基板玻璃。
3 展望
目前，全球的液晶面板產(chǎn)業(yè)逐步向中國(guó)大陸聚集，這里孕育著重大的突破和變革。作為顯示產(chǎn)業(yè)鏈頂端的基板玻璃，雖然在國(guó)內(nèi)彩虹和東旭光電的艱苦奮斗和不懈努力下，已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)G6以下尺寸基板玻璃，且在中小尺寸面板市場(chǎng)占有率約80%，但現(xiàn)在G8.5 及以上高世代基板玻璃只能與康寧、電氣硝子合作后段加工生產(chǎn)。因此，現(xiàn)需著力解決液晶面板產(chǎn)業(yè)有序競(jìng)爭(zhēng)與盲目低端投資擴(kuò)產(chǎn)、依靠成熟技術(shù)滿足當(dāng)前需求與前沿技術(shù)研發(fā)不平衡的局面，避免重蹈CRT玻殼產(chǎn)業(yè)的覆轍。
大尺寸化、輕薄化液晶面板是今后基板玻璃市場(chǎng)需求的亮點(diǎn)，應(yīng)重視發(fā)展浮法成形生產(chǎn)高世代基板玻璃工藝開發(fā)。開發(fā)浮法生產(chǎn)TFT-LCD用基板玻璃設(shè)備與技術(shù)有：具有高效熔化功能，耐侵蝕，使用壽命長(zhǎng)特點(diǎn)的新型窯爐，無(wú)堿高鋁玻璃液澄清及均化技術(shù)，超薄玻璃成形、退火與無(wú)塵封裝運(yùn)輸技術(shù)以及智能生產(chǎn)技術(shù)。開發(fā)這些新型技術(shù)，既可應(yīng)用于傳統(tǒng)浮法玻璃生產(chǎn)，又有利于傳統(tǒng)浮法玻璃更加節(jié)能環(huán)保和轉(zhuǎn)型升級(jí)。
