膠輥應用之偏光片
in 膠輥薄膜行業應用
膠輥應用之偏光片一、偏光片簡介偏光片（Polarizer）是面板關鍵原材料之一。LCD 面板需要兩張偏光片，分別位于液晶面板兩側，通過控制特定光束的偏振方向來透射或者阻斷背光模組發出的光線，并且調整像素的亮度并且重現顏色，從而呈現出顏色鮮艷的顯示影像，如果沒有它，液晶面板就無法顯示。而 OLED 面板需要用到一張偏光片，其作用是消除外界環境光的反射。偏光片在 LCD 成本中占比為 9.9%（膠輥應用之偏光片）。 圖1面板結構示意圖 圖2偏光片生產環境在 LCD 面板中需要用到兩張偏光片，下偏光片將背光源發出的光束轉換為偏振光，上偏光片對偏振光進行解析，產生明暗對比，從而實現畫面的顯示。液晶顯示必須依靠偏振光，少了任何一張偏光片，液晶顯示都無法顯示成像。而在 OLED 面板中需要用到一張偏光片，用來消除外界環境的反射光，保證顯示的對比度足夠高。 圖3偏光片工作原理 二、產業鏈 圖4偏光片產業鏈圖5偏光片產業鏈 圖6偏光片產業鏈 三、市場格局面中國偏光片企業起步晚，尚處于追趕階段。國內偏光片產業的發展是從 1997 年盛波光電引進一條偏光片生產線開始，1999 年盛波光電生產出第一張國產偏光片，打破了國外技術壟斷。隨后大陸企業相繼生產 TN/STN-LCD 用偏光片，TN/STN-LCD用偏光片產業得以快速發展。2010 年國內企業開始生產中小尺寸 TFT-LCD 用偏光片，2011 年三利譜和盛波光電先后投產了 1490mm 寬幅生產線，生產大尺寸TFT-LCD 用偏光片，填補了國內空白。在 TFT-LCD 用偏光片領域，目前大陸企業具備全工序規模生產能力的主要是三利譜、杉杉股份（收購 LG 偏光片業務）以及盛波光電。上游基膜進口依賴嚴重。偏光片的上游是基膜等光學材料，其成本中占比最大的是TAC 膜和 PVA 膜，這也是偏光片生產的關鍵原材料。TAC 膜和 PVA 膜主要依賴進口，其技術和產品主要被日本企業掌握。PVA 膜主要供應商為日本可樂麗，占據了全球 80%左右的市場份額。富士膠片和柯尼卡美能達占據了 TAC 膜絕大部分市場，富士膠片市占率約為 53%，柯尼卡美能達占據 20%的市場份額。國內企業對于基膜的進口依賴程度高，少數基膜實現國產化，但只適用于低端產品且產量低。皖維高新是國內唯一一家生產、銷售、研發 PVA 膜的企業，其產品主要應用在 TN/STN-LCD上，在 TFT 級 PVA 膜生產技術上取得了一定的突破，正在著手產能擴張；東氟塑料在成都投資建設 TAC 膜生產線，產能 1 億平方米，2017 年實現量產，打破國外壟斷。 圖7偏光片市場格局 根據 AVC 的數據，2019年全球偏光片市場出貨面積約為 5.4 億平方米，其中大尺寸偏光片出貨面積約為4.99 億平方米，占總出貨面積的 92.41%，大尺寸占據了絕大部分的偏光片市場。根據前瞻產業研究院的數據，2019 年全球偏光片市場規模為 121.35 億美元，國內偏光片市場規模為 251.73 億元，增速較快。我們預計 2025 全球偏光片市場規模將達到 171 億美元，超 1100 億人民幣。面板產能的轉移為偏光片本土化帶來了發展機遇，推動偏光片國產化。 國內偏光片需求測算：滿產情況下國內偏光片需求將達到 4.40 億平方米。對國內目前 LCD 產線和 OLED 產線的產能進行統計，并測算其偏光片需求。LCD 面板需求兩張偏光片，OLED 面板需要一張偏光片，不考慮損耗，LCD 與偏光片的面積比約為 1:2，OLED 與偏光片的面積比約為 1:1。將所有產線考慮在內，滿產情況下國內 LCD 面板對應的偏光片需求為 4.08 億平方米/年，OLED 面板對應的偏光片需求為每年 0.32 億平方米，總需求達到 4.40 億平方米/年。 偏光片的技術門檻高，市場集中度高，日韓企業占據了市場主導地位。全球市場主要參與有 LG 化學、住友化學、日東電工、三星 SDI 等日韓廠商，2019 年 LG 化學 市占率為 24%，全球第一；其次是住友化學，市占率為 23%。CR4 的市場占有率為 79%，市場集中度高。中國臺灣的偏光片廠商主要有誠美材料和明基材料，大陸廠商主要有三利譜和盛波光電，2019 年盛波光電的市場份額為 4%，國內廠商市場份額占比低。圖8偏光片競爭格局 國內偏光片供給測算：大陸已有偏光片產能僅為 3.31 億平方米。從大陸已有的偏光片廠商來看，主要包括盛波光電、三利譜等國內廠商，還包括 LG 化學、住友化學、日東電工、三星 SDI 等廠商在大陸的分公司或者合資廠，大陸已有偏光片產能總計約為 3.31 億平方米，在建產能約為 0.62 億平方米，其中盛波光電和三利譜現有產能約為 0.54 億平方米，占全部產能的 16.33%；杉杉股份收購的LG 化學現有產線的產能約為 1.63 億平方米。從產線幅寬上看，大陸本土廠商的產線集中在1490mm及以下，三利譜和盛波光電的 2500mm 超寬幅偏光片產線仍處于建設或者規劃中，國產化水平低。國產偏光片產能嚴重不足，供需缺口巨大。受益于下游面板的快速發展，偏光片需求量在穩步上升。國內有多條高世代 LCD 產線和 OLED 產線相繼投產，產能逐步釋放。相比于偏光片市場約4.5 億平方米的需求，國內現有產能僅為3.31億平方米，偏光片市場還存在很大的供需缺口，國產替代空間巨大。日韓偏光片產能逐步退出，國產化全面加速。隨著面板行業逐漸向大陸轉移，帶動上游產業鏈集聚，日韓企業逐漸退出大陸偏光片市場。2019 年 10 月住友化學發布公司戰略，計劃停止一部分偏光片產線的運營，專注于發展高端偏光片。2020 年 6月，杉杉股份發布公告稱擬收購 LG 化學旗下在中國大陸、中國臺灣和韓國的 LCD偏光片業務及相關資產。LG 化學將在中國境內成立持股公司來控制標的 LCD 偏光片業務和相關資產，杉杉股份將出資 7.7 億美元控股 70%，LG 化學持有剩余 30%的股權。目前大陸資產已完成交割，杉杉股份有望維持 LG 化學在偏光片的領先地位，偏光片國產化水平有望快速提升。國內偏光片企業產能持續擴張，有望實現快速增長三利譜產能快速擴張。2020 年偏光片實際產量為 1915 萬平方米，同比增長了30.81%；偏光片業務實現營收 19.02 億元，同比增長 31.32%。三利譜目前共有 5 條產線投產，深圳 1 號產線是 1330mm 的中后工序生產線，而其余 4 條是全制程生產線。其中莆田 650mm 生產線產品類型是黑白偏光片，年產能為 120 萬平方米；光明 1490mm 產線主要生產手機用偏光片，年產能為 600 萬平方米；合肥兩條產 線均生產平板和 TV 用偏光片，年產能為 1600 萬平方米。龍崗 6 號產線為 1490mm產線，主要用于生產小尺寸偏光片，設計產能為 1000 萬平方米/年，預計 2021 年 上半年投產，該產線投產后三利譜預計年產能為 3200 萬平方米。此外，合肥2500mm 超寬幅產線正在規劃中，設計產能達到 3000 萬平方米；莆田二期產線用于生產車載顯示偏光片，目前正在進行廠房建設，預計 2022 年投產。未來兩年有大量產能釋放，三利譜有望實現快速增長。 圖9偏光片產線 四、產品原理及工藝流程偏光片主要是由 PVA 膜、TAC 膜、保護膜、離型膜和壓敏膠等復合制成，其中起偏振作用的核心膜材是 PVA 膜，該材料決定了偏光片的偏光性能、透光度、偏振度、色調等關鍵光學指標。PVA 膜經過染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通過拉伸使得碘分子在 PVA 膜上有序排列，形成具有均勻二向吸收功能的偏光膜，其透過軸與拉伸的方向垂直。 圖10 偏光片工作原理TAC 膜是偏光片另一重要原材料，占偏光片總成本的 54%。TAC 膜充當 PVA 膜的支撐體，保證了 PVA 膜的延伸不會回縮，另外 TAC 膜還具有優異的耐紫外線、耐酸堿特性，保護 PVA 膜不受到水汽、紫外線等外界環境因素損害。PSA（壓敏膠）是偏光片貼合在 LCD 面板上的膠材，決定了偏光片的粘著性能以及貼片加工性能。偏光片按照 PVA 膜的拉伸工藝可以分為干法拉伸和濕法拉伸兩大類。干法拉伸工藝是對 PVA 膜先進行拉伸，后進行染色、固色、復合、干燥等工藝；而濕法拉伸是將 PVA 膜先進行染色，在溶液中進行拉伸、固色、復合、干燥等工藝。目前偏光片廠商主要是以濕法拉伸技術為主。 圖11偏光片生產原理按照 PVA 膜染色的成分不同，可以分為碘系偏光片和染料系偏光片。碘系偏光片中 PVA 膜吸附的是碘分子，具有較好的偏振度和透過率，但由于碘分子在高溫環境下容易揮發，其耐久度不足。而染料系偏光片中 PVA 膜吸附的是二向吸收有機染料，可以較好地解決耐久性問題，但是染料的濃度較高，其透過率降低。目前市場主要是以碘系偏光片為主。偏光片的主流生產工藝流程可以分為前、中、后三段工藝，其中前段工藝是偏光片生產的核心環節。前段工藝包括對 TAC 膜的清洗和 PVA 膜的延伸及復合。將 TAC膜進行堿液處理，清洗之后烘干收卷，降低 TAV 膜的接觸角。PVA 膜的延伸和復合。是將 PVA 膜浸入染色槽，吸附二向吸收的碘分子，再進行拉伸取向，烘干后與 TAC膜復合在一起，得到偏光膜。中段工藝是涂布壓敏膠與復合離型膜等其他膜材的制程。后段工藝是將固化好的偏光片按照需要的尺寸大小進行裁剪、磨邊、清潔、檢驗及包裝。圖12偏光片生產原理偏光片盈利能力好，同時具有較高的行業壁壘。從液晶面板行業毛利率的“微笑曲線”來看，偏光片處于面板行業上游，且其毛利率較高，大約為 40%，具有較好的盈利能力。但同時偏光片的行業壁壘較高，主要包括技術壁壘、客戶壁壘。偏光片生產涉及的專業多、綜合性強，技術含量高；同時偏光片需要滿足各項光學指標，生產任何一個環節出問題都會影響到最終產品，因此生產線工藝技術完善是需要多年的技術經驗積累的。國內偏光片企業起步晚，且自主研發的周期長，在技術儲備、工藝完善上還存在很大的差距。此外，偏光片是面板生產的關鍵原材料之一，其質量好壞直接影響到面板的性能與質量，因此下游面板廠商對于產品認證的周期長、門檻高，一經確認一般不會輕易更換，對于新進入的企業來說客戶壁壘較高。偏光片產線主要有 1.5m、2m、2.3m、2.5m 等幅寬，從整體上看，寬幅越大的偏光片產線，能夠適應的產品切割尺寸結構越多，切割效率更高，更加能夠適應大尺寸化趨勢。 五、思德諾慶可以提供產品解決方案思德諾慶膠輥長期為日本等知名廠商提供偏光片產線橡膠輥（光學級）及相關導輥，從產品的精度及橡膠面的精細化要求，完全可以滿足用戶需求，同時為行業用戶提供相應的輥筒產品改造提供整體解決方案。