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国内外偏光片行业发展情况剖析

admin 2018-05-19 0
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国产偏光片产业链状况说明

偏光片工作原理

 

偏光片全称为偏振光片,可控制特定光束的偏振方向。自然光在通过偏光片 时,振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收,透过光只剩下振动方向与偏光 片透过轴平行的偏振光。 液晶显示模组中有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧,下偏光片用于将背光 源产生的光束转换为偏振光,上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光,产生 明暗对比,从而产生显示画面。液晶显示模组的成像必须依靠偏振光,少了任何 一张偏光片,液晶显示模组都不能显示图像。液晶显示模组的基本结构如下图所 示:

 

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偏光片基本结构

 偏光片主要由PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜和压敏胶等复合制成。偏光 片的基本结构如下图所示:

 

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偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜经染色后吸附具有二向吸 收功能的碘分子,通过拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列,形成具有均匀二向吸 收性能的偏光膜,其透过轴与拉伸的方向垂直。PVA膜拉伸及碘分子排列情况如 下表所示:

 

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构成偏光片的各种主要膜材所具备的特性及作用如下表所示:

 

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主要产品特点及应用领域

 

偏光片主要性能指标包括光学特性、机械性能和可靠性三方面。光学特性主要是指偏光片的透过率、偏振度和色调等参数;机械性能主要包括偏光片的翘曲 度、偏光片压敏胶的粘结强度等;可靠性则是衡量偏光片耐久性的指标,其评价 方法是将偏光片放置在高温、低温、高温高湿等环境试验箱中经过一定的时间后, 检查其外观和光学性能的变化。

 

偏光片产品按照应用领域的不同,分为 TFT-LCD 系列偏光片和 黑白系列(TN\STN\OLED)偏光片两大类,前者主要应用于彩色 TFT 液晶显示 屏,后者主要应用于单色及假彩色液晶显示屏,两者区别主要在于对偏光片性能 指标要求不同。

 

TFT-LCD 系列偏光片产品,根据使用功能及具体膜材的差异,可以 分为普通功能偏光片、宽视角功能偏光片和增亮功能偏光片。其中,宽视角功能 偏光片使用超宽视角薄膜作为保护膜,可以使液晶显示器获得更好地可视角度; 增亮功能偏光片在普通偏光片中加入了一层增亮膜,可以在同等功耗下使 LCD 显示器呈现更高的亮度。相较于普通功能偏光片,宽视角功能偏光片和增亮功能 偏光片售价更高。

 

各类偏光片产品及其主要用途如下:

 

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偏光片行业发展概况

1、全球偏光片行业发展状况

 

偏光片于上世纪30年代由美国科学家兰德发明,随着液晶显示器于70年代发 明,偏光片应用得到扩展,20世纪末,液晶显示技术逐步成熟,其对CRT的全面 替代也使得偏光片产业进入快速发展期。

 

目前,偏光片依据面板类型不同,主要分为TN型、STN型、TFT型和OLED 型。TN型、STN型液晶面板用偏光片由于显示性能较低,应用领域窄,市场规 模较小;OLED面板由于良品率低、寿命短等技术难题尚未完全解决,尤其是大 尺寸面板,还未大规模应用,其全球需求和产能均较小。目前,全球偏光片市场 主要以TFT-LCD面板用偏光片为主。

 

(1)全球液晶面板需求情况

 

偏光片作为TFT-LCD面板的关键原材料之一,其市场未来供需状况和成长性 与TFT-LCD面板市场息息相关。随着包括手机、电脑、液晶电视等终端市场的增 长,以及新型应用市场如穿戴式产品、智能家居等的迅猛发展,均带动了偏光片 市场需求的增加。 2014年9月,Display Search统计数据显示,全球TFT-LCD面板的需求面积将 从2013年的1.41亿平方米增长至2020年的2.54亿平方米,复合增速9%;主要拉动 力是电视需求(尤其是50吋以上的大尺寸)持续增长,以及大尺寸占比提升带来 的平均面积增长;另外平板电脑、智能手机数量的快速增长和屏幕面积的扩大也 将带动TFT-LCD面板需求的增长。具体如下图所示:

 

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从上图可见,TFT-LCD面板需求仍然是主导产品,截至2020年,TFT-LCD 面板需求仍占80%以上。

 

(2)全球偏光片需求状况

 

偏光片是液晶面板的上游原材料,对于液晶面板的显示效果具有重要作用, 在液晶面板成本结构中占比10%左右。TFT-LCD面板需求的不断增长带动了偏光 片产品的快速增长。根据Display bank的统计数据显示,2014年至2019年,全球 偏光片市场规模将长期稳定在90亿美元以上。

 

①面积需求

 

从面积角度看,全球偏光片需求保持持续增长。2016年1月,Displaybank的 数据显示,全球偏光片市场需求从2014年的3.91亿平方米,增加到2019年的4.989 亿平米,5年年复合增长率为6.28%。具体如下图所示:

 

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②市场结构分析(面积)

 

整体而言,TFT-LCD用偏光片在2020年前依旧占据了绝大部分的偏光片市 场。2016年1月,Displaybank的数据显示,从面积角度看,大尺寸(9寸及以上) TFT-LCD用偏光片市场占比从2014年的91%减少到2019年的90.5%;中小尺寸 TFT-LCD用偏光片需求面积基本持平,从2014年的3,330万平米增长到2019年的 3,360万平米,市场占比从2014年的8.5%减少到2019年的6.7%;AMOLED所用偏 光片从2014年的180万平米增加到2019年的1390万平米,年复合增长率为67%, 市场占比从2014年的0.5%增加到2019年的2.8%。具体如下图所示:

 

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(3)全球偏光片产能及增长情况

 

2016年1月,Displaybank的数据显示,全球偏光片产能预计将从2014年的5.82 亿平米增加到2019年的7.28亿平米,年复合增长率为5.75%,具体如下图所示:

 

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(4)全球偏光片主要生产厂家及市场竞争情况

 

由于偏光片技术门槛较高,市场主要被LG化学、住友化学、日东电工等几 大厂商垄断。但随着新兴市场持续的技术积累,日韩厂商的市场集中度有所降低。 预计从2014年至2018年,前三大厂商一直是LG化学、住友化学、日东电工,虽 然市场格局变化不大,但市场份额从2014年的72%下降至2018年的66%,中国台 湾地区、中国大陆厂商的厂商产能逐渐发力,市场占有率开始逐步上升。具体如 下图所示:

 

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(5)全球偏光片产能的区域分布

 

2016年1月,Displaybank的数据显示,全球偏光片生产企业主要集中在日本、 韩国、中国台湾和中国大陆,且中国大陆产能占全球产能的比例逐年上升。2015 年,韩国偏光片产能居全球第一,占比约为40%,主要企业包括住友化学的韩国 子公司东友精密化学、日东电工的韩国子公司Koreno公司,LG化学以及三星SDI; 日本排名第二,占比约占32%,主要企业包括日东电工、住友化学、三立子、宝 莱等;中国台湾产能排在第三位,产能占比约为20%,主要企业包括奇美材料和 明基材料,以及住友化学台湾子公司住化电子材料科技有限公司等;中国大陆产 能约占9%,主要企业包括LG化学中国子公司乐金化学(南京)信息材料有限公 司、盛波光电、三利谱等。由于大陆需求增长较大,2019年产能占比预计将达到 20%左右。具体产能分布如下图所示:

 

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(6)全球偏光片供需平衡分析

 

未来五年内,偏光片市场供需均保持稳步增长,基本处于紧平衡状况。2016 年1月,Displaybank的数据显示,2014年至2019年评估供需状况的glut值分别为 13%、10%、14%、15%、11%和7%,2018年、2019年供需状况将更趋紧张,有 可能会导致阶段性的短缺。具体供需状况如下图所示:

 

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2、国内偏光片行业发展情况

 

(1)国内液晶面板产能较高,导致偏光片需求旺盛 液晶面板被广泛应用于液晶电视、手机、电脑等方面。根据工信部2016年2 月发布的统计数据,2015年度我国液晶电视产量达到14亿台,手机产量达到18.1 亿部,微型计算机3.1亿台,是全球第一的电子信息产业制造大国,同时也是全 球第一的消费国。 近十年来,以京东方、华星光电、天马、龙腾光电、中电熊猫等为代表的一 批面板生产企业的崛起,带动了大陆平板显示产业链的高速发展,在北京地区、 长三角地区、成渝地区、珠三角地区,初步形成了四个面板产业集聚发展带。截 至本招股说明书签署之日,国内规划在建、即将投产和已经投产的主要4.5代及 以上面板生产线统计如下表所示:

 

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现已投产的液晶面板生产线在满产 状态下偏光片理论需求量约为每年12,460万平方米左右;未来三年,预计京东方、 惠科、中国电子、华星光电规划投资建设一条10.5代、三条8.5代、一条6代和一 条11代液晶面板生产线达产后,偏光片理论年需求量还将新增约9,390万平方米, 预计到2018年国内偏光片年需求量将达到2.2亿平方米左右。按Displaybank数据 显示,2018年中国大陆偏光片产能约为1.5亿平方米,仍存在产能缺口。 随着上述生产线产能利用率的提升和新生产线的陆续投产,国内液晶面板行 业预计将保持较快的发展速度。国家发改委和国家工信部联合发布的《2014-2016 年新型显示产业创新发展行动计划》设定的发展目标是“到2016年,按面积计算 出货量达到世界第二,全球市场占有率超过20%,产业总体规模超过3000亿元。” 未来,中国将成为全球偏光片新增需求最大的市场。

 

(2)国内偏光片产量不足,发展机遇较多 由于全球每年约60%的液晶电视在国内生产,国产面板供不应求,仍需大量 进口,据海关统计数据,2015年,国内液晶面板进口额高达397亿美元,仅次于 集成电路、石油和铁矿石。国内厂商在液晶面板关税提高的政策下不断扩产,未 来几年全球液晶面板行业的产能增长主要由中国大陆提供。但同时,国内的偏光 片供应远远不能满足国内的液晶面板生产需求,还需要大量进口偏光片才能满足 面板厂家的需求。根据display bank数据,2014年到2016年,国内每季度偏光片始 终存在着50%以上的供应缺口,市场需求巨大,还需要大量进口偏光片才能满足 面板厂家的需求。具体见下图:

 

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国外偏光片企业为配合本地化生产,也在中国大陆建设偏光片生产基地,比 如,LG化学在中国设立子公司乐金化学(南京)信息材料有限公司,在南京建 设了两条产线,并有一条2300mm宽幅偏光片产线在建;2014年1月台湾奇美材料 宣布将在昆山建设偏光片生产线。国内的面板厂商将有可能更多的依赖国内的偏 光片厂商供货,从而减少偏光片的进口。国内市场将是偏光片厂商的必争之地, 大陆偏光片厂商正迎来重要的行业机遇。

 

(3)大陆能够实现规模化生产能力的企业较少 相对于日本、韩国和我国台湾企业而言,大陆偏光片企业起步晚。国内偏光 片的发展,以盛波光电于1997年从美国引进一条偏光片生产线为开端。其后2000 年、2001年中国大陆企业相继生产TN/STN-LCD用偏光片,2007年至2010年 TN/STN-LCD用偏光片的生产在国内得以快速发展,产能迅速提升。 2010年中国大陆企业开始生产中小尺寸TFT-LCD用偏光片,2011年三利谱和 盛波光电先后投产1490mm宽幅生产线,生产大尺寸TFT-LCD用偏光片,填补了 国内大尺寸TFT-LCD偏光片产业的空白。

 

2016年,东旭光电科技股份有限公司宣 布与住友化学株式会社、东友精细化学株式会社及拓米国际有限公司在无锡成立 合资公司,从事偏光片采购、生产和加工业务。在TFT-LCD用偏光片领域,目前 中国大陆厂商中具备全工序规模生产能力的主要为盛波光电和三利谱两家。

 

行业利润的变动趋势和变动原因

 

LCD 产业链上、中、下游行业的毛利率水平构成了著名的“微笑曲线”,曲 线左边是上游的玻璃基板、光学膜材、化学品和背光模组等相关供应商,曲线中 间是液晶面板及模组制造厂商,曲线右边是下游整机组装、整机品牌商和渠道经 销商,具体如下图所示:

 

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偏光片行业具有技术密集和资金密集的特点,其利润水平在 LCD 产业链中 处于较高的位置,约为 40%。近年来,由于国内液晶面板产能扩展较快,而偏光 片新生产线投产较少,导致国内偏光片市场供给紧张,因此,偏光片利润水平短 期内出现大幅下降的可能性较小。但随着液晶面板行业竞争加剧,其降低成本的 需求将挤占上游原材料供应商的利润水平,同时,海外偏光片企业纷纷来华建厂也使得行业利润水平呈逐步下降的趋势。

 

由于 LCD 显示技术下游应用领域广阔,使得偏光片产品亦呈现多样化的特 点,不同细分产品的利润空间存在较大差异。中小尺寸偏光片产品由于对产品的 光学指标、机械性能等要求较高,其利润空间相对较大,而大尺寸偏光片产品由 于使用量大,产品类别相对单一,其利润空间有限。不同偏光片生产企业可能因 目标客户不同而导致利润水平存在差异,但具有核心技术优势和受自主知识产权 保护的企业有望获得的高于行业平均的利润。

 

行业技术水平及技术特点

 

偏光片是液晶显示器重要原材料之一,是将聚乙烯醇(PVA)拉伸和三醋酸 纤维素膜(TAC)经拉伸、复合、涂布等工艺制成的一种复合材料,液晶面板如 果没有偏光片就无法显示。

 

偏光片生产技术汇集了高分子材料、微电子、光电子、薄膜、高纯化学及计 算机控制等多种应用技术发展的结晶,具有较高的技术含量,其生产工艺技术主 要由日本、韩国、台湾的企业掌握和控制,目前国内企业主要有盛波光电、三利 谱能够工业化生产 TFT-LCD 偏光片。

 

偏光片生产技术以 PVA 膜的拉伸工艺划分,有干法和湿法两大类。干法拉 伸工艺是指先在一定温度、湿度的条件下,在惰性气体环境中将 PVA 膜拉伸到 一定倍率,然后进行染色、固色、复合、干燥等的制备工艺;湿法拉伸工艺是指 PVA 膜先进行染色,然后在溶液中进行拉伸、固色、复合、干燥的生产方法。目 前,全球偏光片生产企业主要以湿法拉伸技术为主。

 

偏光片按起偏成分(PVA 膜染色成分)不同,分为碘系和染料系两大类。碘 系偏光片以碘分子作为起偏成分,该类偏光片具有较好的偏振度、透过率高,但 碘分子在高温环境下易挥发,使得碘系偏光片在耐久度方面存在不足;而染料系 偏光片以二向吸收染料作为偏光片的起偏成分,可以较好地解决耐久度问题,但 要达到一定的偏振度需要的染料浓度较高,进而降低了染料系偏光片透过率。

 

目 前偏光片主要以碘系偏光片为主。 由于我国企业涉足这一产业较晚,加上偏光片生产工艺复杂,我国偏光片生 产企业的制造设备、技术储备、核心上游原材料、专利储备、人才储备等均较国 外企业落后,因此目前 TFT-LCD 偏光片主要由国外企业主导。

 

偏光片的材料供应重心仍在日本

 

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偏光片是一种复合膜,它是由偏光膜(PVA)、保护膜(TAC)、压敏胶层、 离型膜、保护膜、光学补偿膜等复合而成,基本结构是两层 TAC 膜夹一层拉伸 后的 PVA 膜。在生产偏光片所需的各膜层中,TAC 膜和 PVA 膜是最主要的膜 层,其技术和产品主要被日本企业掌控。

 

目前 TAC 膜已由中国乐凯部分实现国 产化。 根据当前的偏光片的主流生产工艺,PVA、TAC 暂时很难被其他材料替代。 由于日本企业垄断其技术和产品,偏光片生产企业主要从日本企业采购。

 

TFT-LCD 系列偏光片产品主要竞争情况

 

(1)日本 日东电工:成立于 1918 年,主要产品涉及汽车及其他运输设备、住宅设备、 社会基础设施、材料、电子设备、显示器、电子元器件、医疗、日常必需品等多 个领域。 住友化学:成立于 1913 年,是日本大型综合化学公司之一,公司主营业务 主要包括石油化学、情报电子化学、能源/功能材料、健康/农业、医药品等五大 板块,其中偏光片产品隶属于情报电子化学板块。

 

(2)韩国 LG 化学:成立于 1947 年,是韩国最具代表性的化学企业之一,主营业务 包括基础材料、信息电子材料、材料、电池等四大领域,其中偏光片产品隶属于 信息电子材料领域。

 

(3)中国台湾 奇美材料:成立于 2005 年,公司主要从事液晶显示器上游光学膜类材料与 组件生产,并专注于偏光片领域。 明基材料:成立于 1998 年,公司专注于材料科学领域发展,以延伸、高分 子、精密涂布、射出与押出、光学、配方、精密雕刻及卷对卷制程等为研发及制 造核心技术,持续发展相关产业之应用产品与组件,主要产品包括偏光片、光学 膜等薄膜材料。

 

(4)中国大陆 盛波光电:成立于 1995 年,是深纺织 A(000045.SZ)的子公司,主要从事 LCD 用偏光片、纺织服装及其相关产品的生产和贸易。

 

2、黑白系列偏光片产品主要竞争情况

 

(1)盛波光电 相关介绍同上。

(2)纬达光电 纬达光电成立于 2004 年,是佛塑科技(000973.SZ)的子公司,主要产品包 括偏光膜、光电材料、光学薄膜及光电胶粘制品等。

(3)温州侨业 温州侨业成立于 1998 年,主营业务为生产销售偏光片。

 

工艺流程图

 

是当前偏光片生产的主流工艺碘系生产技术和湿法拉伸工艺。生产流程分为前、中、后三段工序,前工序是核心环节。主要工序简 图如下:

 

1、前工序(TAC 膜清洗及 PVA 膜延伸与复合)

 

前工序包括 TAC 膜的预处理和 PVA 膜的延伸与复合。TAC 膜的预处理制程 系将 TAC 膜进行碱液处理,经过水洗槽清洗残留的碱液后,烘干收卷,此制程 主要目的在于降低 TAC 膜的接触角,便于与 PVA 膜的贴合。具体如下:

 

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PVA 膜的延伸和复合制程是先将经过纯水膨润后的 PVA 膜浸入染色槽,吸 附二向吸收的碘分子,再经过延伸槽对碘分子进行拉伸取向,烘干之后将 PVA膜与两层预处理之后的 TAC 膜复合在一起,得到偏光膜。具体如下:

 

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2、中工序(涂布与复合生产线)

 

中工序是涂布压敏胶与复合离型膜等其他膜材的制程。该工序系将压敏胶涂 布在离型膜上,经过烘箱将压敏胶中的水分蒸发出去后,并与前工序生产的偏光 膜贴合到一起后收卷,之后放置到恒温固化室进行固化,有时因产品类型不同, 需要复合其它相关的光学薄膜。具体如下:

 

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3、后工序(裁切生产线)

 

将固化好的偏光片按需要的尺寸大小进行裁切、磨边、清洁、检验、包装。 具体如下:

 

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主要境外原材料采购单价及其变化情况如下:

 

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主要供应商的基本情况

 

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主要原材料替代性采购方案

 

1)对于 PVA 膜,长春化工(中国台湾企业)、皖维高新

长春化工于 2013 年投资建设了第 2 条 PVA 膜宽幅生产线,并在 2015 年 试产送样,皖维高新研制的黑白用 PVA 膜现已基本 满足生产,并且,皖维高新预计在 2 年内新建设一条 PVA 膜宽幅生产线;

2)对于 TAC 膜,达辉光电、康得新、惠之星

3)对于压敏胶,黑白偏光片用压敏胶已经基本完成了国产化,高端型的压 敏胶由于日本 SOKEN 和 TOYOINK 公司分别在中国的南京和中国上海设有生产 工厂。

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