一 : 58TFT_LCD玻璃基板简介
全国性建材科技期刊——《玻璃》2009年第5期总第212期
TFT-LCD玻璃基板简介
田路线
1
李国富
1
吴光文
2
(1.河南思可达新型能源材料有限公司沁阳市454561;
2.重庆市硅酸盐研究所
摘
要
介绍了TFT-LCD用玻璃基板的市场前景及生产技术。TFT
玻璃基板
市场
技术
文章编号:1003-1987(2009)05-0046-04
重庆市400021)
关键词
中图分类号:TQ171文献标识码:A
LCD(LiquidCrystalDisplay),即液晶显示器。其工作原理就是利用液晶的物理特性:通电时排列变得有序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过,说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。常见的液晶显示器按物理结构分为4种:
(1)扭曲向列型(TN-TwistedNematic);(2)超扭曲向列型(STN-SuperTN);(3)双层超扭曲向列型(DSTN-DualScanTortuosityNomograph);
[2]EnergyInformationAdministration,MonthlyEnergyReview
Feb2007,page25http://www.eia.doe.gov/emeu/mer/contents.HtmlViewedJanuary18,2009http://www.Eia.Doe.gov/emeu/mer/contents.HtmlViewedJanuary18,2009http://www.eia.doe.gov/emeu/mer/contents.HtmlViewedJanuary18,2009
[3]EuropeanCommissionhttp://ec.europa.eu/energy/demand/
legislation/buildings_en.htmFebruary19,2007ViewedJanuary18,2009
[4]GANA-GlassAssociationofNorthAmerica-Specifiers
GuidetoArchitecturalGlass-2005Edition
[5]ThermprogrambyLawrenceBerkleyNationalLaboratories
http://windows.lbl.gov/software/therm/therm.htmlviewedJanuary18,2009
[6]WindowprogrambyLawrenceBerkleyNationalLaboratories
http://windows.lbl.gov/software/window/window.htmlviewedJanuary18,2009
[7]EFENSoftwarebyCarliInchttp://www.designbuildersoftware.
com/efen.phpviewedJanuary18,2009
[8]USMilitarystandard810DJuly31,1986Page505.2-4
(4)薄膜晶体管型(TFT-ThinFilmTransistor)。
TFT-LCD是有源矩阵类型液晶显示器AM-LCD中的1种,TFT在液晶的背部设置特殊光管,可以“主动的”对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也就是所谓的主动矩阵TFT(activematrixTFT)的来历,这样可以大大地提高反应时间,一般TFT的反应时间比较快,约80ms,而STN则为200ms,如果要提高就会有闪烁现象发生。而且由于TFT是主动式矩阵LCD可让液晶的排列方式具有记忆性,不会在电流
[9]Carbary,L.D.,AReviewoftheDurabilityandPerformanceof
SiliconeStructuralGlazingSystems,GlassPerformanceDays,TampereFinland,June2007conferenceproceedingspp190-193
ComparisonsofThermalPerformanceandEnergyConsumptionofFacadesUsed
inCommercialBuildings
LawrenceD.CarbaryFASTM1ValerieHayez2
(1.DowCorningCorporation,MidlandMichiganUSA;2.DowCorningCorporation,Seneffe,Belgium)
Abstract:Thisstudyinvestigatestheenergyconsumptionofcommercialandbuildingswithvaryingclimaticconditions,fenestrationsystems,andmaterials.SimulationsareperformedusingThermandWindowsoftwarefromLawrenceBerkeleyNationalLaboratoriesandEFENsoftwarefromCarliInc.FenestrationsystemsevaluatedaremechanicallyfixedglazedcurtainwallsystemscomparedtoSiliconeStructuralGlazedsystem.ResultsshowthatlowUvaluesincombinationwithlowairinfiltrationratesprovidethelowestenergyconsumptionresultinginbestperformance.
Keywords:fenestrationsystems,ThermalPerformance,EnergyConsumption
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玻璃深加工
消失后马上恢复原状。TFT还改善了STN闪烁(水波纹)-模糊的现象,有效地提高了播放动态画面的能力。和STN相比,TFT有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但是缺点就是比较耗电,而且成本也比较高。
TFT-LCD所用的玻璃基板与其它3种液晶显示器不同,必须采用无碱超薄玻璃,其价格是普通超薄玻璃的数十倍。
1国际相关行业市场现状及发展前景
显示器市场调查公司美国DisplaySearch,美国
时间2008年7月8日发布了全球平板显示器(FPD)市场的调查结果。结果显示,2011年中国将超过美国,居全球液晶显示器市场第二位。
2007年全球FPD市场的销售额为1070亿美元。其中67%的销售额是被位于前3位的液晶电视机、液晶显示器和笔记本电脑所占。液晶显示器销售额在全球销售额中排第二位,不过其供货量却超过液晶电视机和笔记本电脑使用的面板,排名第一。
DisplaySearch预测:从不同地区来看,中国的液晶显示器市场在2008年到2011年间的供货量平均增长率将达到13%,超过同时期平均增长率为2%的北美,排全球第二。在此期间EMEA(欧洲?中东?非洲)将保持第一,而北美的排名将从第二下滑到第三。
FPD市场方面,按供货金额计算,液晶面板约占80%。其中,70%以上是大于10英寸的“大型TFT液晶面板”。大型TFT液晶面板市场规模按供货量计算,2006年为27490万枚。预计到2010年将达到1.75倍的48170万枚。对市场增长贡献最大的是面向电视的面板。2006年电视用面板占总体的19.9%,2010年这一比例将提高至29.4%,与笔记本电脑面板几乎相当。
电视用液晶面板方面,30~32英寸产品按供货量计算,市场份额最大,2006年占总体的33.5%。另一方面,增长幅度最大的是40~42英寸产品,2006年增至635万枚,为上年的5.5倍。预计2010年40~42英寸产品市场规模将占总体的24.6%;其次是30~32英寸产品,将占总体的32.7%。
40英寸以上的大屏幕电视面板方面,2007年液晶面板供货量将首次反超PDP面板,其差距会逐步扩大。2010年40英寸以上电视面板中,预计液晶面板市场规模将达到5200万枚,约为PDP的2.6倍。
据DisplaySearch统计,2007年全球平面显示器用面板出货金额首次突破千亿大关,其中液晶显示器占900亿美元、占比近85%,到2015年,将达到近90%的市场份额。而更大的蛋糕来自电视领域,在今后几年,全球将迎来数字电视升级浪潮。其中,美国在2009年、欧洲和日本在2011年、中国在2015年将实现由模拟信号向数字信号的切换,高清晰度数字电视将全面取代传统的模拟电视。
从产能和综合实力对比看,全球液晶领域由中国台湾地区、韩国和日本掌控。作为中间环节的液晶面板全球的占有率,中国台湾地区居首位(约占43%),其次为韩国(约占33%),日本第三。
根据美国市场调研公司DisplaySearch本星期一发布的数据,2008年第四季度,全球液晶显示器销量为3960万台,比第三季度下降7.4%,同比下降8%。这标志着去年第三季度到第四季度,液晶显示器销量首次出现实际下滑。
2TFTLCD玻璃基板市场现状
TFT-LCD玻璃基板是1个典型的资本和技术双
密集产业,具有明显的规模效应,进入和退出壁垒都较高。全球TFT液晶显示用玻璃基板市场多年来一直掌握在美国的康宁,日本的旭硝子、电气硝子和板硝子4大厂商的手中,全球的玻璃企业都觊觎这块利润丰厚的市场,有多家厂商先后宣布进军该市场,但至今都没有取得显著突破。
据预测,2008年,全球液晶面板生产需玻璃基板量为1.5亿m,而玻璃基板实际生产能力为1.3亿2
m2
,其缺口为2000万m2
。全球市场年需求增长量每年约为30%。从目前情况看,国内玻璃基板年需求量为900万m2
。
据DisplaySearch公司统计,2007年第4季度全球共有117座玻璃基板熔炉,2008年第4季度预计增加到137座。因此2008及2009年无论是IT产品或
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TV面板的玻璃基板供应都将维持稳定。依据DisplaySearch的调查统计显示,按面积计算,2008年TFTLCD面板产能约较2007年增加25%,而玻璃基板厂商供应面积将增加约32%。
从玻璃基板市场占有率看,Corning(康宁)加计SamsungCorning(三星与康宁合资厂)在2008年第一季以53.1%的出货面积市占率持续居于领先地位,Asahi(AGC,旭硝子)与Nippon(NEG,日本电气硝子)则分别以23.7%及18.4%市占率排在第2、第3名。同时这些日本玻璃基板厂商将受益于日本TFTLCD产业的复苏,在2008年市占率将达到历史新高,不过2009年将会微幅下滑。而美国凯雷投资集团(CarlyleGroup)收购并取得管理权的日本第3大玻璃基板供货商NHT(板硝子)第一季市占率估计为4.9%,NHT分别在日本,新加坡,台湾及韩国设有玻璃熔炉。至于原先市场排名第五的供货商SCHOTT(肖特)则在第一季退出了市场。DisplaySearch指出,TFT-LCD玻璃供货商的市场排名与市占率将基本维持一段时间不变。
2008年第一季全球LCD玻璃基板供货商产出面积排名及市占率(单位:km2,%)如表1。
排名供货商Q1'07Q1'08年成长率Q1'08市占率1ComingandSCP18,99726,71441%53.10%2AsahiGlass6,83611,90174%23.70%3NipponElictricGlass5,0359,24184%18.40%4NHTechnoGlass1,5732,45456%4.90%5
SCHOTT980n/a0.00%Total
32,538
50,311
55%
100.00%
根据DisplaySearch观察指出,TFT-LCD玻璃基板单位面积售价持续而平稳的下降。以八代线玻璃基板(2850mm×3250mm)为例,2008年第一季价格较上一季下跌了3.4%,不过DisplaySearch同时指出该尺寸基板价格到第四季的下跌幅度将维持在每一季2.8%水平。另外根据第一季的玻璃基板价格为基础,八代线较六代线的单位售价高出约20%。
3国内TFT液晶面板加工业情况
TFT-LCD玻璃基板用途单一,唯一用户是
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TFT液晶面板加工企业。中国大陆到2007年底共有5条TFT液晶面板生产线,即吉林彩晶、南京新华日各有1条1代线,京东方、上广电、龙腾光电各有1条5代线(1条5代线年耗玻璃140~180万m2
)。其后投资主要集中在4.5代和5代线上,另有3条6代线正在筹划当中。具体情况如下:
2008年初,上海天马4.5代线(730mm×920mm)投产;
2009年1月12日,深超光电5代线(1200mm×1300mm)投产;
2008年3月26日,京东方4.5代线奠基;2008年10月25日,成都天马4.5代线奠基;2008年10月11日,武汉天马4.5代线签约;2008年5月,深圳中航集团与武汉东湖高新区签约,合资建4.5代线。
2008年09月13日,京东方(000725.SZ)发布公告透露,将在合肥上马一条第六代液晶面板生产线,总投资175亿元,不迟于明年3月份动工,预计2010年第四季末投产。
2008年7月19日,华夏士报报道:上广电6代线计划于三四季度投建,7.5代线将于2010年计划投建。但是尚未见到开工的报道。
2008年10月7日,“彩虹张家港产业基地”项目签约仪式在江苏省张家港市举行。基地占地面积约为200万m2,建设的第1个项目是第6代TFT-LCD(薄膜场效应晶体管)生产线,项目建成后,将实现彩虹集团在显示器件领域从传统的CRT(阴极射线管)到LCD的转型。
4TFTLCD玻璃基板生产技术简介
目前在商业上应用的玻璃基板,其主要厚度为
0.7mm及0.6mm,且即将迈入更薄(如0.4mm)厚度。基本上,1片TFT-LCD面板需使用到2片玻璃基板,分别供作底层玻璃基板及彩色滤光片底板使用。一般玻璃基板制造供货商对于液晶面板组装厂及其彩色滤光片加工制造厂之玻璃基板供应量之比例为1:1.1~1:1.3。
TFT-LCD玻璃基板主要生产方法有3种。即旭硝子采用的浮法,电气硝子采用的狭缝下引法
玻璃深加工
(SlotDownDraw),康宁和板硝子采用的溢流下拉法或叫溢流熔融法(Over-FlowProcess)。溢流下拉法是目前国际上最先进的工艺,玻璃不经抛光就可直接使用。浮法和狭缝下引法,产品经过研磨、抛光后才能使用。
这种玻璃必须不含有碱金属氧化物,一般是含铝的硼硅酸盐玻璃。熔窑规模都很小,熔化量在5~30t/d。熔化方式除采用天然气外,还必须增加电助熔系统。
为了减少玻璃中疙瘩、气泡等缺陷,提高玻璃的质量,熔窑配有铂金系统(澄清器、搅拌器、冷却器及供料管等)。经过高温熔制的玻璃液,流入铂金系统经澄清、均化后在成形装置形成玻璃板。
TFT-LCD玻璃基板性能要求:
(1)外观质量:玻璃基板必须有高的表面质量和内在质量,制造电路的表面应无任何划伤和污点,缺陷应小于几微米,以免损伤电路。
(2)热稳定性:热稳定性主要包括耐热性、热收缩和热膨胀系数。在制造显示器过程中,基板经过反复处理,温度最高可达625℃,要求基板在这一温度下保持刚性,不能有任何粘滞现象,否则,不仅玻璃变形和降温时带来热应力,而且造成尺寸变化。加上25℃的保险量,要求玻璃基板应变温度要高于650℃。另外,TFTLCD显示器要求玻璃基板的热膨胀系数与硅相匹配,为(30~40)×10-7/℃。
(3)化学稳定性:玻璃基板必须要经得住制造显示器过程中各种各样的化学处理,这些化学处
≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈理都严格要求在玻璃基板上进行,侵蚀溶液从酸性到中性到碱性,要求玻璃经历最小的变化,各种刻蚀溶液不能使显示器产生可见的残留物或干扰薄膜沉积。
(4)碱的限制:碱对TFT栅介电材料的污染导致器件寿命下降,Nа迁移率最高,污染也最严重。所以TFTLCD要求基板玻璃为无碱玻璃,基板与TFT界面的碱含量在5×10以下。对于碱金属含量的控制,主要通过选用不含碱金属的原材料,尽量避免杂质进入的方法来控制。
(5)密度:TFT-LCD主要应用于轻便仪器上,例如作为手提电脑的显示器。这就要求显示器的重量要轻。为了降低整个显示器的重量,除了降低玻璃基片的厚度外,还需降低玻璃的密度。
(6)机械强度:显示器的制造过程,玻璃母片分裂成显示基片的过程和显示器的使用环境,都要求玻璃基片有非常强的机械强度。同时,由于玻璃基板厚度仅为0.5~0.7mm,则对玻璃强度提出了更高的要求。一般要求玻璃基片弹性模量≥70GPa。
SummaryofTFT-LCDGlassSubstrate
TianLuxian,LiGuofu,WuGuangwen
(1.He-nanSi-ke-danewenergy-resourcematerialsCo.,Ltd.,2.Chong-qingmunicipalsilicateresearchinstitute)
Abstract:ThemarketprospectandproductiontechniqueofglasssubstrateforuseofTFT-LCDweredescribed.Keywords:TFT,glasssubstrate,market,technique
-6
+
秦皇岛玻璃工业研究设计院物化测试所
专业提供如下技术服务、技术资料、标准物质及设备
1.玻璃厂化验室筹建,化验员上岗培训;玻璃原料及成品的理化检验
3.玻璃行业用化学成分标准物质:硅砂(812)、砂岩(811、813)、钾长石(981)、钠长石(982)、白云石(861、862、863)、石灰石(051、052、053)、浮法玻璃(081);玻璃密度标准块;浮法玻璃表面渗锡量测定用标准玻璃;X-射线荧光光谱用系列标准物质
4.玻璃厂化验室高温熔样设备:RYJ-1型高温熔样机,火焰温度可调,最高1300℃以上,具有操作简便、省时、直观、不损耗铂金等优点。
5.玻璃结石岩相图谱:(1)原料结石(2)析晶结石(3)外来夹杂物(4)耐火材料结石等图片资料及详细分析,各种玻璃结石晶体的光性、来源和鉴别依据。联系地址:河北省秦皇岛市河北大街西段91号(066004)联系人:陈芳(13933918887)联系电话:0335-59115245911562传真:0335-5911524≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈49
二 : 刷记录!国内首片0.38mm玻璃基板成功下线
【61阅读IT新闻频道】日前,由东旭光电及其托管公司郑州旭飞自主研发,厚度分别为0.38mm、0.3mm的第6代、第5代玻璃基板成功下线,这是继2014年10月8日,东旭集团参股子公司成都中光电成功下线厚度为0.3mm的第4.5代玻璃基板之后,又一重大技术突破。同时,这也标志着由东旭光电自己保持的不同世代薄型化新产品的行业纪录再次被刷新。
“一旦该厚度的玻璃基板实现量产,不仅可以降低平板显示全产业链的资金成本,在效率提升的同时,也能为节能环保做出重要贡献。”对此,一位接近东旭光电的业内市场人士分析。
超薄的设计对手机显示屏幕的要求更加“苛刻”,玻璃基板作为平板显示屏幕的核心部件之一,其厚度的大小直接决定了能否让显示屏幕更薄。
不过,要实现玻璃基板更薄并非易事。随着玻璃基板尺寸的变大,减薄的难度也随之增加。“0.3mm的玻璃基板,仅为三张白纸的厚度,生产工艺极为复杂,包括对玻璃料方、定型炉温度等多个环节进行调试。与此同时,还要经过条纹、颗粒度、平整度等多种生产工艺检测,其技术之精湛绝非常人所及,甚至小数点后面三位数的误差都可能导致整个研发过程的失败。”东旭光电液晶实业群的一位技术人员李明(化名)对记者笔者表示。
此外,在成本方面,新型薄化玻璃基板的面市,不仅为下游的面板厂商节约了更多成本,也为玻璃基板厂商带来更大的利润空间。
“伴随着产能的扩大,经济效益也将得到大幅提升。”李明表示,与过去0.4mm玻璃基板相比,0.3mm的玻璃基板原材料成本将降低1/4左右。另外,生产的玻璃基板越薄,要求玻璃液的流速和成型也越快。换言之,单位时间内生产的玻璃基板数量越多。其中,以第5代玻璃基板为例,厚度从0.4mm减薄为0.3mm,每片玻璃基板的生产时间将减少14%。据此推算,每条玻璃基板生产线的产能将增加16%。
作为国内唯一一家掌握液晶玻璃基板生产技术和装备的企业,东旭光电多年来一直稳居行业龙头地位,其玻璃基板全球市场占有率稳居国内厂商第一。截至到目前,公司投资建设第6代基板生产线10条,并托管大股东东旭集团5代基板生产线8条,盖板生产线1条,真正实现了玻璃基板产品的国产化。
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