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高世代面板趋势下,PI配向膜的机遇与挑战

在LCD面板制造过程中,为实现最理想的光电效果,控制液晶分子均匀配向是非常重要的,这通常会在ITO玻璃基板上涂布一层配向膜,藉由液晶分子与配向膜之间的相互作用力,使得液晶按照预设的方向有序排列。可以说,没有配向膜,液晶将无法工作。

 

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来源:网络


当前,从全球PI配向膜市场来看,日产化学与JSR等日企掌握着主导权,深圳大分子、道尔顿、三月科技、波米科技等企业通过技术积累与供应链整合,在光配向液晶配向膜的研发上取得突破,部分企业获得下游面板厂验证通过,即将迎来量产。


因此,在液晶产能进一步向中国大陆集中以及大世代面板发展趋势下,PI配向膜市场需求扩大。这对本土PI配向膜企业来说,机遇与挑战并存。


从产品市场应用情况来看,10.5代、8.6代和8.5代线是目前液晶面板行业中最为广泛应用的世代线,2023年这三种世代线合计占据了全球92.81%的市场份额,尤其在大尺寸电视面板制造中发挥关键作用。国内G8.5代及以上的面板线近20条,总投资金额超万亿元。


PI配向膜用量大:面板产线代数越高,能生产的单块玻璃基板尺寸就越大,以更低的成本切割大尺寸液晶面板。据相关数据统计,截止2024年,本土高世代液晶面板线的PI配向膜用量超过1800吨。(PI配向膜用量与面板产能有关,这里预测的数据是在产能满产情况下)


市场增长率高:随着下游液晶面板产能扩张,国内PI配向膜市场进一步扩大。此前,TCL华星谢忠憬在势银(TrendBank)举办的先进聚酰亚胺大会报告中指出,2023年大约在40亿左右,年复合增长率超过8%。预计2024年能达到46亿左右,其中光配PI能超过三分之二。

 

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来源:势银膜链、TCL华星


然而,面对充满机遇的市场,势银膜链通过与相关材料与面板企业沟通认为,国产PI配向膜面临开发难、应用难、投入大等挑战。

 

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来源:势银膜链、TCL华星


开发难:PI取向膜需要经过单体结构设计、溶液配比优化,涂布工艺、ODF工艺与配向工艺,在这个过程中,通常会遇到这些问题:


  • 专利壁垒:目前PI配向膜相关专利主要集中在日韩企业,对于本土企业发展来说,缺乏自主的PI材料研发数据库;

  • 单体结构、树脂结构设计难:PI属于高分子材料,PI配向膜有两种结构,需要分上下两层,但是PI配向膜总体厚度为纳米级,很难确定结构;60余种原材料,需要自制、筛选、纯化来满足纯度和金属离子需求;

  • 树脂批量化合成难:单体、添加剂的比例需精确控制,反应温度及转速中间过程参数同样需要精确控制,以及合成批次稳定性等问题;

  • 供应链问题:从上游的单体与高纯溶剂,到检测设备、工艺设备、合成设备等,国产供应链存在短板。


关于产品规格,国家层面已发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021 年版)》,自2022年1月1日起施行。标准的制定,既使产品开发有章可循,也进一步提升了开发难度。


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来源:中华人民共和国工业和信息化部


投入大:研发、设备、人才等方面来看,PI配向膜本土化发展投入巨大。


  • 研发投入大:目前缺少上游材料设计端口的技术,在关键单体合成、PI聚合、PI配方设计方面能力相对空白和稀缺;

  • 配套设备:搭建生产线涉及的配套设备方面,耗费巨大、资金门槛高,尤其是测试平台动辄数千万元。
  • 人才培养:国内在专业技术人才与研究人员的培养上与市场需求存在偏差,投入大。

 

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来源:势银膜链、鼎龙


应用难:应用难首先在于验证难。从产品研发测试到小试、中试、大量验证到量产型验证,整个周期超过一年以上,验证时间长、验证项目多。对于材料方来说,材料开发厂家验证设备投入大、配方与工艺的匹配性验证繁杂;从终端来看,PI配向膜对于LCD来说是比较敏感的材料,导入新款材料要进行信赖性、光学等全面测试。


其次是应用难:在这个发展比较成熟的LCD产业,与大量使用的进口材料相比,国产PI配向膜相对不够成熟,即使验证通过,进入供应链并且真正规模化应用还需等待机会。另外,PI配向膜属于高技术壁垒,高附加值材料,但相对于LCD其他原材料,BOM占比并不算高,同时,PI材料属于盒内结构材料,替换应用风险较高,在面板厂的成熟项目上,国产材料做替换的动力不大。




值得一提的是,势银(TrendBank)将于2025年3月26-27日举办“2025第八届势银(舟山)先进聚酰亚胺材料产业大会”!为业界提供更广泛且具深度的议题研讨的同时,帮助推升产业链各企业之间的互动与合作。






来源:势银膜链

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