碘系偏光片全景调研与发展战略研究

碘系偏光片全景调研与发展战略研究一、 偏光片行业发展概况及发展趋势（一）偏光片行业概述偏光片是一种复合膜，由PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜、压敏胶和位相差膜等复合而成。偏光片中起到偏振作用的核心膜材是PVA膜，PVA膜具有高透光和高延展性的特点，在一定条件下，吸附具有二向色性的功能染料分子的PVA膜，在受力拉伸后就逐渐偏转于作用力方向，趋于成直线状分布，拉伸后的PVA染料分子沿拉伸方向直线排列，再通过脱水、烘干后，形成具有均匀二向色性的偏光片。偏光片可以吸收平行于其排列方向的偏振光，只让垂直方向的偏振光通过。除用于偏振的核心材料PVA膜之外，偏光片还由其他一些重要材料组成。TAC膜是另一大重要原材料，其主要作用有两点，第一是作为PVA膜的支撑体，防止PVA膜收缩；第二是可以保护PVA膜免受外界物质损害，保证其环境耐候性。此外，还有保护膜、压敏胶等材料提供保护、贴合粘着、补偿相位差等作用。偏光片属于上游化工材料，位于液晶显示产业链中游偏上的位置。下游终端应用以液晶显示面板为主，包括消费类的手机、电脑、液晶电视显示屏，以及工控类的汽车电子、医疗器械、仪器显示屏等。除此以外，偏光片在3D眼镜、防炫目镜等领域也有应用。偏光片是液晶显示面板不可或缺的原材料。偏光片在LCD的应用原理是：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（非偏振光）转换为偏振光，上偏光片用于解析经液晶调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。LCD模组的成像必须依靠偏振光，少了任何一张偏光片，LCD模组都不能显示图像。偏光片在OLED的应用原理是：由于OLED是自发光，原则上可以不需要类似LCD一样的偏光片。但外界光会经过阴极（一般是金属）将光反射回来，影响观看效果和对比度。为解决这个问题，OLED需要使用到偏光片+1/4波片（PMOLED）或者偏光片+1/4波片+1/2波片（AMOLED）从而解决光反射问题。因此，OLED需要使用一层复合型的偏光片。偏光片是显示面板的上游化学材料，具有较高的技术和工艺壁垒。我国政府出台多项政策，在战略规划、税收、人才等方面给予支持，着力推进实现我国显示面板上游关键材料的自主可控。（二）偏光片行业市场规模1、全球偏光片市场稳定重心逐步向中国境内转移2019年，全球偏光片市场规模为12135亿美元，较2018年增长031%；2014年到2019年期间，全球偏光片市场规模较为稳定，年复合增长率为088%。中国偏光片市场规模增速高于全球水平，2019年市场规模达25173亿元，较2018年增长1042%，2014至2019年期间年复合增长率达707%。2、偏光片行业国内厂商产能不断增长，全球占比持续上升随着杉杉股份完成对LG化学的收购，目前，日本和中国境内成为LCD偏光片产能的主导者。2021年，住友化工（日本）、杉金光电（中国境内）和日东电工（日本）位居LCD偏光片产能前三位，分别占据2210%、1770%和1750%的市场份额；此外，盛波光电（中国境内）、三利谱（中国境内）和恒美光电（中国境内）分别占据710%、360%和340%的市场份额。2021年，中国境内各厂商产能约占全球市场份额3210%，较2019年的710%显著上升。随着本土厂商产能持续地扩张，预计偏光片市场将进一步向中国境内转移。3、面板产能向国内转移带动上游偏光片国产化需求提速从全球LCD面板产能的区域分布来看，中国境内的产能占比从2005年的3%持续提升至2020年的5603%。2020年，中国境内LCD产能全球占比为5603%，中国境内与中国台湾LCD总产能占全球80%以上。同时，国内面板厂商仍在持续新建产线扩充产能，预计国内LCD产能占全球LCD产能比例将进一步提升。LCD面板产能大量向中国境内转移，带来上游偏光片的更多国产化需求。2020至2024年期间，预计中国境内LCD面板有效产能将从138亿平方米增加至215亿平方米，年复合增长率为1172%；相对应的偏光片需求将从304亿平方米增加至472亿平方米，年复合增长率达1163%。2020年，中国国内LCD偏光片需求约为312亿平方米，而中国国内厂商产能约为093亿平方米，自给率仅为2981%。随着偏光片产能进一步向中国国内转移，国产厂商市场份额将持续攀升。（三）偏光片行业下游市场发展前景分析随着5G、物联网、泛在电力网等概念的提出，智能电表也将跟随电子工业进步的脚步而更新换代。2019年在国家两会报告中，提出了将国家电网建设成为世界一流能源互联网企业的战略部署，泛在物联网与坚强智能电网为代表的三型两网，世界一流战略成为国家电网的最新发展方向。国内智能电网建设大规模铺开已有8-10年，随着国家电网智能电表趋于完全覆盖，电网投资数额增速有所下降，智能电表招标数也随之下降，2017年智能电表招标总量比2014年智能电表年最高招标量下降566%，智能电表属于强制检定设备，其更换周期一般为5-7年。近年，我国智能电表迎来了更换周期，第二批智能电表更换开始。2018年由于部分替换需求，国家电网招标总量约5，650万台，同比增长2283%，2019年智能电表招标总量超7，000万台，预计未来基于泛在电力物联网技术的智能电表设备需求将进一步增长。全球范围内仍存在大量无电人口，用电需求持续增长。国际能源署（IEA）发布2018全球能源与二氧化碳现状报告显示，2018年，全球电力需求同比增加9亿兆瓦时；据国际能源署世界能源展望基准情景预测，2017年至2040年期间，全球电力需求将增长60%。大规模的全球性智能电网建设将为智能电表行业带来更加广阔的市场需求。根据知名市场研究机构MarketsandMarkets的报告，全球智能电表市场将从2018年的约927亿美元增长到2023年的1133亿美元，期间复合年增长率为411%。在国内市场基本实现智能电表全覆盖的同时，海外市场的智能用电产品需求有望成为国内智能电表企业的新进军方向。车载显示偏光片作为车载显示屏幕的重要组成部分，具有形状复杂、定制化生产等特点，由于其技术门槛及产品附加值较高，能够产生良好的经济效益。车载显示屏的发展与汽车销量息息相关，长期来看，随着智能网联化汽车发展不断推动，车载显示屏市场呈增长趋势。车用显示屏主要可分为四类：仪表显示屏、抬头显示屏（HUD）、中控显示屏、信息娱乐显示屏。其中以中控显示和仪表显示为主，二者合计占据车载显示屏行业80%市场份额。2020年，全球汽车显示屏出货量达127亿，中控显示屏与电子仪表盘占据市场份额前两位，分别出货7，380万片与4，680万片。除此之外，电子后视镜、HUD抬头显示屏及后排娱乐用显示屏也占据一定份额。受益于智能汽车的飞速发展，单车显示屏的数量向着多块方向发展，汽车显示屏的发展将成为汽车智能化的重要标志，车载显示屏市场需求快速扩大，具备核心技术优势的偏光片生产企业将在汽车车载显示屏的供应体系中实现快速渗透，进而带动车载显示屏行业进一步发展。车载显示屏市场预计将保持平均每年65%的增长率，至2025年出货量有望达到18亿片，2030年出货量将达到238亿片。OLED（OrganicLight-EmittingDiode）称为有机发光二极管，是继CRT与LCD技术后的第三代显示技术，具有自发光、每个像素独立照明等特性，广泛应用于电视、手机、可穿戴设备、VR等。OLED显示结构简单、耗材环保，具有柔性可卷曲的特点，方便运输安装，规模化量产后更有可能具备低成本普及的优势。OLED市场前景广阔，中国目前是全球最大的OLED应用市场。2020年全球OLED面板市场规模为34324亿美元，预计2025年将达到54705亿美元。中国作为全球最大的消费电子商品市场，广阔的终端应用市场是推动国内OLED产业成长的核心驱动力之一。2020年国内OLED市场规模为351亿元，预计2023年将达到843亿元。我国是全球最大的消费电子产品生产国、消费国和出口国，广大的终端应用市场是我国OLED产业发展最大的推动力量。OLED终端应用市场中，智能手机约占69%，是OLED最主要的终端应用。我国智能手机产量居全球首位，下游需求旺盛。2016年，中国智能手机OLED出货量达353亿片，除2018年货量有所下降以外，整体上呈现逐年增长态势。2019年智能手机OLED出货量达45亿片，同比增长37%，预计2021年中国智能手机OLED出货量将达484亿片。电子信息产业是我国重点发展的国民经济战略性、基础性和先导性支柱产业，OLED行业是电子信息产业中重要组成部分，受到国家产业政策的大力支持。工业和信息化部制定了关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见等产业政策，提出支持印刷及柔性显示创新中心建设，加强关键共性技术攻关，积极推进创新成果的商品化、产业化。我国电子信息产业的快速发展为OLED行业的快速发展提供了良好的市场环境；在国家5G战略全面实施，家电下乡和以旧换新政策的继续执行，电信、网络和广电三网融合试点启动，汽车、平板显示、高性能计算机和移动通信设备等新消费热点逐步形成的背景下，OLED行业将面临着更加广阔的市场空间和不断提升的消费需求。二、 中国偏光片行业产业链偏光片属于上游化工材料，位于液晶显示产业链中游偏上的位置。偏光片是显示面板关键材料之一，上游为原材料供应商，如PVA，TAC，离型膜等；中游为TFT-LCD偏光片和黑白偏光片TN/STN、OLED；下游终端应用以液晶显示面板为主，包括消费类的手机、电脑、液晶电视显示屏，以及工控类的汽车电子、医疗器械、仪器显示屏等。除此以外，偏光片在3D眼镜、防炫目镜等领域也有应用，涉及多个分散领域，应用范围广。三、 中国偏光片行业关键材料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。在偏光片中，由PVA膜制成的偏光层易吸水、褪色而丧失偏光性能，在PVA膜的两侧分别采用一层光性均匀性、透明性良好的TAC（三醋酸纤维素酯）膜可以隔绝水分和空气，保护偏光层。另外，为了更好地实现画面真实再现，防止和避免内部或外部杂光的干扰，提高显示器的分辨率，往往在光板TAC膜上进行有针对性的表面处理。光板TAC膜是指未进行任何表面处理的TAC基膜，应用于偏光片领域的TAC膜涉及种规格（厚度）：40、50、57、80。其中，80的为主流产品。经过表面处理的TAC膜包括防眩（AG）、防眩低反射（AGLR）、透明硬化低反射（CHCLR）、透明硬化（CHC）、防反射（AR）。彩色滤光片的结构包括玻璃基板、黑色矩阵、彩色层、保护膜及ITO导电膜。彩色滤光片的R、G、B三基色按一定图案排列，并与TFT基板的TFT子像素一一对应。背光源发出的白光经过滤光后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列调节加在各个子像素的电压值，改变各色光的透射强度，不同强度的RGB色光混合在一起，实现彩色显示。彩色滤光片的制作工艺是在透明玻璃基板上制作防反射的遮光层黑色矩阵，再依序制作具有透明性红、绿、蓝三原色的彩色滤光膜层，然后在滤光膜上涂布一层平滑的保护层，最后溅射上透明的ITO导电膜。彩色滤光片制作的核心工艺是彩色滤光膜的制备。目前，彩色滤光膜常用的制备方法主要有颜料分散法、染色法、印刷法和电沉积法，近年来日本出现了喷墨印刷法。对用于液晶显示面板的基板玻璃，其性质和质量要求非常严格，随着消费大众对显示屏的显示质量要求越来越高，相应的增加面板厂商的制备工艺难度，还有小于1mm超薄基板玻璃的生产、运输和后加工，这一系列过程都对基板玻璃的理化性质和质量提出非常严格的要求。目前基板玻璃的制造工艺主要有浮法、流孔下引法和溢流法3种。流孔下引法的玻璃成形时与金属滚轮直接接触，使得玻璃双面质量不高，需要继续对玻璃进行抛光处理，增加了加工难度，所以并不适用于TFT-LCD面板产业。美国康宁公司的成形工艺是目前生产TFT-LCD用基板玻璃的主流工艺，溢流法成形时玻璃板表面仅与空气接触，形成自然表面，表观质量很高，但缺点是不易做高世代大尺寸基板玻璃，且产能小。日本旭硝子发展了浮法制造基板玻璃的技术，该法易于扩大基板玻璃面积，降低单位成本，但在锡槽成型时接触液态锡的一面需要抛光处理去除锡层。光模组按背光类型主要分为直下式和侧入式。直下式不需要导光板，背光灯均匀分布于机身后盖上，屏幕亮度更均匀，对比度更好，漏光小，但背光灯和面板有一定的距离，因此直下式背光电视的机身较厚。侧入式背光灯布设在两侧或底部，通过导光板将光线铺满屏幕，可以让屏幕更薄，降低电视的厚度。背光模组包括增亮膜、扩散膜、反射膜、导光板、光源等。四、 中国偏光片行业生产流程偏光片生产技术以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；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。偏光片的生产流程分为前、中、后三段工序，前工序是核心环节。前工序：包括TAC膜的预处理和PVA膜的延伸与复合。TAC膜的预处理制程是将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。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。五、 偏光片行业技术水平和技术特点偏光片的生产需要液晶物理、光电信息、高分子材料科学、高分子化学等多学科的综合运用，涉及专业多、综合性强、需要长期的经验积累。由于偏光片技术门槛较高，一直以来全球偏光片产业主要由日本、韩国和中国台湾企业所主导。由于国内针对偏光片的基础研究较少，且国外多年来严格控制对国内偏光片生产技术和工艺的转移，国内的偏光片生产企业需要依靠自主攻关以掌握核心的生产技术和工艺。随着国内偏光片厂商生产技术和产能的提升，偏光片的趋势越来越明显。偏光片是一种多层聚合物材料复合而成的光学功能薄膜，其行业技术特点主要体现在以下方面：第一，偏光片制造过程中综合运用包括光学、化学、物理等在内的多门技术，制造难度大。染色和拉伸是偏光片生产中的关键工艺。染色的关键是如何选择染色槽中溶液的最佳配比，以达到使产生的偏光片在整个可见光波段均匀吸收特性的目的，同时影响染色效率的还有溶液的温度和PVA膜的拉伸比。另一个关键工艺则是拉伸，拉伸过程中的用力不均匀会出现厚度不均匀甚至裂纹，影响良品率。高拉伸倍率则可以带来更高的材料利用率和更好的光学性能、外观性能，但拉伸倍率太高，会导致膜厚相对误差难以控制且工艺更加复杂；设备和工艺条件共同决定了PVA膜的拉伸倍率。偏光片制造中过程繁多，工艺复杂，稍有差错不但影响成品质量，更有可能影响到良品率，这些工艺都需要长期的实践积累才能达到好的效果。第二，随着液晶显示的发展以及下游应用的变化，对偏光片更耐久、更薄、更精细的要求越来越高。除了常规的大尺寸偏光片之外，液晶显示在车载显示屏、仪器仪表等中小尺寸产品的应用要求更加个性化的显示效果，因此在中小尺寸的偏光片生产制造时，生产厂商需要通过对特种材料的选择和工艺的调整来附加偏光片的新功能，以满足下游市场的需求。六、 中国主导偏光片行业下游市场，配套国产化机遇来临面板产业经历了两轮产业转移，目前正在向中国全面主导的格局迈进。面板产业最早是美国和德国在底层技术上实现了突破，上个世纪90年代由日本实现产业化，直到2004年日本都在主导面板产业，代表厂商有夏普、爱普生、日立、东芝、三菱、三洋和NEC。随着日美贸易冲突加剧，韩国和中国台湾也在面板领域获得突破，开始主导面板生产。韩国的代表企业有现代、三星、LG集团，中国台湾的代表企业为面板五虎（友达光电、奇美电子、广辉电子、中华映管、瀚宇彩晶）。2012年后中国大陆凭借价格优势不断扩产，最终于2017年超过韩国，全面主导了面板市场。国内的面板市场形成以京东方和华星光电为主的双寡头格局。面板行业具有较强的周期性，所以市场新的挑战者一般会选择在行业低谷期布局更先进、成本更低的产线，并在行情恢复时抢占一定的市场份额。21世纪之初的日本企业在扩产的问题上犹豫不决，韩国企业趁机大规模扩产，最终接替了日本的主导地位。2011年后，京东方等企业在高世代线上不断取得突破，并开始了大规模扩产，成为了全球面板龙头企业。京东方的成功激励了国内其他的面板厂商，中国台湾厂商也开始在大陆成立合资公司，最终国内形成了以京东方、华星光电为首的双寡头格局。国内面板厂商和相关产业链厂商在诸多方面具有显著优势。中国偏光片成本优势：中国人力成本显著低于日韩等国，因此在生产和扩产中都具有显著的人力成本优势。中国各类型原材料价格也相对较低，也是一大成本优势。除此之外，国内面板厂商采购国内偏光片，能够减免海外运输费用，降低成本。中国偏光片产业集群优势：面板主要用于电视、手机、电脑、平板等显示器制造，从全球来看，下游制造商主要位于中国大陆。面板实际上是下游集成厂商的配套零部件，与厂商距离越近，供货速度越快、成本越低。此外，距离近便于企业间的技术交流，方便各厂商紧跟前沿技术。中国偏光片国家政策支持：中国一直注重高科技行业的发展，近几年中美关系恶化，中国开始意识到产业自主化的重要性，政府也推出了一系列的政策保障面板及相关材料行业的发展。随着中国全面主导LCD面板生产，相关产业的成为趋势。目前，中国正在相关制成原料领域替代日韩，而化学原料仍由日本主导。作为国内偏光片主要供应商，公司在PVA膜染色延伸、PVA膜复合等技术领域取得突破，打破了日韩企业的垄断，使得相关产业自主化程度不断提升。上游基膜厂商加大研发速度，以配套偏光片国产化进程。为保障全产业链完整，国内偏光片的关键原材料PVA膜、TAC膜、保护膜、等生产厂商正加速研发以实现国产化配套。杉金光电（LG化学）在广州的保护膜产线已经投产；龙华薄膜2500mm偏光片的PMMA基膜（PVA保护膜、补偿膜）21年通过客户验证开始量产；皖维高新700万平PVA光学膜项目于21年建成投产，且使用公司自产聚乙烯醇为原料。除此之外，东材科技、洁美科技、龙华薄膜等在保护膜、离型膜、亚克力膜方面也已经或即将规模性投产。偏光片上下游的合作不断加强，能更有效地加速其国产化进程。七、 国内偏光片厂业绩稳增偏光片是显示面板的重要组成原材料，其结构复杂、生产工艺流程多，被誉为光学行业的芯片，占到液晶面板成本的10%左右。近年来，随着京东方、华星光电等国内面板企业迅速崛起，中国大陆面板产能逐年提高。据洛图科技数据显示，2022上半年中国大陆面板厂商以8400万片出货量以及67%市占率称冠。目前，国内面板厂商仍在持续新建产线扩充产能，预计国内LCD产能占全球LCD产能比例将进一步提升，LCD面板产能大量向中国大陆转移，将带来上游偏光片的更多国产化需求。中国境内LCD面板有效产能将从2020年的138亿平方米增加至2024年的215亿平方米；相对应的偏光片需求将从304亿平方米增加至472亿平方米。而据Omdia数据显示，2021年国内偏光片需求将达到38亿，而国内偏光片产能不到25亿，尚有30%以上的供应缺口，本地化替代空间巨大。