ca88登录各类液晶显示材料生产工艺和流程差异

发布时间：2024-04-19 03:19:01 来源：ca88平台 作者：ca88官方

　　液晶显示（LCD）作为平板显示的代表，因具有轻便、环保和低功耗等优点，已成为平板显示技术中的主流显示T-LCD）技术。混合液晶是液晶显示面板的关键材料之一，对液晶面板的性能至关重要。其生产环节包括中间体制备、液晶单体的合成与纯化、混合液晶配制等生产环节。

　　液晶材料是液晶面板上下玻璃板间的半透明介电材料，功能相当于光闸开关。其工作原理是利用上下电极通电后，电场产生变化使得液晶分子因介电各向异性而实现光线的偏转，光线因液晶长轴与短轴折射率不同而产生不同的穿透度，再配合配向膜与偏光板的作用，即可产生光线ON-OFF的变化，在液晶显示面板上显示出各种各样精彩的画面。液晶显示原理如下图所示：

　　由于任何一种液晶单体只具有一方面或几方面的优良性能，不能直接用于显示。因此在实际运用中，通过选用多种具有一些优良性能的液晶单体，并加入少量添加剂，通过混配技术，将其调制成综合性能最佳的混合液晶，满足显示用液晶材料的各项性能要求。

　　液晶材料的生产有三个主要环节：液晶中间体及粗品单晶合成、液晶单体的纯化、混合液晶配制。其中，液晶中间体用于液晶粗单体的合成，液晶单体用于配制混合液晶。

　　TFT混合液晶和其他混合液晶的整体工艺和流程相同。差异表现在生产设备、生产环境和检测指标方面。

　　生产设备及生产环境差异：TFT混合液晶生产设备的材质必须为卫生级316L不锈钢，其生产环节均在独立的车间进行。其他混合液晶生产设备的材质要求较低，普通化学玻璃或304不锈钢即可满足要求，对于生产环节洁净度的要求也相对较低。

　　检测指标差异：所有混合液晶均需要检测折射率各项异性、阈值电压、清亮点、电阻率等，但TFT混合液晶专用检测设备的精度较高。非TFT混合液晶需要进行功耗电流的测试，而TFT混合液晶采用Iondensity、VHR、金属离子等指标对功耗电流测试进行替代，更详细的体现了液晶材料微观的电学差异。

　　单体液晶是生产混合液晶的前端材料，其生产工艺过程包括合成和纯化。应用于TFT混合液晶的单体液晶生产设备的材料必须为卫生级316L型不锈钢，其部分操作工序如柱层析、洁净、干燥等必须在洁净室中进行；应用于其他领域的单体液晶对于生产设备的材质要求较低，普通化学玻璃或304不锈钢即可满足要求，对于生产环节洁净度的要求也相对较低。

　　粗品单晶：由于各类型单晶的单体结构不同，种类繁多，一般采用多种苯酚类、醇类、酮类、甲酸类、溴苯类化工原料和中间体来制备粗品单晶。

　　精品单晶：此阶段的原材料主要为粗品单晶、吸附剂和溶剂。在制备用于TFT生产的精品单晶时，纯化阶段应使用的溶剂需要蒸馏精制，在制备用于其他混合液晶生产的精品单晶时，纯化阶段可直接使用市售溶剂。

　　混合液晶：此阶段的原材料主要是精品单晶和吸附剂。不同种类的混合液晶会对应不同品质要求的精品单晶，用于生产TFT的精品单晶的品质控制指标明显高于其他精品单晶。吸附剂在混配过程之中对于各类混晶没有品质控制方面的差异。

　　TFT混合液晶生产企业入围下游液晶面板厂商供应链体系，通常要经历面板厂商严苛的认证过程，认证过程一般需要经过三年以上的产品验证及导入过程，因此，液晶材料企业一旦进入下游液晶面板厂商的供应链体系，并形成批量供货，即表明其产品在品质、性能方面与竞争对手无较大差异。

　　其他混合液晶属于发展较早的成熟产品，竞争充分，技术高度成熟，因此，这类产品与竞争对手无较大差异。

　　近年来，随着液晶显示技术的不断发展，TN型、STN型、HTN型、VA型等中小尺寸面板的部分需求被TFT-LCD及OLED所替代，但在低功耗、便携需求大、特殊温度湿度环境等领域仍有广泛的应用空间。预计后续的平板显示市场将主要由TFT-LCD和OLED构成，但在大尺寸面板领域TFT-LCD仍将占据主导地位。

　　虽然混合液晶仅占液晶显示面板生产成本的3%-4%，但却是实现显示功能的关键性基础材料，其响应速度、工作温度范围、显示视角、亮度、分辨率和稳定性等技术参数指标直接影响着液晶显示面板的整体性能品质，因此液晶显示材料的性能品质对下游面板厂商来说至关重要。

　　混合液晶企业入围下游LCD面板厂商供应链体系，通常要经历面板厂商严苛的认证过程，既要考核潜在供应商的产品品质和质量保障体系，还要求具备长期稳定的供货能力和持续的新产品研发能力。混合液晶厂商在顺利通过下游LCD面板生产企业的知识产权评估、质量体系审核、送样测试、小批量风险量产等过程后，才能进入其供应链体系成为其合格供应商，实现正式量产并大批量供货。上述认证过程一般需要经过三年以上的产品验证及导入过程，所以面板厂一经确认合作关系就不会轻易更换供应商。

　　混合液晶包括TFT、TN、HTN、STN和VA等各类混合液晶，品种规格多，涉及大屏幕高清电视、显示器、笔记本电脑智能手机、车载仪表等多种领域，不同品种的混合液晶分别适用于不同类型的液晶面板，而不同类型的液晶面板应用于不同领域的终端显示器件。终端显示器件对液晶面板的光学特性有特殊的要求，同时液晶面板厂商采用的液晶显示模式也不同，如京东方的电视面板采用IPS模式显示技术，而华星光电则采用PSVA模式显示技术。因液晶面板显示模式不同及面板应用领域不同导致的技术上的差异，使面板厂商对液晶材料的性能指标具有不同的要求，因此需要进行定制化生产。

　　此外，不同终端厂商产品规格存在的差异或不同液晶面板厂商同类产品规格的差异，也会导致对液晶材料的性能指标有不同的要求。例如手机面板中，小米手机面板对驱动电压的要求是4.3V，而华为是4.5V，从而导致液晶材料的Δε有所不同，又如同样为海信生产的电视用液晶面板，京东方盒厚是3.55μm，而华星光电盒厚是3.2μm，从而导致液晶材料的Δn不同，上述原因导致不同性能参数的混合液晶之间不能相互替代，因此存在生产定制化的特点。

　　TFT型混合液晶，其包含多种模式，如京东方、群创等使用的IPS-TFT显示模式，惠科股份、华星光电所使用的PSVA-TFT模式，中电熊猫所使用的MVA-TFT显示模式等。不同显示模式混合液晶产品所使用的前端材料不同，同种显示模式下的混合液晶产品，部分前端材料能够共用。

　　混合液晶产品的生产过程包括中间体制备、单体液晶的合成与纯化、混合液晶配制。在合成和纯化环节，产生的部分定制化产品可用于生产同种显示模式的混合液晶，在混配环节产生的最终产品混合液晶，基于高度定制化的特点，不具有替代性，因而通常无法再次利用或销售。在混配环节生产的最终产品混合液晶，基于高度定制化的特点，即使同类型细分产品，也在化学成分、配方组合、加工深度、纯度和品质等方面存在差异。

　　中间体、粗品单晶和精品单晶为混合液晶生产过程中不同阶段形成的半成品，为前后端工序的关系，不属于伴生品。

　　纯化：是指利用物理或化学等方面的措施，将某种化合物中的其他成分去除掉从而得到更高纯度的该化合物的过程。通常有蒸馏、重结晶、氢化等手段。

　　混配：是指利用各种不同液晶单体和少量添加剂，通过搅拌加热溶解，搅拌吸附、过滤、灌装、包装等工序制备混合液晶的过程。

　　生产过程涉及化学反应和物理变化，在理论上存在固定的投入产出比，但在实际生产过程中，因技术和操作水平等因素的影响，实际产出与理论产出存在差异，液晶材料等化工行业通常用收率反映投入和产出关系。

　　收率：是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值，收率越高，所产出目标产物的数量越多。即：收率=目标产物实际生成量/目标产物的理论生成量×100%。

　　收率的高低受产品工艺步骤多少、副反应程度、工艺技术、设备先进性和工人操作水平等多方面因素的影响，因此，不同产品的收率可能存在较大差异，同一产品的收率也存在一定的波动性。

　　终端产品混合液晶品种规格多，相应单体液晶和中间体等前端材料种类繁多，在各个生产环节所投入的原材料与目标产品存在相应的投入产出关系。

　　合成：是指利用化学方法将无机物、有机物制成具有特定结构和功能的有机物的过程。公司通过外购基础化工原材料和中间体，经过化学合成产出粗单晶和中间体。如合成环节中，中间体“丙基-3，5-二氟联苯”→粗品单晶，收率为65%左右；中间体“乙基苯基邻氟氯苯”→粗品单晶，收率为92%左右。前者收率较低，主要系生产过程经历了两次化学反应，且存在无法避免的副反应，产生了大量杂质。

　　纯化：是指利用物理或化学等方面的措施，将某种化合物中的其他成分去除掉从而得到更高纯度的该化合物的过程，通常有蒸馏、重结晶、氢化等手段。

　　混配：是指利用各种不同液晶单体和少量添加剂，通过搅拌加热溶解，搅拌吸附、过滤、灌装、包装等工序制备混合液晶的过程。

　　平板显示作为物联网的显示终端，在信息技术的发展过程中发挥着重要作用，相对于传统的阴极射线管显示（CRT）来说，平板显示（FPD）具有节能环保、低功耗、低辐射、重量轻、厚度薄、体积小等优点，已成为显示技术发展的主流方向。

　　平板显示（FPD）包括液晶显示（LCD）、等离子显示（PDP）、有机发光二极管显示（OLED）等。液晶显示（LCD）凭借其具有的工作电压低、功耗低、分辨率高、抗干扰性好、应用范围广、成本低等一系列优点，已成为平板显示（FPD）产业的主流产品。

　　液晶显示（LCD）产品制造涉及光学、半导体电子工程、化工、高分子材料等各领域，所需技术层面较广，上游为各种原材料生产厂商，主要原材料有液晶材料、彩色滤光片、驱动IC、偏光片、背光模组、玻璃基片等；中游为各式LCD面板厂商；下游为各类整机产品厂商，其中液晶材料是生产液晶显示（LCD）产品的关键材料。液晶显示（LCD）产业链如下图所示：

　　液晶材料位居液晶显示产业链的上游。

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