近幾年來,三星、華為陸續推出可折疊手機,柔性OLED產業呈現快速發展的態勢。柔性OLED引領顯示潮流,市場規模快速擴大。OLED憑借柔性可折疊的特性,有望成為未來主流顯示技術。PI膜是目前最適合柔性顯示的材料,PI膜激光切割機則是PI膜的主流切割設備。
柔性OLED顯示是基于聚合物柔性基板制造,目前柔性OLED顯示技術正由曲面向可折疊、可卷曲方向發展。在這一發展進程中,OLED顯示屏中不僅顯示單元需要實現柔性化,包括導電電極、觸屏單元在內的其他功能層也需要柔性化,而實現柔性化的關鍵材料是聚酰亞胺薄膜(PI膜)。
未來顯示屏幕采用可折疊或者可卷曲形式時,屏幕中的其他硬質材料層也將陸續被聚酰亞胺(PI)或透明聚酰亞胺薄膜所取代。
聚酰亞胺具有6大特點:
無毒:聚酰亞胺無毒,并經得起數千次實驗。
穩定性:一些聚酰亞胺品種不溶于有機溶劑,對稀酸穩定,一般的品種不大耐水解
耐高溫:耐高溫達400℃以上,長期使用溫度范圍-200~300℃,無明顯熔點。
高絕緣性能:103Hz下介電常數4.0,介電損耗僅0.004~0.007,屬于F至H級絕緣材料。
優良的機械性能:未填充的塑料的抗張強度都在100Mpa以上。
自熄性:聚酰亞胺是自熄性聚合物,發煙率低。
高端PI膜依賴進口,國際巨頭壟斷市場
PI薄膜屬于高技術壁壘行業,目前國內市場PI薄膜需求快速增長,潛力巨大,但國內PI薄膜生產廠家的產品大多用于電學絕緣,高端電子級PI嚴重依賴進口,處于供不應求的狀態。PI合成難度極高、下游產品加工難度較大。
PI膜在世界范圍內呈寡頭壟斷局面,技術封鎖嚴密,全球產能主要由國外少數企業所壟斷。PI的研發和核心技術主要集中在國外,例如美國的杜邦公司,日本的宇部興產、鐘淵化學、東麗集團、三井東亞,韓國的科隆、SKC公司等。其中杜邦、東麗、鐘淵和宇部4家企業占全球PI市場銷售總額的70%左右。
在單體合成方面,盡管有相應的單體商品化,但成本非常昂貴,例如六氟二酐每千克達上萬元;在聚合方法上,目前所用的二步法和一步法均使用高沸點的溶劑,價格高且后期難處理;在生產工藝上,浸漬法、雙軸拉伸法生產成本高,流延法成本相對低但污染性大。
隨著技術的不斷突破和產能的逐步落地,國產聚酰亞胺產品的品質正逐步追趕國際水平,未來國產龍頭企業有望實現進口替代,享受市場紅利。
PI膜激光切割機助推柔性顯示材料千億市場
在剛性OLED向柔性OLED切換的過程中,部分材料由于其本身物理化學性質上的局限已不再適應柔性的需求。玻璃、ITO等材料固有的脆性使其難以滿足廣泛的新興應用場景,而向性能更加優異的PI進行切換。
主要有以下變化:(1)玻璃基板切換為PI基板;(2)觸控的ITO+PET基膜切換為納米銀線+PI基膜;(3)玻璃或金屬蓋板切換為PI蓋板。除基板可用黃色PI外,觸控和蓋板均需用CPI,對光學屬性要求高。
PI基板的制造包含幾個步驟,首先在玻璃上涂布黃色PI漿料成膜,在400-450℃的高溫固化后做TFT,再蒸鍍OLED有機材料,封裝后進行切割,然后從玻璃上剝離,則PI為OLED襯底膜。
長遠來看,以京東方產能48k/月的6代線為例,考慮蓋板、觸控屏、基底三層材料均切換為PI材料,按每平米PI用量3公斤計算,僅京東方一條線的PI材料需求即達到4800噸。而全球柔性OLED產線的理論產能合計達3722萬平,滿產下對PI材料的需求量高達11.17萬噸。
PI膜激光切割機的需求旺盛,其切割的材料PI薄膜的市場價格達到每噸60-300萬元人民幣,其中雙軸向拉伸電子膜市場價格均在每噸100萬人民幣以上,而用于柔性顯示的CPI薄膜的價值量則更高。我們按均價每噸180萬元計算,PI材料的市場規模將在千億元以上。