新型超轻液晶导光板研发与应用可行性研究报告.docx

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新型超轻液晶导光板研发与应用可行性研究报告

新型超轻液晶导光板研发项目

可行性研究报告

一、项目实施的背景和意义

1.1项目所面向的经济、社会和科技发展等的有效需求

随着LED技术的不断改进，发光效率不断提高，成本的不断降低，其应用领域不断拓展。

由于其超越传统光源、以及节能灯、高压汞灯等的优势日益明显，LED未来将成为垄断性的发光源。

可以说，从目前技术发展来看，凡是用电发光的地方都可以用LED来替代。

未来LED将统治发光领域，而LED产业也将发展成超过万亿的巨大产业，其中孕育着大量的投资机会。

LED背光液晶显示器因具有节能、高画质、长寿命及环保等诸多观点，已成为中日韩，包括台湾和香港等产业界关注的焦点。

自2004年Sony推出第一款以LED为背光的液晶电视开始，LED器件技术、性能不断提高，国内外各种LED背光技术研发也全面开展起来，并不断走向深入。

背光模组（Backlightmodule）是液晶显示器面板的关键零组件之一，约占面板材料总成本的20%~35%。

背光模组三个重要组成部分是光源、导光板、光学膜，占整个背光模组成本的72%。

光源就是灯管。

导光板的作用是将线光源雾化成面光源。

光学膜的主要作用是凝聚光线，提高亮度。

其中光学膜最昂贵，占到背光模组成本的44%，导光板占16%，灯管占12%，其他如灯罩、外框等占28%。

背光模组从背光源上来讲，又可以分为CCFL和LED两大类。

目前LED正在取代CCFL，迅速占据市场主导地位。

目前LED背光液晶电视此前受到价格的制约，一二线市场为重点的推广市场，同时在家电下乡中所占的比列相对较低，三四级市场仍有巨大的潜力尚待挖掘，尽管目前中国液晶电视增速体放缓，但三四级市场包括广大农村市场仍有大量的CRT电视尚待更换，这部分市场也将是LED背光液晶电视接下来的重点，各主流液晶电视厂商无疑将会进一步提高LED背光液晶电视在家下乡中的比例，提高三四级市场门店中LED背光产品的比例。

LED背光模组的出货价格将会如预期一样持续下降，同CCFL背光模组的价格差也在2011年末缩小到50美元之内，受此驱动，加上市场需求的提高，LED背光液晶电视的售价将会持续下降，且大尺寸产品成为下一轮降价促销的重点。

2011年年末，42-47英寸的LED背光产品与CCFL背光产品的价格差将普遍缩小至千元内，37英寸内市场领域基本由LED背光产品全面覆盖，可以预见的是，LED背光液晶电视领域的价格战将进一步加剧，利润空间也将逐渐趋薄。

2012年LED背光在也将电视总营收将有微幅上升，但2013年后将逐步下降。

实上，目前液晶电视厂商就在寻求新的利润成长点，一类是以索尼为领军品牌的3D显示，另一类则是以三星.LG等韩系列品牌为领军者的智能电视。

LED背光事实上和这些新技术并不冲突，今年春季新产品中也出现了不少诸如“LED背光3D智能电视”的旗舰产品。

但是这些新的利润成长点或者说新的技术卖点目前仍面临着来自内容.来自政策环境等方面的诸多障碍。

真正有远见.有技术研发实力的液晶电视厂商或上游显示设备厂商绝不会放弃对于屏幕本身的技术研发。

1.2项目的先进性、重要性、必要性以及在行业发展中的地位和作用

目前液晶背光降价最主要的瓶颈仍是降低导光板成本，而降低导光板成本主要因素是将导光板的厚度做薄，从而节省材料成本，减少生产周期时间，降低导板板成本，最终达到降低液晶背光成本。

如何能把导光板厚度做薄将是重中之中的问题，然而由于机器设备和技术水平的限制导光板不可能在短时间内做的很理想，随着机器设备性能的提高，这为导光板新技术的开发及验证提供了重要条件，然而导光板效果处理水平仍然是制约液晶背光成本的主要因素。

目前，光电行业中的导光板效果处理技术参次不齐，存在很多不足，主要体现在以下几个方面：

1.导光板模具锯齿结构优越性不佳。

因液晶背光生产厂商条件不同，这些条件包括公司设备，加工条件，技术人员等；条件不同导致在导光板模具设计也不同，其中重要的锯齿结构也必然不同。

目前行业里大部分导光板锯齿结构的导光效果不佳，模具锯齿损坏后更换新锯齿不方便等问题一直存在。

这些问题存在，一方面导致公司产品效果不佳，档次偏低；另一方面导致增加生产成本。

2.导光板模具模仁其出光面光学粗细程度控制不好。

在处理导光板效果的过程中，锯齿和网点等因素的变化要求模仁出光面也要相应的调整，目前如何控制导光板模具模仁其出光面光学粗细程度问题一直存在。

如果没掌握控制导光板模具模仁其出光面光学粗细程度的方法及技术，那只能一遍遍的重复加工步骤，试着尽量控制到要求的范围及标准。

这种方法需要投入大量的人工工时，给公司及企业增加成本。

3.导光板模具上的网点设计优越性不佳。

在处理导光板效果问题上，导光板网点设计的合理性直接影响产品总体效果；网点的大小，形状，排布方式，网点蚀刻深度等都影响导光板效果。

之前用平面软件处理光学效果之复杂，繁琐且无模拟条件，这些因素制约着效果处理这个技术问题。

目前液晶背光行业都采用光学软件进行网点辅助设计，采用先进软件GTOOLS,LTOOLS可以实现对光线效果的模拟，提高光学效果处理效率。

基于以上问题，本项目将研究出一种包括优化导光板锯齿结构、控制导光板模具模仁其出光面光学粗细程度、优化网点设计的导光板效果处理技术，用于降低产品成本，满足客户需求。

本项目将优化导光板模具锯齿结构，解决导光板锯齿结构，从而解决导光板效果不佳问题，同时也解决了模具锯齿损坏后更换新锯齿时的耗时，耗力，容易碰伤模仁等问题。

合理的控制导光板模具模仁其出光面光学粗细程度，避免重复加工，省时，省力，解决了影响导光板效果处理的一个重要因素，更好的为解决其它因素做好铺垫。

优化导光板网点设计，解决导光板因其网点的大小，形状，排布方式，网点蚀刻深度等众多因素导致效果不佳，且处理效率低的问题。

集导光板效果处理方法中多因素解决的先进技术于一体，处技术领先水平，引领导光板效果处理技术的发展方向。

节约了公司成本投入和人力投入，同时，又很好的满足了客户需求。

1.3预期实现的经济和社会效益

1.3.1预期经济效益

**市**有限公司开发的超轻液晶导光板将会在产品总厚度、光学显示效果，视角，对比度以及成本控制方面有独到的优势，并符合了市场发展需求，将逐步占领市场分额，随之而来的市场会越拓越宽，越拓越深；经济效益亦明显会有优于同类产品。

本项目投产，预计项目期内实现产品销量为30万片，正常达产后达到80万片。

经测算，产品项目期内新增销售收入5450万元，新增净利润301万元，新增税收285万元。

1.3.2预期社会效益

（1）项目建成后，解决LED液晶导光板技术原理、使用性能等方面的重大共性技术瓶颈问题,有利于进一步巩固**市在LED行业的核心竞争力；

（2）通过对LED产品的推广应用，促进国家节能减排计划的顺利实施，节约能源，实现可持续发展战略。

（3）通过实施本项目，增强了**在大尺寸LED超轻液晶导光板技术研发实力，在项目实施过程中，为企业储备一批液晶导光板高技术人才，将促进创新人才培养和促进重大科技成果的应用。

（4）本项目的顺利实施，提升**市LED产业研究水平和产业化水平，带动相关产业转型，同时，在同行业企业中形成良性竞争，促进LED行业的发展。

二、技术发展趋势及国内外发展现状

2.1项目相关技术发展现状

背光模组为LCD面板发光显示的来源，为仅次于彩色滤光片的LCD面板第二大关键零组件。

因为LCD本身不会发光，故需要背光模组提供光源。

背光灯模组主要包括三部分，分别是光源、导光板、光学膜。

光源就是CCFL灯管。

导光板的作用是将线光源雾化成面光源。

光学膜的主要作用是凝聚光线，提高亮度。

其中光学膜最昂贵，占到背光模组成本的44%，导光板占16%，灯管占12%，其它如灯罩，外框等占28%。

目前背光模组的关键零组件及原材料来源均掌握在日、美少数厂商的手上，大陆背光模组厂商在材料的掌握及议价能力上相对较弱，基本处于背光产业链的下游，从事组装业务。

由于下游LCD业者在近几年内均将积极扩产，势必增加对背光模组的需求，因此背光模组仍将处于快速成长的阶段。

根据工研院经资中心（IEK）资料，2013年全球大型LCD背光模组产值将比2012年增长23%，达262.19亿美元，并将逐年增加，到2015年产值将达到375.26亿美元。

随着在中国背光模组的厂商数量越来越多，规模越来越大，中国背光模组产量占全球产量比重将持续扩大，预计到2014年，中国背光模组的产业规模将达到1,479.5亿元，年均复合增长率达19.6%。

由此，也带动了中国大陆导光板产业的迅速发展。

2.2技术发展趋势

根据研究机构DisplaySearch的研究报告显示，LED液晶电视将大幅度的替代CCFL液晶电视，至2016年整个液晶电视出货量的84%将使用LED，LED面板出货量将达到2.21亿片。

同时由于侧边式光源技术的应用，导光板的需求量将保持同比增加。

为降低生产成本，日本、韩国和台湾地区的背光模组厂商都在研发生产新型导光板，减少光学膜片的使用，降低背光模组成本。

通过在表面形成密布的微结构，例如利用特殊的成型技术（V-Cut）可以减少使用扩散膜及棱镜片（各一片），直接产生更强的扩散及增亮作用；在材料中加入不同折射率的少量颗粒材料，直接形成具有扩散作用的凸点或凹点（前者考虑亮度；后者考虑均匀性）。

导光板从生产工艺上可以分为挤出、浇注或射出。

挤出、浇注的导光板是使用光学级的PMMA/MMA/PC，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在导光板的底面用UV网版印刷技术印上导光点；射出的导光板是利用导光板模具，通过注塑机器注塑成型；两者的共同点就是导光板吸取的背光源发出来的光在导光板表面停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。

通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。

导光板模具锯齿结构优越性是导光板效果处理中的一个重要因素，如果让光源（LED）发出的光充分并有效的进入导光板，这是攻克背光模组亮度问题的一大难关。

目前行业里大部分导光板锯齿结构的导光效果不佳，模具锯齿损坏后更换新锯齿不方便等问题一直存在。

这些问题存在，一方面导致公司产品效果不佳，档次偏低；另一方面导致增加生产成本。

因此，有必要研发出一种新的导光板模具锯齿，同时支持模具锯齿损坏后更换，共用模具模呸。

导光板模具模仁其出光面光学粗细程度的控制是导光板效果处理中的又一个重要因素。

通常的解决方法，用大水磨磨床进行平面砂轮水磨，由于不同加工事件进行时所用的砂轮的材质及品种，及铣砂轮的参数很难保持一致，这种平面砂轮水磨每次加工出来的模仁出光面粗细度难以保持相当接近的程度，模仁出光面粗细度的变化导致导光板效果及均匀性都会发生变化。

本项目采用通过指定大水磨床，指定砂轮材质及品种，指定铣砂轮的参数，指定砂轮定砂轮转速，保证每次加工（平面砂轮水磨）其影响模仁出光面粗细度的因素力求保持一致，实现每次加工出来的结果无限制的接近相同。

该技术方法控制实现有一定的难度，具有很大的实用意义。

导光板模具上的网点设计优越性的程度是导光板效果处理中的第三个重要因素。

本项目采用先进软件GTOOLS设计网点，可对网点的大小，形状，排布方式，网点间距等条件的设定及控制，可以调整亮度及均匀性，并且可以实现对光线效果的模拟，提高光学效果处理效果及效率。

2.3国内外研究开发、产业化状况

2.3.1国内外研究现状

导光板一词来自于英文LightGuidePlate的翻译，其产生是为配套液晶显示面板。

液晶显示由于其非自身发光的特性而要求由背光模组来显现其亮度，在背光模组的发展过程中关键元器件导光板也随着下游产品的需求进而开始不同的改变。

21世纪以来液晶显示技术蓬勃发展，人们的日常生活随处可见液晶显示的身影。

液晶显示面板可以按照面积大小进行划分，分别适用于不同的领域。

对于大尺寸液晶面板市场而言，主要应用领域集中在液晶电视