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玻璃基板技术发展分析报告
2024-12-31 724

1. 技术概述

1.1 技术关键词

玻璃基板

1.2 技术概念

玻璃基板是一种用于制造各种电子设备(如液晶显示器、有机发光二极管等)的平板显示器件的基本材料。它通常由高质量的玻璃制成,具有平整度高、厚度均匀、透光率好等特点。玻璃基板在制造过程中需要经过严格的品质控制,以确保其具有足够的强度和稳定性,能够承受后续加工过程中的高温、高压和其他物理或化学处理。

1.3 技术背景

玻璃基板作为显示技术和半导体产业的重要材料,其发展历程可以追溯到20世纪中期。当时,随着电视和计算机显示器的需求增长,寻找一种既透明又稳定的材料成为行业发展的关键。玻璃因其良好的光学性能和机械强度,成为了这一领域的首选材料。早期的玻璃基板主要应用于CRT(阴极射线管)显示器,但随着LCD(液晶显示器)、OLED(有机发光二极管)等新型显示技术的兴起,对玻璃基板的要求也日益提高。

玻璃基板的核心原理在于利用其平整度高、热膨胀系数低的特点,确保在高温工艺处理过程中,仍能保持结构稳定,这对于保证显示屏的高分辨率和色彩还原至关重要。此外,玻璃基板的透明性使其能够广泛应用于各类显示设备中。

在应用领域方面,玻璃基板不仅限于消费电子产品的屏幕,还广泛应用于太阳能电池板、微电子器件等领域。其在提升产品性能、降低成本方面发挥着重要作用。

然而,玻璃基板也有其局限性,如重量较大、易碎等,这限制了其在某些轻量化和耐用性要求较高的场合的应用。随着科技的进步,开发更轻薄、更强韧的新型玻璃基板材料成为研究热点。

社会经济层面,玻璃基板产业的发展促进了显示技术的进步,带动了相关产业链的繁荣,为全球经济注入了新的活力。未来,随着5G、物联网等技术的普及,对更高性能、更低能耗的显示需求将进一步推动玻璃基板技术的革新与发展。

2. 趋势分析

2.1 研究方向分析

2.1.1 学术论文发表趋势

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图片来源:技术发展分析报告'>技术发展分析报告

2.1.2 相关论文列举

篇名

作者

刊名

发表时间

间隔纸对液晶玻璃基板板面品质的影响

王国全, 郑聪, 谭璐, 谢冬青, 闵蛟

玻璃

2024

液晶玻璃基板智能切割生产线的切割工艺研究

于百灵, 段跃伟, 郑海红

机械管理开发

2024

超薄玻璃基板深加工项目生产废水预处理工程设计

程炜, 章婷婷, 慕昕志, 朱倩倩

净水技术

2024

玻璃基板清洗废水回用

田海峰

广州化工

2024

封装用玻璃基板的热应力翘曲研究

闫伟伟, 朱泽力, 李景明

电子与封装

2024

2024110月份平板玻璃行业运行情况

刘杨

中国建材

2024

202419月份平板玻璃行业运行情况

刘杨

中国建材

2024

高折射率光学玻璃的研究进展

王衍行, 刘家宇, 李现梓, 杨鹏慧, 竹含真, 韩韬

硅酸盐通报

2024

202418月份平板玻璃行业运行情况

刘杨

中国建材

2024

202417月份平板玻璃行业运行情况

刘杨

中国建材

2024

2.1.3 研究方向概述与特征

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以上图形显示,在玻璃基板技术领域中,主要的研究方向和应用领域涵盖了多个细分技术和产品类型。从整体上看,该领域的核心是各种类型的玻璃基板,它们在不同应用场景中发挥着关键作用。具体而言,这些玻璃基板可以细分为液晶玻璃基板、TFT-LCD玻璃基板、LCD玻璃基板以及光电显示玻璃基板等。

1.液晶玻璃基板:这类玻璃基板主要用于液晶显示器,包括多种特殊性能的玻璃如浮法玻璃、无碱玻璃、超薄玻璃、强化玻璃和光学玻璃。这些特性使得液晶玻璃基板能够满足不同显示器对于清晰度、强度和厚度的要求。

2.TFT-LCD:这是液晶显示器的一种类型,主要通过薄膜晶体管、彩色滤光片、背光源、偏光片和驱动IC等组件来实现图像显示。TFT-LCD技术的发展重点在于提高显示屏的分辨率、色彩饱和度和响应速度。

3.光电显示玻璃基板:这类玻璃基板通常用于需要高透明度和特定光学性能的应用场景,如智能手机屏幕或平板电脑屏幕。其下位词包括透明导电膜、抗反射膜、增透膜、防眩光膜和硬化膜等,旨在改善屏幕的视觉效果和耐用性。

4.TFT-LCD玻璃基板:进一步细化了液晶显示器中的玻璃基板类型,如低铁玻璃、高纯度玻璃、耐热玻璃、化学强化和物理强化等。这些特性确保了玻璃基板在极端条件下的稳定性和可靠性。

5.LCD玻璃基板:涵盖了钠钙玻璃、硼硅酸盐、铝硅酸盐、微晶玻璃和石英玻璃等多种材料。这些材料的选择取决于特定应用的需求,如机械强度、化学稳定性、热膨胀系数等。

总体来看,玻璃基板技术领域正在朝着提高显示质量和耐用性的方向发展。通过不断优化玻璃基板的材料特性和加工工艺,可以更好地适应各类电子设备对显示性能日益增长的需求。同时,随着新材料和新技术的引入,未来的玻璃基板将更加轻薄、透明且具有更高的强度和耐久性。

2.1.4 研究方向重心变化比对

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2.1.5 高成长研究方向简析

通过以上堆叠折线图可以看出,在过去十年中,研究方向的聚焦点经历了显著的变化。在早期阶段,研究主要集中在基础特性如应力和表面粗糙度上,这些方向在2014年至2016年间表现出相对稳定的增长趋势。然而,自2017年起,力学性能逐渐成为研究的主要热点,其关注度在随后的几年中持续上升,特别是在2023年达到了历史最高点。这一现象表明,随着技术的进步和应用领域的扩展,研究者们越来越关注材料在实际应用中的表现。

与此同时,有限元分析和仿真等模拟方法的研究也呈现出稳步增长的趋势,尤其是在2020年后,这表明研究者开始更加重视理论模型与实验数据之间的验证,以及利用先进的计算工具来优化设计和预测材料行为。尽管如此,这些方向的增长速度仍不及力学性能研究的迅猛程度。

此外,显微组织、微观组织以及衬底和基材等方向则显示出较为平稳的发展态势,尽管它们在整个研究领域中依然占据了一席之地,但相较于力学性能而言,增长幅度较小。这可能反映了当前研究热点的转移,即从材料本身的结构和组成转向其宏观性能及应用。

值得注意的是,工艺参数的研究虽然起步较晚,但在过去三年中也呈现出了增长趋势,这预示着未来可能会有更多关于制备工艺对材料性能影响的研究出现。总体来看,过去十年间,力学性能的研究无疑是最具热度的方向,而其他研究方向则根据技术发展的需求逐步显现其重要性。

2.2 技术应用分析

2.2.1 专利法律状态分布

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2.2.2 专利发展轨迹

5.jpeg 

图片来源:技术发展分析报告'>技术发展分析报告

2.2.3 发展轨迹分析

基于当前的数据分析,可以看出玻璃基板技术领域的专利申请呈现出明显的增长趋势。从2013年的6031件申请量开始,到2020年达到顶峰,申请量高达27141件,之后在2021年略有下降至27839件,随后在2022年和2023年申请量有所回落,分别为18088件和17318件。尽管近年来申请量有所波动,但总体上仍保持在一个较高的水平。

此外,从授权数量来看,授权比例相对稳定,在2013年达到80%,之后几年逐渐下降到2017年的71%,然后在2019年回升到83%,并在2020年和2021年分别达到了87%85%的高水平。这表明该领域的专利申请不仅数量庞大,而且质量也相对较高,大部分申请最终能够获得授权。

总体而言,玻璃基板技术领域在近年来吸引了大量研发投资和技术开发,显示出该领域具有很高的创新活跃度和市场需求。未来随着技术的不断进步和市场的持续发展,预计该领域的专利申请量和授权量仍将保持在一个较高的水平。

2.3 技术成熟度分析

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根据所掌握的信息,可以预测当前技术发展趋势呈现出一种高度成熟的态势。从2014年到2023年,尽管论文发布的数量有所波动,但技术成熟度始终保持在95.00%,这表明玻璃基板技术已经达到了一个相当高的成熟水平。具体来看,2014年的论文发布数量为1644篇,随后几年虽然略有下降,但整体上保持在一个相对稳定的范围内。这种趋势反映了该技术领域的研究活动可能已经从基础研究转向了更深层次的应用研究和产品开发。

2024年开始,论文发布数量为零,这可能意味着该技术领域已经非常成熟,基础研究的需求减少,更多的工作集中在产品的商业化和实际应用上。此外,这也可能暗示着该技术领域已经趋于稳定,未来的发展将更多地依赖于技术创新和市场拓展,而不是理论上的突破。

总体而言,玻璃基板技术目前处于一个高度成熟阶段,预计未来的发展重点将放在提高产品质量、降低成本以及开拓新的应用场景上。这将要求相关企业和研究机构更加注重技术的创新和市场的适应性,以应对日益激烈的竞争环境。

3. 竞合分析

3.1 研发竞合分析

3.1.1 研发头部机构

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3.1.2 头部机构比对分析

机构名称

论文数量

山东科技大学矿业与安全工程学院

72

安徽理工大学地球与环境学院

70

中国科学院大学

56

中国矿业大学资源与地球科学学院

51

中南大学材料科学与工程学院

44

河南理工大学能源科学与工程学院

38

华北科技学院安全工程学院

36

中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

33

陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

33

重庆大学材料科学与工程学院

32

深入分析所掌握的数据后可发现,山东科技大学矿业与安全工程学院在研究方向上的论文数量经历了显著的变化。从2014年的2篇增长至2015年的19篇,之后虽然有波动,但总体上保持在一个较高的水平。相比之下,其他机构的研究方向论文数量虽然也有波动,但变化幅度相对较小。例如,安徽理工大学地球与环境学院的论文数量从2014年的9篇增长到2017年的21篇,之后有所下降;中国矿业大学资源与地球科学学院的论文数量在2014年达到峰值10篇后,逐渐减少,但在2020年和2022年有所回升。

整体来看,山东科技大学矿业与安全工程学院在研究方向上的论文数量变化最为显著,这表明该机构可能在这一领域投入了更多的资源和关注。然而,尽管该机构的论文数量在某些年份出现大幅增长,但近年来(2021年至2023年)论文数量有所下降,这可能意味着该机构在这一领域的研究活动有所放缓或调整。其他机构如中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院和陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,在2020年后也出现了论文数量的明显下降,这可能是由于研究重点的转移或资源分配的变化。

综合来看,尽管山东科技大学矿业与安全工程学院在研究方向上的论文数量表现出较大的波动性,但其整体趋势仍然显示出对该领域的持续关注。然而,随着近年来论文数量的减少,该领域的研发竞争格局可能正在发生变化。其他机构如中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院和陕西省煤矿水害防治技术重点实验室的参与度降低,可能会为其他机构提供新的机会,特别是在新技术和新应用方面。因此,未来几年内,这一领域内的研发竞争可能会更加激烈,尤其是对于那些能够持续创新并适应行业需求变化的机构而言。

3.2 应用竞合分析

3.2.1 应用头部企业

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3.2.2 头部企业比对分析

单位名称

申请数量

京东方科技集团股份有限公司

11634

成都京东方光电科技有限公司

1706

合肥鑫晟光电科技有限公司

1214

深圳市华星光电技术有限公司

969

武汉华星光电技术有限公司

951

惠科股份有限公司

899

北京京东方显示技术有限公司

843

深圳市华星光电半导体显示技术有限公司

828

彩虹(合肥)液晶玻璃有限公司

770

北京京东方光电科技有限公司

751

从已有的数据分析来看,技术领域内各机构对玻璃基板的研发竞争十分激烈。整体趋势显示,尽管部分年度内某些机构的专利申请量有所波动,但总体上呈现上升态势。具体而言,京东方科技集团股份有限公司作为行业领头羊,其专利申请数量在多个年份内均保持高位,显示出其强大的研发实力和持续的技术投入。这不仅巩固了其市场地位,也反映了其在玻璃基板领域的深厚积累和技术领先地位。

增量最大的机构是京东方科技集团股份有限公司。该公司在2014年至2023年间,专利申请数量经历了显著增长,尤其是在2017年达到顶峰,随后虽有波动,但整体趋势仍呈上升态势。这表明京东方在玻璃基板相关技术的研发上持续发力,不仅在产品创新方面取得了突破,还通过大量专利保护其技术成果,从而在市场竞争中占据优势。

相比之下,其他机构如成都京东方光电科技有限公司、惠科股份有限公司等也有不同程度的增长,但增幅不及京东方显著。这说明京东方在技术研发方面的投入和产出效率远超同行,成为推动整个行业技术进步的重要力量。

综合来看,玻璃基板技术领域的研发竞争异常激烈,各企业纷纷加大研发投入,以期获得技术领先优势。然而,京东方科技集团股份有限公司凭借其雄厚的研发实力和持续的技术创新,已成为该领域的领跑者,其在专利申请数量上的显著增长进一步强化了其行业领导地位。这不仅体现了其在技术创新上的卓越表现,也为整个行业的技术发展树立了标杆。

3.3 区域竞合分析

3.3.1 应用专利区域分布

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图片来源:技术发展分析报告'>技术发展分析报告

3.3.2 应用变化比对分析

地域

申请数量

广东

30866

江苏

25326

浙江

15104

山东

11507

安徽

9960

上海

6637

北京

5703

湖北

5245

福建

4649

四川

4629

通过对相关数据的深入分析,可以观察到广东省在玻璃基板领域的专利申请量呈现出显著的增长趋势,尤其是在2020年至2021年间,专利数量从5196件跃升至5375件,随后虽有回落但仍维持较高水平。这种增长态势表明广东省在这一技术领域的研发投入持续增加,且创新能力不断增强。

江苏省同样展示了强劲的发展势头,尽管在2022年有所下降,但整体上保持了较高的专利产出。这反映了江苏省作为制造业大省,在玻璃基板技术方面具有深厚的产业基础和研发实力。

浙江省的情况也颇具亮点,虽然专利数量在某些年份出现波动,但总体上仍保持稳定增长,显示出该省在技术创新方面的持续投入。

山东省和安徽省则展现出逐步上升的趋势,尤其是山东省在2020年后专利申请量显著增加,表明这两个地区近年来在玻璃基板技术领域的重视程度不断提高。

相比之下,北京市和上海市虽然专利总量不及上述省份,但其高密度的研发活动和高水平的技术创新仍然不容忽视。这两地作为国内重要的科研中心,对全国范围内的技术进步起到了引领作用。

湖北省、福建省以及四川省等其他地区也在不断追赶,特别是在近几年内,这些地区的专利申请量出现了不同程度的增长,显示出全国范围内对玻璃基板技术研究的广泛兴趣和积极投入。

综上所述,广东省在玻璃基板领域的专利增量最大,成为该技术领域竞争最为激烈的区域之一。然而,全国各地在这一领域的研发投入均呈上升趋势,预示着未来市场竞争将更加激烈,同时也为技术创新带来了更多机遇。

4. 机会分析

序号

机会名称

机会描述

生成依据

分析类型

1

玻璃基板-生物基材料复合包装

结合玻璃基板与生物基材料,开发一种新型环保包装材料,用于替代传统塑料包装。该材料不仅具有良好的机械性能和透明度,还具备可降解性,减少环境污染。

1.论文《生物基材料及其在食品包装中的研究进展》指出生物基材料具有可持续再生、易降解等特性;2.论文《间隔纸对液晶玻璃基板板面品质的影响》提到玻璃基板需要适当的包装保护以避免损伤。

融合分析

2

高延展性天然水硬性石灰-玻璃基板复合材料

将高延展性的天然水硬性石灰与玻璃基板相结合,制备出一种适用于建筑领域的新型复合材料,提高建筑物的耐久性和美观性。

1.论文《高延性天然水硬性石灰基材料力学性能》展示了通过添加纤维可以显著改善天然水硬性石灰的延展性和裂缝控制能力;2.玻璃基板因其优异的光学性能被广泛应用于建筑领域。

融合分析

3

超薄玻璃基板高效水解预处理工艺

开发一种针对超薄玻璃基板生产废水的高效水解预处理工艺,以提高废水可生化性并降低毒性。

依据论文《超薄玻璃基板深加工项目生产废水预处理工程设计》,该文介绍了采用高效水解工艺来改善废水可生化性的方法,但未详细说明具体工艺参数和优化方案。

技术发展

4

液晶玻璃基板智能切割系统

研发一套集成化的液晶玻璃基板智能切割系统,实现从切割到裂片全过程自动化。

根据论文《液晶玻璃基板智能切割生产线的切割工艺研究》与《液晶玻璃基板切割裂片智能生产线工艺流程研究》,文中提到单体工艺技术(如切割、翻转)的研究已经较为成熟,整合现有技术实现全自动化是未来趋势。

技术发展

5

高延展性天然水硬性石灰-纤维复合材料

制备一种结合了天然水硬性石灰与特定类型纤维(如PVAPE纤维)的复合材料,用于增强材料的延展性和裂缝控制能力。

基于《高延性天然水硬性石灰基材料力学性能》一文,通过添加不同种类纤维能够显著提升天然水硬性石灰材料的拉伸强度及延性,但最佳组合方式及其长期稳定性仍需深入探索。

技术比对

6

Ar离子注入蓝宝石衬底GaN外延生长方法

利用Ar离子注入技术优化蓝宝石衬底表面,促进高质量GaN薄膜的异质外延生长。

根据《Ar离子注入蓝宝石衬底诱导成核的高质量GaN外延》所述,Ar离子预处理能大幅减少GaN层中位错密度,并提高其光学性能,表明该技术已具备较高的应用价值。

技术比对

5. 应用发展

5.1 技术应用前景

基于所掌握的数据,通过对当前技术现状、发展趋势及竞合等多个方面的深入对比分析,可以得出以下结论:玻璃基板技术正处于一个高度成熟的发展阶段,并在未来几年内将继续保持这一趋势。从技术成熟度分析来看,该技术领域已经积累了大量的研究成果,基础研究的需求逐渐减少,更多的工作集中在产品的商业化和实际应用上。这意味着玻璃基板技术将在实际应用中发挥更大的作用,尤其是在提升产品性能和降低成本方面。

首先,从技术发展趋势来看,力学性能、有限元分析和仿真等研究方向正逐渐成为研究热点。这表明研究人员越来越关注材料在实际应用中的表现,而非仅仅停留在基础特性上。随着新材料的开发和工艺技术的改进,玻璃基板将具备更高的强度、更好的耐久性和更轻的重量,这将极大拓宽其应用范围,尤其是在消费电子产品、新能源汽车、航空航天等高端领域。同时,通过有限元分析和仿真等先进计算工具的应用,可以更准确地预测材料行为,优化设计,提高产品的可靠性和稳定性。

其次,从竞争格局来看,各企业和研究机构在玻璃基板技术领域的研发竞争异常激烈。京东方科技集团股份有限公司凭借其强大的研发实力和持续的技术投入,已经成为该领域的领跑者。其他企业如成都京东方光电科技有限公司、惠科股份有限公司等也在积极跟进,通过不断增加专利申请数量,以期获得技术领先优势。这种竞争态势不仅促进了技术进步,也推动了整个行业的快速发展。

最后,从地域分布来看,广东省、江苏省、浙江省、山东省和安徽省等地在玻璃基板领域的专利申请量均呈现出显著增长趋势。这反映出各地政府和企业对这一技术的高度重视和持续投入。随着5G、物联网等新技术的普及,对更高性能、更低能耗的显示需求将进一步推动玻璃基板技术的革新与发展。各地企业将面临更为激烈的市场竞争,但也迎来了更多的发展机遇。

综上所述,玻璃基板技术的应用前景十分广阔。随着新材料和新技术的不断涌现,其在高端制造、新能源、智能终端等领域的应用将得到进一步拓展。同时,市场竞争的加剧也将促使企业不断创新,提升技术水平,降低成本,以满足市场需求。

5.2 技术发展建议

综合上述分析,玻璃基板技术在各个领域的应用前景广阔,但同时也面临着激烈的市场竞争和技术创新的挑战。针对适用对象的实际需求,我们提出以下几点技术发展建议:

1.持续关注力学性能与仿真技术

-建议:鉴于力学性能和有限元分析已成为研究热点,建议适用对象在现有基础上继续深化力学性能研究,特别是材料在极端条件下的表现。同时,加强与仿真技术的结合,利用先进的计算工具进行材料行为预测和优化设计,以提升产品的可靠性和稳定性。

2.材料创新与工艺改进

-建议:随着新材料的开发和工艺技术的改进,建议适用对象投入更多资源用于新材料的研发,如轻质、高强度的玻璃基板。同时,探索更高效的制备工艺,以降低成本并提高生产效率。这将有助于拓宽应用范围,尤其是在消费电子产品、新能源汽车、航空航天等高端领域。

3.加强与头部企业的合作

-建议:鉴于京东方科技集团股份有限公司在玻璃基板技术领域的领先地位,建议适用对象与其建立战略合作伙伴关系,共同开展技术研发和产品创新。通过合作,可以共享资源,加速技术转化,提升自身竞争力。

4.区域布局与市场拓展

-建议:鉴于广东省、江苏省、浙江省等地在玻璃基板领域的显著增长,建议适用对象在这些地区设立研发中心或生产基地,充分利用当地的技术和产业资源。同时,积极参与全球市场竞争,拓展国际市场,提升品牌影响力。

5.政策支持与资金投入

-建议:建议适用对象积极争取政府在新材料研发、技术改造等方面的政策支持和资金补贴,为技术创新提供坚实保障。同时,内部应加大研发投入,形成持续的资金流,确保技术的长期领先。

6.人才培养与团队建设

-建议:鉴于技术竞争的核心在于人才,建议适用对象加大对人才的引进和培养力度,构建高水平的研发团队。通过培训和激励机制,留住核心人才,激发创新活力。

7.关注新兴应用领域

-建议:随着5G、物联网等新技术的普及,建议适用对象关注新兴应用领域,如智能穿戴设备、智能家居等,提前布局,抢占市场先机。

通过以上建议,适用对象可以在激烈的市场竞争中保持技术领先,实现可持续发展。


声明


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关键词:工艺技术,玻璃基板技术,制备工艺,新材料研发
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