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(2)要求响应客户需求迅速、开发周期短11
(3)品种多、批量小11
(4)发展方向转变12
(5)国产化趋势12
2、TFT液晶材料技术特点及发展趋势13
(1)品质控制严格13
(2)市场和技术门槛高13
(3)高端产品知识产权垄断13
(4)规模门槛13
(5)市场需求旺盛14
四、行业市场规模14
1、显示行业市场规模14
2、液晶材料行业的市场规模16
五、行业风险特征17
1、市场竞争风险17
2、依赖下游需求的风险18
3、技术替代风险18
六、行业主要企业简况19
1、德国默克集团(MERCK)19
2、日本智索株式会社(CHISSO)19
3、DIC株式会社(DIC)19
4、石家庄诚志永华显示材料有限公司19
5、台湾大立高分子工业股份有限公司(Daily)20
6、北京八亿时空液晶科技股份有限公司20
7、烟台显华化工科技有限公司20
8、河北迈尔斯通电子材料有限公司20
七、进入本行业的主要壁垒21
1、技术壁垒21
2、销售壁垒21
3、人才壁垒22
一、行业管理体制
混合液晶是光电子材料之一,用于液晶显示(LCD)领域,行业归属为半导体行业中的新型显示材料产业。
根据工业与信息化部2012年1月颁布的《新材料产业“十二五”规划》,混合液晶属于“电子信息功能材料”。
1、行业主管部门
目前,我国化工行业的宏观管理职能由国家发展和改革委员会承担,主要负责制订产业政策,指导技术改造。
液晶材料属于光电子材料,又是生产LCD器件的核心材料之一,因此液晶材料又属于液晶显示行业。
液晶显示行业属于中国光学光电子行业协会液晶分会管理,该分会主要负责开展全国行业调查、协助工业和信息化部等主管部门召开专业会议、研讨行业发展规划、评估行业项目等,接受主管部门工业和信息化部的领导。
在化工行业和液晶显示行业中,生产液晶材料的企业不需要取得国家有关部门颁发的专门生产许可证。
2、主要行业政策
根据国家发改委《产业结构调整指导目录》(2011年本),高性能液晶材料等新型精细化学品的开发与生产属于国家鼓励类行业,是当前国家十二五科技发展规划和国家中长期科学和技术发展规划纲要中重点扶持发展的高新技术产业,并获得了一系列产业政策的支持,主要包括:
1)2012年3月,工业和信息化部发布《2012年度电子信息产业发展基金项目指南》,将3D显示用液晶材料列入基金扶持项目清单。
2)2012年2月,工业和信息化部发布的《电子信息制造业“十二五”发展规划》,光电子材料重点发展高世代液晶显示屏(LCD)用玻璃基板,偏光片、彩色滤光片、液晶等相关材料。
3)2012年1月,工业和信息化部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》,混合液晶等列入十二五“十大专项工程”之“电子信息功能材料专项工程”。
4)国家发改委《产业结构调整指导目录(2011年)》鼓励类包含:
“薄膜场效应晶体管LCD(TFT-LCD)、等离子显示屏(PDP)、有机发光二极管(OLED)、激光显示、3D显示等新型平板显示器件及关键部件”。
5)2010年国家发改委在《关于2010年继续组织实施彩电产业战略转型产业化专项的通知》中,将液晶材料作为专项重点。
6)2009年4月,国家发布了《电子信息产业调整和振兴规划》,将“突破集成电路、新型显示器件、软件等核心产业的关键技术”作为三大主要任务之一,并明确提出“充分利用全球产业资源,重点加强海峡两岸产业合作,努力在新型显示面板生产、整机模组一体化设计、玻璃基板制造等领域实现关键技术突破”。
7)2007年,国家发改委办公厅在《关于同意有关新型平板显示器件产业化项目开展下一步工作的复函》文件中提出,“以完善新型平板显示器产业链为目标,着力提高自主创新能力,为形成我国自主的平板显示器件产业可持续发展能力奠定坚实基础”,将“关键配套材料实现部分国内配套”作为专项目标之一,并给予一定的资金支持。
8)2006年,原信息产业部发布《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》,将液晶显示技术列为发展的重点技术之一。
9)2005年,国家发改委办公厅《关于组织实施软件等信息产业关键技术产业化专项的通知》将TFT-LCD用液晶材料作为重点支持的项目之一。
10)2004年,国家发改委、科技部和商务部联合发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》,将高性能液晶材料列为高技术产业化重点领域之一。
二、行业概况
1、液晶材料的发展历程
液晶材料的发现虽然早在100多年前的十九世纪末,但它的性能及应用被开发出来却是在上世纪60年代,TN型液晶显示器的问世及人工合成的液晶单体——联苯氰的出现,才使得液晶显示行业步入发展的轨道。
之后的七十年代末的TFT驱动构想、八十年代的含氟液晶的合成、STN光学模式以及九十年代的TFT驱动可规模化制造的实现,让液晶显示器逐步占据了显示市场的主流,不但把CRT淘汰出了人们的视线,而且应用于世界上的各个角落——计算器、手表、PDA、手机、家用电器、工业仪表、笔记本、电视等等。
2、液晶材料的分类
从光学模式上讲,液晶材料可以分为TN型、STN型、TFT型等多种类型的液晶显示器及相应的液晶材料。
其中,市场规模最大、技术含量最高、品质要求最为严苛的则是TFT-LCD用液晶材料,它的高电阻率、低粘度帮助TFT-LCD实现了快速响应、高分辨率、全彩色的显示质量。
(1)TN型液晶
TN型液晶显示器包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。
在不加电场的情况下,入射光经过偏光板后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度,离开液晶层时,其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,因此光线能顺利通过,整个电极面呈光亮。
当加入电场的时候,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致,液晶层因此失去了旋光的能力,入射偏光片的偏光方向与另一偏光片的偏光方向相垂直,所以无法通过,电极面因此呈现黑暗的状态,由此可以得到光暗对比的现象。
TN-LCD是字符型液晶显示器,只能显示黑白色,因此通常应用在电子表、计算器、简单的掌上游戏机等消费性电子产品。
(2)STN型液晶
STN型液晶的显示原理与TN相类似,不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。
单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。
而STN液晶显示器由于牵涉液晶材料,以及光线的干涉现象,因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主,但如果在传统单色STN液晶显示器上加一彩色滤光片,并将单色显示矩阵之任一像素分成三个子像素,分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩,即CSTN。
STN-LCD显示比TN-LCD细腻,除了黑白显示之外,同时也支持彩色显示,因此,多用于数码相机、摄像机的液晶显示器、手机、掌上游戏机和个人数字助理(PDA)等便携式产品。
(3)TFT型液晶
随着TFT-LCD技术的飞速发展,近年来TFT-LCD迅速占据了便携式笔记本、台式显示器、液晶电视等高档显示器市场。
由于TFT-LCD对快速响应、工作温度范围、显示视角、稳定性等显示性能的高要求,TFT液晶要求具有低粘度、较低的阈值电压、良好的光、热、化学稳定性,高的电荷保持率和高的电阻率等。
目前,TFT液晶技术已经成为主流技术,TFT液晶材料按其视角类型主流的可分为扭曲向列相型(TNTFT-LCD)、垂直排列型(VATFT-LCD)和共面转换技术型(IPSTFT-LCD)。
①TN型
TN型TFT液晶显示是历史最悠久,发展最成熟的显示模式,TN模式与TFT技术的完美结合才使液晶显示器走入我们的生活,其主要应用于中小尺寸TFT-LCD产品,包括台式PC监视器、便携PC、掌上PC、移动通信、车载设备、摄像机和数码相机、PDA、数码相框等。
此外,随着液晶显示技术的不断发展,宽视角补偿膜被应用于TN型TFT液晶显示,使得中小尺寸的液晶电视也采用该技术。
②VA型
VA模式的TFT液晶显示视角好,对比度高,生产工艺简单,制盒过程无需摩擦,良品率高,目前主要应用于高端大尺寸液晶电视。
对于VA型混合液晶而言,多年来专利一直被德国MERCK公司所持有,但从2007年开始,日本CHISSO的VA型液晶突破了MERCK的专利壁垒,实现批量销售。
③IPS型
IPS模式将细条型正负电极间隔排列在同一基板上,使得液晶分子在平行于玻璃基板的平面内旋转,由于光从不同角度传播的光程相差不大,因此无需补偿膜就可以获得良好的视角特性,达到170以上。
IPS模式通常采用正性液晶,并且要求液晶的介电常数Δε大。
目前IPS模式主要应用于高端平板电脑、高档智能手机、TV等。
3、其他类型液晶
目前,在显示领域,除前述提及的液晶材料之外,其它液晶材料还包括蓝相液晶、铁电液晶、PMVA液晶、PDLC液晶、多稳态液晶等等,但由于种种局限,覆盖面较窄,难以成为主流。
同时,在非显示领域,液晶材料的研究及应用也相当广泛,大致包括医疗用液晶、建材用液晶及光学补偿用液晶等多方面应用之材料。
三、液晶材料行业技术特点及发展现状
液晶材料属于技术高度密集的行业,不但需要复杂且稳定的制造工艺技术以保证品质的稳定,更需要与LCD制造企业的密切配合和技术互通与支持。
该行业不但需要优秀的化学人才作为产品制造的保障,也需要电子、物理专业的人才从事应用技术创新。
近年来,由于生产工艺改进、生产效率提高、成本降低等原因,LCD面板销售价格出现较大幅度的下降,因此造成液晶材料价格相应出现一定程度的下降;
对此,混合液晶生产商通过提升产品性能、开发新产品等方式保持利润率的稳定。
1、TN/STN液晶材料技术特点及发展趋势
TN/STN液晶材料有较长的发展历史,技术已经相对成熟,主要应用于如计算器、电子手表、家用电器显示屏等小尺寸、单色或多色、信息容量小LCD上,相对TFT-LCD来说,具有成本低、规格灵活、制造周期短等优势,有着相对固定且稳定的市场需求,随着其应用领域的扩大,TN/STN液晶材料的需求也有相应增加。
(1)定制产品,个性化需求差异大
由于TN/STN-LCD应用市场广泛、差异大,因此对LCD的设计、制造、材料选择带来较大困扰。
为了稳定LCD的显示性能,液晶材料的开发需要专门配合,由此,对液晶生产商的综合技术能力有一定的要求。
(2)要求响应客户需求迅速、开发周期短
随着LCD市场竞争激烈加剧,对液晶材料开发的速度也提出了要求,为了配合客户的需求,混合液晶材料厂家需要建立各类液晶单体的基础性能数据库及各类液晶单体的优化组合,同时还得具备数量庞大的各类结构的液晶单体库存;
尤其针对需要使用新结构液晶单体时,要求液晶材料供应商具备高效的动员和组织能力。
(3)品种多、批量小
TN/STN-LCD尺寸小,多为个性化需求,定制订单较多,造成此类液晶材料的品种繁多,批量很小,最小批量仅有上百克甚至几十克,增加了生产成本和工艺设备的复杂程度。
(4)发展方向转变
TN/STN-LCD的基本技术已经定型,其在小尺寸液晶显示器领域有着相对稳定的市场需求,但已无法挑战液晶显示的主流市场。
TN/STN型混合液晶将来的增长点主要在于新产品、新技术以及新的应用领域,新产品包括染料液晶等,新技术包括省偏光片的TN液晶、ASTN液晶、高路数STN液晶等,新应用领域包括3D用液晶、非显示用液晶等。
因此,可以预计,在今后的一段时间内,TN/STN型混合液晶仍将有一定的市场份额,并保持稳定增长。
(5)国产化趋势
随着TN/STN产品专利技术的过期及国内液晶材料企业的自身成长,国内企业已经掌握了此类混合液晶的生产、控制技术,并已经成为了该板块的主力,而国际三大厂商因成本及产品线过宽的压力,正在逐步放弃该板块。
国内混合液晶材料厂商中,江苏和成通过自身的技术研发优势,开发出的宽温TN、高路数STN以及CSTN液晶材料占据了该板块的中高端市场。
2、TFT液晶材料技术特点及发展趋势
(1)品质控制严格
TFT液晶材料要求电阻率达到1014欧姆×
厘米,电荷保持率大于98%。
作为面板心脏的液晶材料,生产过程的管控极其严格,品质的波动可能给下游厂商造成不可挽回的损失。
(2)市场和技术门槛高
TFT液晶材料只占LCD面板成本的4%,但对显示效果起着十分关键的作用。
仅当供应商具备较强的技术开发能力,可以配合面板工厂的技术开发需求时,才有可能进入其供应链,产品的认证周期也常常在三个月以上。
(3)高端产品知识产权垄断
虽然中国液晶研究的起点与日本德国基本上在同一时期,并且曾经有过非常不错的发展时期,但对知识产权的保护及产业化的过程却远远落后于德国和日本,从而造成了这一行业基本上被德国和日本企业所垄断。
目前江苏和成已开发出具有核心自主知识产权的高端产品,产品对于国外厂商具有替代性。
(4)规模门槛
由于下游面板厂商生产规模大,对液晶材料的需求量高,以6代线(玻璃基板1500*1850mm)为例,月投片量250千平方米,液晶需求量在12吨/年,单一产品的年液晶需求量在数百公斤到数吨之间。
因此,液晶材料厂商只有达到较大规模的产能,才有可能进入其供应链。
(5)市场需求旺盛
随着中国政府在十二五规划中对电子领域、显示行业的产业倾斜,使得LCD技术及设备的引进成倍增加,由此对混合液晶的需求也将大幅增长,行业前景非常广阔。
根据2012年1月工业与信息产业部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》的预测,到2015年,中国市场TFT混合液晶材料的需求为400吨/年。
四、行业市场规模
1、显示行业市场规模
根据《中国平板显示年鉴2013》公布的数据显示,2012年全球显示行业产值达到1214.8亿美元,同比增长了9.5%;
其中,TFT-LCD面板产值为1077.0亿美元,同比增长了8.4%,市场渗透率达到88.7%,仍然主导平板显示市场。
2012年,中国平板显示行业的整体规模达到740亿元,同比增长29%;
其中,国内液晶器件的产值约为510亿元,占比约为69%;
上游材料的产值约为200亿元,占比为27%。
从产业技术层面看,大尺寸TFT-LCD面板已处于成熟发展期,是当前显示产业的主流技术。
从产业分布上看,中国正在成为世界显示产业的生产中心和消费中心。
2010-2014年全球显示行业产值情况
2、液晶材料行业的市场规模
目前,在全球液晶材料行业,德国Merck、日本Chisso和DIC三家公司占据市场主导地位。
2012年,德国Merck的市场占有率约为60%左右,日本Chisso则占有30%左右的市场,排名第三的是日本DIC,其市场占有率约为7%。
其他液晶生产企业正逐渐成熟,尤其是中国大陆的液晶企业,随着中国大陆高世代线的不断建立和完善,其市场份额将会不断增长。
在液晶单体市场,2012年全球市场的需求量约为705吨,市场规模为45亿美元。
预计到2015年前,全球液晶单体的年平均复合增长率将呈个位数增长。
在混合液晶市场,2012年全球市场的需求量约为650吨。
中国液晶材料产业的总体规模目前与器件产业的发展还不相称。
国内10多家液晶材料企业中,具备为器件企业尤其是TFT-LCD面板企业配套TFT混晶能力的企业只有少数几家,且与国际三大厂商相比规模普遍较小。
据不完全统计,2012年国内液晶材料企业的销售规模约为17亿元,比2011年下降5%,主要原因是液晶单体和中间体的出口下降所致。
注:
以上数据来源于《中国平板显示年鉴2013》,中国光学光电子行业协会液晶分会,2014年9月出版。
五、行业风险特征
1、市场竞争风险
目前全球高端液晶材料的供应商主要以国际三大厂商为主,以TFT液晶材料为例,德国MERCK和日本CHISSO、DIC占据了全球95%左右的市场份额。
2、依赖下游需求的风险
液晶材料是液晶显示的关键光电子材料,其广泛应用于各种终端显示产品,包括电视、电脑、手机、电子记事本、计算器、汽车仪表、电话等。
高性能液晶材料的技术进步推动了液晶显示行业的产业发展,同时,液晶显示行业的整体发展水平也制约着液晶材料行业的发展。
近年来,随着手机、笔记本电脑和液晶电视等终端产品的迅速普及,液晶材料产业保持了快速的发展趋势。
但是,如果未来液晶终端显示产业的发展速度减缓,将减少对液晶材料的需求,对液晶材料产品的销量与售价将产生不利影响。
3、技术替代风险
目前,LCD技术相对成熟,其他显示技术的生产和应用尚无法打破液晶显示技术的领先地位。
然而,随着显示技术的进步,一些新兴显示技术正逐渐成熟并快速成长。
例如,OLED(OrganicLight-EmittingDiode,有机电激发光二极管)技术由于具备自发光、不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
虽然OLED技术目前在成本、使用寿命、量产化、大型化等方面暂时无法和LCD相抗衡,但如果其在技术上进一步突破,成本实现大幅降低,有可能会对LCD产业造成较大的冲击,从而对液晶材料行业带来一定的负面影响。
六、行业主要企业简况
1、德国默克集团(MERCK)
德国默克集团是一家全球化的医药化工集团,成立于1688年,默克集团全球业务由位于德国达姆施塔特市的总公司MERCKKGaA统筹管理。
默克集团化工业务提供用于电子、印刷、涂料、化妆品原料、制药及生化技术所需的专业产品。
默克集团在台湾的两家子公司台湾默克与默克光电的主营业务为化学、制药及液晶材料的制造、研发和行销。
2、日本智索株式会社(CHISSO)
CHISSO公司为一家日本化工企业,中文名称为智索株式会社,创办于1906年,目前主要产品为液晶材料、LCD周边材料、有机EL材料、纤维制品、合成纸、香料、化妆品、树脂加工品等。
3、DIC株式会社(DIC)
DIC株式会社,成立于1908年,总部位于日本东京,是精密化学产品的生产厂家,主要产品为印刷油墨、颜料、合成树脂、液晶材料等。
4、石家庄诚志永华显示材料有限公司
石家庄诚志永华显示材料有限公司,是诚志股份的全资子公司,是“实力克”品牌液晶材料生产厂家,始建于1987年,主要产品为液晶材料,产品涵盖了TN、HTN、STN、TFT等领域。
5、台湾大立高分子工业股份有限公司(Daily)
台湾大立高分子工业股份有限公司(DAILYPOLYMERCORP)于1970年成立,创立初期是以产销涂料用、合成树脂为主要业务,1985年引进日本昭和高分子之技术,开始扩大产销不织布、植毛及黏着树脂等业务。
现在公司主要的产品包括醇酸树脂、聚丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、液晶材料及TFT、STNLCD用配向膜。
6、北京八亿时空液晶科技股份有限公司
北京八亿时空液晶科技股份有限公司,成立于2004年7月,位于北京中关村科技园区,是一家专业从事液晶材料以及特殊用途液晶材料研发、生产和销售的企业。
7、烟台显华化工科技有限公司
烟台显华化工科技有限公司是国内主要的液晶中间体和单体的专业生产厂家之一,成立于2003年,是一家研发、生产、销售混合液晶、液晶单体和中间体的企业。
8、河北迈尔斯通电子材料有限公司
河北迈尔斯通电子材料有限公司,成立于2006年9月,是一家集研发、生产和销售于一体的高新技术企业,主导产品为液晶材料和电致发光材料。
七、进入本行业的主要壁垒
1、技术壁垒
液晶材料属于技术密集型的行业。
液晶材料对热稳定性、化学稳定性、电稳定性、光稳定性、电压保持率、粘度、电阻率等指标的要求很高,而混合液晶的研发涉及显示与材料关系研究、化合物结构设计与合成、品质分析和标准建立等等,所以需要大量专业人才及特殊的制造工艺、制造设备及过程、品质控制系统。
同时,受限于国际三大厂商的专利防护网,液晶生产商必须开发出全新的液晶单体结构和混配组合才能避开专利封锁。
2、销售壁垒
液晶材料的生产具有专业性和特殊性,液晶材料的质量、品质的稳定性等直接关系到下游面板企业产品的综合性能,因此大多数LCD制造商在选择和验证液晶材料时,采用了相当严格的评审流程,并会进行周期性审证,以确保LCD面板的品质。
相应地,下游面板企业对产品质量可靠、技术领先的上游企业形成一定的依赖性,一旦确立长期合作关系,不会随意更换上游供应商。
同时,液晶材料的开发信息和市场需求信息都来源于客户端,只有战略合作方式,才有机会得到客户的需求信息、开发样品验证以及信息反馈。
液晶材料行业这种紧密的上下游关系构成了进入本行业的销售壁垒。
3、人才壁垒
液晶材料行业需要一大批具有化学、物理、电子等方面专业知识和丰富实践经验的研发人才,同时也需要大量专业管理人员和工程技术人员对产品质量进行把关,非液晶材料行业的人士通常难以在短时间内掌握从事本行业所需的大量专业知识和能力。
人才缺乏一方面是限制国内液晶材料企业快速发展的一大障碍,另一方面也是进入本行业的重要壁垒。
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