液晶显示(Liquid Crystal Display)是一种现代显示技术,是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,利用通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面。基于特殊的光电特性,液晶材料是目前平板显示技术中发展最成熟、应用最广泛的显示器件,主要应用于液晶电视、台式显示器、笔记本电脑、车载显示等领域。
①LCD 技术发展历程
LCD 显示技术经历了 4 个发展阶段:
A.动态散射液晶显示器件(1968~1970 年)
1968 年,美国无线电公司(Radio Corporation Of America,RCA)普林斯顿研究所发现了液晶的动态散射(Dynamic Scattering,DS)现象,首次制成了世界上第一块动态散射液晶显示器(DS-LCD),标志着液晶显示器的诞生。
1971~1972 年,该公司开发出了第一块采用 DS-LCD 的手表,标志着 LCD 技术进入实用化阶段。由于动态散射中的离子运动易破坏液晶分子,因而这种显示模式很快被淘汰。该阶段是液晶显示技术的初始阶段,主要是技术的应用与研究。
B.扭曲向列相液晶显示器件(1971~1984 年)
1971 年,瑞士专家首次公开了向列相液晶的扭曲效应。1973 年,日本厂商开发出扭曲向列相液晶显示器(Twisted Nematic,TN-LCD),用于制作电子计算器的数字显示。因制造成本和价格低廉,TN-LCD 在 20 世纪七八十年代得以大量生产,主要用于笔段式数字显示和简单字符显示。该阶段为液晶显示技术产业化的初期阶段,日本厂商将其广泛应用于各类电子产品中,为液晶技术的发展奠定了产业基础。
C.超扭曲向列相液晶显示器件(1985~1990 年)
1984 年,经实验发现,增加液晶分子的扭曲角度时,可提高光电的效应速度,市场上产生了超扭曲向列型液晶显示器件(Super Twisted Nematic,STN-LCD)。STN-LCD 在显示容量、视角等方面与 TN-LCD 相比有了极大的改善。由于 STN-LCD 具有分辨率高、视角宽和对比度好的特点,很快在大信息容量显示的笔记本电脑、图形处理机以及其他办公和通信设备中获得广泛应用,并成为该时代的主流产品。该阶段为液晶显示技术的推广应用阶段。
D.薄膜晶体管液晶显示器件(1991 年至今)
超扭曲向列型液晶显示模式会出现非选择状态带色问题,多色显示比较困难,运动图像的显示难以满足要求。于是,市场上研发出现了薄膜晶体管液晶显示技术(TFT-LCD)。20 世纪 80 年代末期,日本厂商掌握了 TFT-LCD 生产技术,并开始进行大规模生产;1990 年采用 TFT-LCD 的笔记本电脑开始批量化生产;1998 年,液晶显示技术进入台式显示器的应用领域,反射式 TFT-LCD 开始生产。LCD 厂商持续加大投入,提升产品生产技术,不断增加玻璃基板尺寸,降低了生产成本,增加了产品产量。随着大尺寸液晶电视和智能手机的普及,TFT-LCD 成为主流的显示技术。该阶段为液晶显示技术的发展成长期。
目前,市场上的 LCD 主要指 TFT-LCD,相对 TN-LCD 和 STN-LCD 可视角度小、颜色单一、亮度较低等技术短板,TFT-LCD 具有色彩丰富、画质好、动态显示突出等性能优势,现已成为液晶显示的主流产品,占据了 LCD 市场的主导地位。
②LCD 产业化发展历程
全球 LCD 面板产业的发展经历了数次产业转移。美国于 20 世纪 60 年代发明了 TFT-LCD 显示技术,但该技术在美国的产业化进展缓慢。20 世纪 70 年代,日本企业从美国引进该技术后,于 1989 年建设了世界首条第 1 代 TFT-LCD 生产线,成功实现了 TFT-LCD 技术的产业化应用及普及,至 1995 年前后,日本企业占有超过九成的全球市场份额。
1997 年,受亚洲金融危机的影响,液晶面板市场不景气,日本企业经营状况不佳,LCD 面板行业进入了衰退期。同时期,以三星显示和乐金显示为代表的韩国企业开始进入 LCD 行业,开启了逆周期投资,从而赶超了居于 LCD 行业领先地位的日本企业。至 1998 年,三星显示和乐金显示的 LCD 面板市占率超越了当时行业内所有企业,分列全球前两位。此时,我国台资企业也迅速进入 LCD 面板行业。
2001 年,受到美国“911”事件的影响,全球面板行业再次进入衰退期,台资企业加大投资力度,新建了大批高世代 LCD生产线。至 2009 年,中国台湾液晶显示面板出货量已占全球总出货量的 40%以上,成为全球重要的液晶显示面板生产基地之一,与日本、韩国形成了三足鼎立的局面。2000 年后,受益于我国战略性新兴产业发展规划等产业政策的支持,我国内地企业开始向 LCD 行业进军。
2008 年金融危机后,LCD 行业内各主要厂商暂缓了扩张的步伐,以京东方、TCL 集团为代表的内地企业持续进行逆周期投资,大规模建设 LCD 高世代生产线,从而实现了我国内地 LCD 面板产业的逆势跨越追赶。同时,伴随着韩国企业开启 LCD 产能出清计划,行业集中度大幅提升,产业格局显著优化,周期性将大大减弱。未来,京东方和 TCL 集团有望成为全球 LCD 面板行业的双寡头。
③LCD 行业产业链
LCD 行业由于自身的特点,涉及的环节众多,属于资本、技术密集型产业。上游企业包括光学材料供应商、设备供应商、组装零件供应商。LCD 显示面板下游应用市场包括电视、智能手机、显示器、电脑等市场。背光模组作为液晶显示面板必备的关键配套组件,其性能优劣会直接影响液晶显示面板的质量。中游显示面板具有最基本的显示功能,可以直接应用于下游产品。
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