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半导体

中国液晶材料业面临洗牌 加快创新整合是关键

我国在液晶材料方面的研究已有近40年的历史,但TFT混合液晶市场仍为德国、日本企业所主导。国内企业在加大研发投入、增强自主创新能力的同时,还应该加快整合步伐,集中优势资源,实现重点突破。
从1969年开始,以清华大学、华东理工大学(原华东化工学院)等为代表的一些高校就开展了液晶材料方面的研究,至今已有近40年的历史。目前我国已经形成了以TN、STN混合液晶材料为主,TFT混合液晶材料取得较大进展,各类液晶中间体和单体大量出口的基本局面。

国外厂商主导TFT混合液晶市场

TFT-LCD面板和TN、STN面板所使用的液晶产品为混合液晶材料,在混合液晶领域,德国Merck公司和日本Chisso公司在全球居于领先地位。德国Merck以其先进的技术、丰富的品种、优良的品质和完备的服务处于全球液晶材料供应商的领导地位,其产品可以完全涵盖所有与液晶相关的产品,一个多世纪来,德国Merck对全球液晶显示蓬勃发展所作出的杰出贡献将永远为世人所称道。
在中国,石家庄永生华清液晶有限公司通过20多年在液晶材料方面的积累,已经成为中国规模最大、品种最全、服务最完善的集生产、研发和销售为一体的高科技制造企业,其开发和生产的产品涵盖TFT液晶、各种高中低档TN和STN液晶、负性液晶、多稳态液晶、PDLC(聚合物分散型液晶)、染料液晶及其他各种特种用途的液晶材料,为中国LCD产业的发展作出了重要的贡献。石家庄永生华清液晶有限公司通过多年来的技术积累和努力,在国家和地方各级政府的政策和资金支持下,在清华大学的技术支持下,2007年取得历史性的突破,实现了TN-TFT混合液晶材料年产5吨的生产能力,其开发的具有自主知识产权的TN-TFT液晶材料经一些厂家的试验,完全能满足应用于手机和笔记本电脑显示屏的性能和稳定性的要求,与国外同类产品相比,各方面性能和参数相当,在此基础上,实现了批量销售。与此同时,永生华清在IPS和VA型TFT液晶材料方面也做了大量的技术积累。

中国液晶材料产业面临洗牌

目前,在高端TN(如车载第一极小TN)和STN液晶市场上,德国Merck和日本DIC仍然保持一定的优势,其产品市场占有率大约在50%%以上,但他们已经基本放弃了中低端TN和STN市场;而中国大陆的永生华清在保持中低端TN液晶材料市场占有率的同时,在高端TN和STN液晶材料的市场占有率方面也不断取得突破,为中国LCD面板企业的成本降低和蓬勃发展作出了重要贡献;中国台湾地区的大立高分子在液晶材料方面也进行了大量投入,并且收购了日本ADK公司,但是从市场反馈的信息来看,其市场占有率有限;而其他中国大陆混合液晶材料生产商,除江苏和成呈现出不断提高和发展的趋势外,其他各家受各种条件所限,不得不采取低档次、低价格的策略,在一个有限的市场中恶性竞争、苦苦挣扎。在未来的几年中,中国液晶材料行业的重新洗牌已经势在必行。当然,竞争必然带来发展,它促使如永生华清这样的企业不断开发新产品,提升自身的实力,这也是下游LCD面板企业所愿意看到的。
如前面所介绍的,在TFT-LCD用液晶材料的中间体和单体生产方面,中国的多家企业同样为全球的TFT液晶材料生产作出了重要的贡献。根据笔者了解的不完全信息,包括西安瑞联近代电子材料有限责任公司、烟台万润精细化工股份有限公司、上海康鹏化学有限公司和浙江永太科技有限公司等在内的多家公司,通过多年的积累,解决了多项技术难题,掌握了大量TFT液晶材料中间体和单体生产技术,并且成为国外几家TFT液晶材料生产厂商的主要供应商,在生产规模、销售规模等方面取得良好的业绩。虽然笔者未能完全了解这些公司的具体数据,但从市场反馈的信息来看,上述公司近年来的发展非常迅猛。

参与国际竞争需创新与整合

中国液晶材料生产企业要参与国际竞争,就必须突破国外企业在该领域的技术与市场壁垒。对混合液晶生产厂家而言,首先,必须增强自主创新能力,开发出具有自主知识产权的单体液晶和混合液晶材料,从而打破德国和日本企业的技术垄断,增强国内外面板企业对中国液晶材料生产企业的信心;其次,要进一步加大在TFT液晶材料方面的投入,主要集中在关键提纯技术的突破、关键人才的培养、关键检测技术的突破、规模化生产的稳定性及可靠性等,实现TFT混合液晶在第5代线以上面板企业ODF灌注模式的应用;最后,国内领先企业应该利用自身优势,重新整合并合理配置资源,规范市场,在低端市场不断提升产品品质,降低生产成本,压缩国外厂商的产品空间,在高端TFT市场,集中优势资源,重点进行突破。
对于中国大陆的中间体和单体液晶生产厂家而言,在目前状态下,他们只能大量出口中间体和单体,利润率都较低,一般只能达到5%%~10%%,成为国外企业的廉价供应商,而终端TFT混合液晶产品的市场则由德国Merck和日本Chisso掌控,他们具有极高的垄断利润。如果国家能从宏观政策角度予以指导,国内企业在市场发展过程中能够以民族工业发展为重,中国的各家TFT液晶材料相关生产企业能抛弃隔阂,发挥各自的优势,实现强强联合,中国的TFT液晶材料产业就必将迎来一个崭新的时代。

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液晶材料前沿技术及发展趋势


目前,在显示领域,TFT液晶技术已经成为主流技术,它主要包括以下几种模式:扭曲向列型(TN)、共面转换技术型(IPS)和垂直排列型(VA)。除上述3种TFT-LCD显示模式外,还包括FFS和OCB等TFT-LCD显示模式,但由于种种原因,这两种模式尚未真正实现大规模生产。
对TN型TFT液晶材料而言,要求其旋转黏度低,光学各向异性大,清亮点覆盖范围更宽;对IPS和FFS型TFT液晶材料而言,要求其旋转黏度低,介电常数更大;对VA型TFT液晶材料而言,要求其负介电常数更大,旋转黏度低,光学各向异性大。此外,为了降低驱动电压,降低功耗,要求各类液晶材料降低阈值电压,介电各向异性越大越好。
在显示领域,其他液晶材料,如铁电液晶、PDLC液晶、多稳态液晶等都有一些需求,但由于种种局限,覆盖面太窄,难以成为主流。近期,对双轴液晶在显示领域的应用也有一些研究,但由于液晶材料的开发还不够成熟,材料性能缺点较多,因此尚处于研究阶段。
在非显示领域,液晶材料的研究及发展大致包括以下几个方面:液晶材料的光子学和液晶激光的研究,包括液晶的光子带隙材料、旋转向列或胆甾相液晶的空间周期性研究、液晶的无镜激射及液晶的蓝相激射等;弯曲型液晶材料的研究,包括双轴向列液晶、弯曲芯近晶相液晶等;液晶弹性体的研究,包括基于液晶弹性体的人工肌肉、聚合物稳定性铁电液晶等;工作于非可见波段的液晶器件和材料;新一代硅基液晶技术的非显示应用。



 


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