报告正文

1、顺应趋势,显示材料进入高速发展期

1．1 显示技术发展回顾

显示技术是电子信息产业的重要组成部分,在信息技术发展过程中发挥了重要作用,从电视、笔记本电脑到平板、手机都离不开显示技术的支撑。显示技术属于光电技术,即光和电相互转化的技术,从技术发展路径来看,可以分为三个阶段,第一个阶段是阴极射线管显示技术(CRT);第二个阶段是平板显示技术,包括等离子显示(PDP)和液晶显示(LCD);第三个阶段主要为多技术发展阶段,包括了有机发光二极管显示(OLED)、Mini LED、Micro LED等显示技术。

第一阶段:CRT显示时代1897年,CRT技术诞生。该技术是通过电子束激发屏幕内表面的荧光粉,将电信号转换成光信号,从而实现图像显示。在20世纪50年代开始,CRT技术开始产业化,被用于早期黑白电视和电脑显示器上显示图像。

第二阶段:平板显示时代

由于传统的CRT电视在尺寸上受到限制,不能满足消费者的需求,因此面板厂商开始尝试各种技术来实现大尺寸的显示。1964年,PDP和LCD技术相继出现,推动显示技术进入了平板显示时代。1972年,日本夏普买下美国RCA公司的LCD技术,并且在第二年推出了第一款使用了TN-LCD面板的计算器。1993年日本富士通公司推出了21英寸彩色PDP电视机,随后,三菱、松下、三星都开始投入等离子电视的生产中。2000年以后,随着液晶显示技术的不断成熟优化,LCD成为了显示技术的主流。1995年TFT-LCD开始实现商业化生产。2002年LCD面板代替了CRT,在电脑和电视上实现应用。随着LCD性能指标的提高以及成本的逐步下降,PC电脑逐渐转向LCD显示技术,在电视领域则出现了LCD和PDP两个技术竞争的格局。但由于PDP成本一直居高不下,核心技术被少数几家厂商垄断,PDP最终退出了历史舞台,LCD成为主流的显示技术。

第三阶段:多技术发展,OLED逐渐商业化

1979年邓青云科学家发现了OLED;1997年日本先锋公司将OLED技术应用于汽车音响,意味着OLED在全球首次实现了商业化生产。随后的2002年到2005年,OLED进入成长期,其应用市场扩展到手机、相机、手持游戏机等领域,主要以小尺寸面板为主。到2005年之后,OLED开始走向成熟阶段,逐渐实现商业化。新型显示技术百花齐放。2011年三星开始研究QLED技术,2015年中国家用电器博览会上TCL推出全球首款量子点QLED电视;但目前QLED还尚未实现真正的商用。Mini-LED技术在传统LED背光基础上进行了改良,具有异性切割特性;Micro-LED技术将像素点距离从毫米级降低到微米级,2018年三星展示了首款146英寸Micro-LED显示屏产品。目前Micro-LED技术尚不成熟,暂时无法进行规模化生产。

目前LCD、OLED已实现商业化,LCD量产技术已经十分成熟,工艺制造相对简单,是当前市场上大尺寸显示面板主流技术。OLED具有自发光特性,不需要背光源,具有更快的响应速度、更广的视角、更高的色彩饱和度,是未来最具有发展潜力的显示技术之一,目前主要应用于中小尺寸产品当中。

1．2 显示材料梳理

LCD技术通过背光源发光,其显示原理是当背光源发出亮度分布均匀的光源时,偏光片将光线转化成为偏振光,电流通过薄膜晶体管时产生了电场变化,使得液晶分子发生了转动,改变光线的方向,从而控制了每个像素点的光是否射出;接着利用偏光片来决定像素的明暗状态。上层玻璃基板与彩色滤光片贴合,使得每个像素点都包含了红绿蓝三原色,不同颜色的像素呈现出的就是前端的图像。

OLED显示技术不需要背光源,具有自主发光的特性。其发光原理是:电子和空穴分别从负极和正极注入到电子和空穴传输层,并且在发光层中进行复合活化,形成激发态的分子,由于激发态的分子很不稳定,在短时间内电子会向基态跃迁,并且以光子的形式释放能量,从而实现了发光。

以TFT-LCD面板制造工艺为例,TFT-LCD面板制作工艺可以分为三个部分:阵列(Array)工艺、成盒(Cell)工艺和模组(Module)工艺。其中阵列工艺属于前段制程,成盒工艺为中段制程,模组工艺为后段制程。

阵列(Array)工艺是制作TFT-LCD面板最复杂的一道工艺。该工艺是在玻璃基板上制作出数百万个薄膜晶体管,起到电路开关的作用。薄膜晶体管阵列需要通过四到五次薄膜沉积和光刻成型制作而成,不同材料和形状的薄膜在玻璃基板上构成薄膜晶体管阵列和互联线,从而实现TFT基板的制作。

成盒(Cell)工艺是将阵列基板和彩膜基板精确对合,形成液晶盒的过程。将阵列基板和彩膜基板清洗之后,进行取向层涂敷和摩擦取向处理。在一块基板上滴注适量液晶分子,在另一块基板上涂封边框胶(Sealant),在真空环境中将两块基板准确压合在一起,并进行封框胶固化处理,形成液晶盒。对于压合在一起的基板,可以按照所需大小进行切割,从而获得多个液晶盒。

模组(Module)工艺主要有三个步骤,第一步将液晶盒贴合偏光片,构成光学功能完备的液晶屏;第二步将液晶屏引线外联,并配以外围电路,构成标准的电路接口;第三步与背光源进行组装,并进行机械加固,由此形成TFT-LCD面板。

从LCD与OLED的结构来看,LCD面板从上到下依次是偏光片、彩色滤光片、液晶、薄膜晶体管、玻璃基板、偏光片和背光模组;OLED面板从上到下依次是偏光片、彩色滤光片、负极、有机发光材料、正极和玻璃基板。从原材料上,LCD面板和OLED面板均需要用到玻璃基板、彩色滤光片、偏光片、驱动IC等材料。此外LCD面板还需要使用到液晶、背光模组;OLED面板则需要有机发光材料。

玻璃基板(Glass Substrate)是一张表面极其平整的玻璃片,是显示面板的重要原材料之一。一张LCD面板需要两张玻璃基板,分别在阵列工艺中作为底层的玻璃基板和在彩膜工艺中作为彩色滤光片的底板使用。一张OLED面板需要一张玻璃基板。面板的分辨率、透光度、厚度、质量、视角等都与玻璃基板的质量密切相关,因此玻璃基板的质量好坏对于面板来说至关重要。玻璃基板在LCD面板成本中占比为15．2%,在OLED面板成本中占比为6%,是面板重要原材料之一。

彩色滤光片(Color Filter,CF),是面板实现彩色化的关键材料,它包含了红、绿、蓝三原色。彩色滤光片贴附在玻璃基板之上,必须与面板一对一同样大小搭配使用,因此很多面板厂商都有其配套的彩色滤光片制造厂。彩色滤光片在LCD成本中占比为17．9%。

偏光片(Polarizer)是面板关键原材料之一。LCD面板需要两张偏光片,分别位于液晶面板两侧,通过控制特定光束的偏振方向来透射或者阻断背光模组发出的光线,并且调整像素的亮度并且重现颜色,从而呈现出颜色鲜艳的显示影像,如果没有它,液晶面板就无法显示。而OLED面板需要用到一张偏光片,其作用是消除外界环境光的反射。偏光片在LCD成本中占比为9．9%。

驱动IC是集成电路芯片装置,通过对透明电极上电位信号的相位、峰值、频率等进行调整和控制,建立起驱动电场,最终实现面板的信息显示。驱动芯片在LCD成本中占比为10．4%,在OLED成本占比为6%,是显示面板重要的原材料之一。

液晶材料是LCD液晶面板的基础材料,也是其专属原材料,是在特定温度下具有晶体特性的液体。当光束通过液晶时,液晶本身会排排站立或者扭转呈现不规则形状,因而阻隔或者使光束顺利通过。任何一种液晶单体都不能直接用于显示,因此在实际中选用多种单体混合并加入添加剂,调制成混合液晶来满足液晶显示材料的不同性能要求。液晶材料在LCD成本中占比为3．5%。

背光模组(Back Light)是LCD面板专属原材料。由于LCD是非自发光的显示装置,因此需求背光模组为其提供充足的亮度和分布均匀的光源,使其能够正常显示影像。背光模组主要由光源、导光板、光学膜等组成,其性能好坏直接影响了LCD显示质量。背光模组在LCD成本中占比为29．1%,是LCD面板成本中占比最大的原材料。

有机发光材料是OLED专属的原材料。OLED面板是自主发光,其发光特性主要依赖于有机发光材料。有机发光材料在一定条件下能使有机分子处于激发态,激发态是不稳定的,短时间内会跃迁到基态,并以光子的形式释放能量,从而实现发光。有机材料在OLED成本中占比为23%,是OLED面板成本占比最大的原材料,也是其最重要的原材料。

1．3 显示材料迎发展黄金期

面板产能向大陆转移,大陆厂商占比不断提升。面板具有高度标准化这一特点,除尺寸外,各家面板厂商产品之间的差异化属性不强,导致面板产业出现高世代降维打击低世代产线这一现象。回顾历史,新进入厂商总能依靠投建高世代产线,凭借技术以及成本优势对老厂商进行打击,因此液晶面板行业的转移速度很快,经历了日本、韩国、台湾、大陆这样的产业转移。中国大陆面板厂商自上一轮面板周期的价格高点(17Q2)起陆续投建多条高世代产线,而在多条G10．5代线投产放量冲击下,海外厂商产能被逐步挤占:韩厂较早布局开始向OLED转型,台厂主要依靠低世代产线在中小尺寸市场寻找差异化竞争机会,日本厂商则因财务问题逐渐退出竞争。根据群智咨询数据显示,2020年中国面板厂出货面积份额为54．7%,其中京东方和TCL华星占据34．3%市场份额,随着2021年国产厂商的并购重组等项目落地,国产厂商份额将进一步提升,形成双龙头竞争格局。

LCD面板技术成熟升级放缓,未来短期暂无新产线投产,行业供需趋于稳定,周期性放缓。现阶段LCD面板产业主要集中在中国大陆,不同于此前产能转移的是,现阶段暂未看到有下一个新的产业承载地区出现,而随着韩厂逐步退出,大陆厂商凭借技术以及成本优势有望不断压缩台企份额,将拥有LCD面板行业的绝对话语权,长期格局稳定。

IT面板方面,海外厂商老产线占比较大,大陆厂商布局有望重塑行业新格局。目前全球可生产IT产品的a-Si/LGZO产线共计55条,行业参与厂商众多且分散,类似于TV面板此前格局,其中运营超过15年的产线占比达38%,运营10年以上的占比达76%,G8代线及以上占比仅为27%。相较于大陆面板产线,海外产线老旧面临自然退出以及竞争退出局面,随着中国大陆厂商加强在IT领域的布局,将有望挤占大部分海外厂商份额,重塑IT面板格局。

材料国产替代诉求强烈,迎黄金发展期。材料厂商作为面板产业链上游,相较于海外厂商目前差距较大。日韩面板产业链经历了几十年的发展,其上游材料厂商技术实力雄厚,占据全球中高端面板市场。近年来,在国家资金以及政策支持下,大陆面板厂商发展迅速,中游面板厂商如京东方、TCL华星快速赶超海外厂商,成为全球面板龙头。大陆面板厂商的突破封锁也为大陆面板产业链整体博得发展空间,上游材料国产替代需求强烈,推动材料厂商技术与研发能力不断提升。相较于海外厂商的高成本,国产面板材料厂商在人力成本、物料成本以及运输成本方面均具备优势,盈利能力出色。我们预计在国家政策的支持以及国产面板龙头的带动下,国产面板产业链将长期受益,未来几年将迎来黄金发展期。