LCD 行业分析报告目 录一、TFT-LCD 产业链：资本和技术高度密集41、基本原理和技术类别42、液晶面板和液晶模组的基本制程5（1）阵列段制程（Array）的主要工序6（2）成盒段制程（Cell）的重要工序8（3）模组段制程（LCM）的重要工序103、液晶面板成套设备介绍11（1）液晶产业链的设备：工艺大多源于半导体11（2）各类设备购置成本占全部设备的比重：形成一条“微笑线”144、未来的技术发展方向：依托现有制程升级15（1）低温多晶硅LTPS15（2）OLED 技术：升级设备，替换产品16（3）IGZO 方案：技术竞争的“黑马”185、专利问题和技术标准规范：专利垄断与交叉授权19二、LCD 产业链的演变201、“LCD 起源”：半导体的工艺，化学的材料202、西村法则：LCD 产业的“摩尔定律”21（1）沿着生产率提升的方向：从玻璃基板尺寸看生产线进化21（2）西村法则Vs 摩尔定律：不同的产业条件，不同的作用机制223、折旧的力量：设备垄断与液晶周期23（1）折旧：引发液晶周期的最大因素之一23（2）设备垄断的效果：各世代线的投资额直线上升24三、供应链分析：LCD 产业的上游原材料市场251、玻璃基板市场：全球市场，本地供应26（1）玻璃基板的分类和工艺介绍26（2）垄断的上游材料市场带来了一致价格27（3）西村法则的必然结果：玻璃基板供应本地化282、彩色滤光片：CF 自制成为趋势30（1）彩色滤光片的原理和产业链30（2）成本占比大，工艺相似度高，CF 自制成为趋势313、偏光片市场：市场格局将保持稳定31（1）偏光片上游：TACPVA 等光学膜片31（2）上游材料被日韩厂商垄断324、背光模组 BLM：分散的下游和集中的上游33（1）背光模组LED 化进程加速34（2）定制化：背光源市场本地供应的特征35（3）BLM 的“特殊周期”：来自化工原料周期的影响36四、全球面板厂商：考察液晶周期371、上游原料和设备：谁更垄断37（1）没有绝对的垄断：上游原材料产值的占比多年保持在60% 的水平37（2）设备垄断：“自我加速型”和“预期导向型”的资本开支周期382、LCD 需求增长的三个驱动因素：技术替换、换机潮、大尺寸化39（1）地区间的市场隔离：小砝码的故事和关税的作用41（3）补贴的效果：“非均匀补贴”催化大尺寸化需求423、液晶面板价格决定的机制：供求关系的研究434、地区间竞争的三要素：市场、产能、技术45（1）高世代产能迁移的驱动力：市场换技术45（2）产能优势必须通过“导入新工艺升级产能”得以保持45（3）技术竞争将依托于“新工艺的产业化”46五、液晶产业链上的公司47六、主要风险48一、TFT-LCD 产业链：资本和技术高度密集1、基本原理和技术类别LCD 的基本原理是：通过控制液晶分子的偏转角度，利用不同的折射角度来改变透射光线的颜色。LCD（Liquid Crystal Display） 即液晶显示设备，是将液晶分子晶体放置于两片导电薄膜玻璃之间。通过改变导电玻璃上电压而改变电场，从而控制杆状水晶分子改变方向，分子在不同角度下表现出不同的遮光和透光性，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。若加上彩色滤光片形成的R、G、B 三原色点阵，则可显示动态彩色影像。进一步的，TFT-LCD 就是指在屏幕的玻璃基板中制成像素驱动模块，其内是一个薄膜状的半导体元件（TFT 元件）。通过这个 TFT 元件，可以精确的控制屏幕像素点的色彩、灰度、反应速度，这个元件就被称之为TFT。采用LCD 显示器相比于传统产品，体积更小、更轻薄，因此替代了上一代 CRT 产品，渗透率早已超过 90%。LCD 技术应需求变化而演进，已经经历数代产品。根据液晶驱动方式分类，可将目前 LCD 产品分为扭曲向列(TN，Twisted Nematic)型、超扭曲向列(STN，Super Twisted Nematic) 型及薄膜晶体管(TFT ， Thin Film Transistor)三大类。LCD 液晶屏分为被动矩阵式与主动矩阵式两种。被动矩阵式LCD 在亮度及视角限制较大，反应速度较慢。被动矩阵式LCD 又可分为TN（扭曲向列 LCD)、STN（超扭曲向列) 和 DSTN（双层超扭曲向列 LCD)。目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD，就是我们所熟知的TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD，薄膜晶体管 LCD)。其特点是在每个像素内购建一个微型晶体管，使之获得了更加饱满明亮的色彩。TFT 产品又可以分为a-Si 型TFT、poly-Si 型TFT（LTPS）和 CdSe 型TFT 和Te 型四类。详见下图。2、液晶面板和液晶模组的基本制程传统的 CRT 的产业链结构相对简单，关键零组件是显象管。因此，对于具备一定产业基础的国家和地区，要想建立一套完整的垂直产业链结构相对容易。而LCD 产品是数百种半导体材料、膜材料、化工材料的复杂组合，整个制程跨越半导体、光学膜制造、生产线组装、模具成型技术，因此形成一套完整的横向、总想产业链配套体系存在极大难度。目前在全球范围内，仅有日本形成了一套包括基板、光学膜、LCD 设备、化工材料在内的完整产业链。可以预计，在短期内，其他地区很难形成完整的LCD 产业链。依据生产设备、管线设备特征和无尘室等级来区分，典型的液晶模组（LCD Module的基本制程分为三段：阵列制程（ Array）、成盒制程（Cell）、模组制程（Module。其中阵列是使用镀膜、曝光、显影、刻蚀等技术在玻璃基板上形成电晶体单元（即TFT 晶体管）；成盒段主要是形成液晶切割裂片，并注入液晶材料；模组段则是将切割完成的面板加装驱动ICPWB背光模组BLM 等。（1）阵列段制程（Array）的主要工序阵列段工艺与半导体有诸多相通之处，从原理、制程再到设备都比较一致。阵列段制程的各道工序都要依托 ITO 导电玻璃展开。ITO 玻璃是一层镀有氧化铟锡导电层的玻璃基板（ ITO 导电玻璃），具备良好的光学和电学特性，可以为晶体TFT 提供导电通路。ITO 导电层上则是通过镀膜、显影、曝光、刻蚀的工序形成的 TFT 晶体的纹路。这一层TFT 纹路的薄膜晶体层是构成像素的物理基础。1）清洗环节是液晶面板阵列制程的开始该环节的主要目的是去除玻璃基板表面的杂质。得到一片表面平滑、没有任何杂质的玻璃。在制作之前先将玻璃进行清洗和脱水烘干。2）真空镀膜，形成导电玻璃这一工序的目的是在清洗过的玻璃基片上镀上一层均匀的导电薄膜层（ITO 氧化铟锡层）。在真空环境中，让金属上面的化学气体产生等离子，从而使金属原子自动附上玻璃。一层导电性良好的ITO 涂层至此形成。3）镀上非导电层和半导体层在真空室内先将玻璃板不断升温（也证实这一环节衍生出了低温加工工艺），再使用直流高压喷洒器喷洒特殊气体。电子与气体产生等离子并附上ITO 玻璃，通过化学反应形成非导电层和半导体层。4）在薄膜上制作微型电晶体在要进入黄光室喷上感光极强的光阻液（Photo Resistance，PR） 以后套上光罩。使用蓝紫光（UV 光）进行曝光，然后利用光刻蚀原理，进入显影区喷杀显影液（酸性 KOH）。去除照光后的光阻后， 被曝光的显影液至此定型。5）光阻层定型后，可以用蚀刻（Teching）进行湿式刻蚀，使得ITO 层薄膜暴露于外；也有的工厂使用干法刻蚀工艺（等离子方式进行蚀刻）。然后去掉刻蚀工序中的光阻液 PR（剥膜工序），导电玻璃基板上即形成了TFT 的微型电晶体图形。6）依照上述流程重复数次（多为 4-7 次），即可形成足够数量和密度的薄膜电晶体，需要重复清洗、镀膜、光阻、曝光、显影、蚀刻、去掉光阻等过程，至此，阵列段工序完成，TFT 阵列成型。（2）成盒段制程（Cell）的重要工序经过阵列段数次重复，针对玻璃基板的加工基本完成。成盒段的主要目的是形成液晶空盒，并且向其中灌入液晶材料。1）成盒段的第一步是清洗（预洗净），目的是除去 Array 段后的基片上残留的有机污染物以及5 m 的污染粒子。主要是利用界面活性剂、毛刷、超声共振原理、IR、UV 等，将附着在基片上的油污、有机物和其他污染物清除。2）PI（配向膜）涂布。此步骤的目的是令PI 液体（聚酰亚胺， Polyimide在已经洗净的基片上形成一层0.05 m-0.12 m 的、均匀的 PI 膜。配向膜是可溶性的聚合物，其物理化学特性可以使得液晶分子依照一定的规律排布。3）定向摩擦的目的是在刚刚布涂的 PI 层上制造定向的凹槽，使得液晶分子依照顺序整齐、一致的排列。主要原理是使用带绒布的滚轮在玻璃基板上沿一定角度进行摩擦。4）框胶印刷和散布间隔剂，目的是预制彩色滤光片CF 和ITO 层之间贴合时所需的封边用框胶。此步骤中，主要是利用网版印刷的方式，将下一步所需的框胶预先印刷到 CF 基片上。间隔剂则被均匀的散布在对面的基板上，以便使得上下基板之间形成一段空隙，便于形成液晶空盒。最后通过高温烘烤（150，90min），从而确保框胶完全固化。5）切割裂片，将上述工序后的玻璃基板，按照设计尺寸进行切割/ 裂片。主要原理是先用钻石刀在玻璃基片上划出裂痕，再用裂片棒进行分割裂片。6）液晶滴注制程，主要是将面板空盒置入真空环境，注入口浸泡入液晶后，通过冲入氮气而形成压力差，利用毛细现象是液晶材料进入面板空盒。这一步的生产率相对较低，傳統LCD 的液晶注入方式，是在上下玻璃對組之後以毛細原理將液晶慢慢吸入，這種灌液晶方法的缺點是非常耗時且浪費液晶，需至少三天方能完成；在2010 年前后，液晶滴入製程(One Drop Filling，ODF)技術（包含了框膠及點膠設備、液晶滴入設備、面板真空壓合設備、UV(紫外光)框膠熟化設備、自動化載出、載入以及清洗等次系統設備），在第五代及其次世代的面板製造中，已經取代了過去以液晶注入方式所進行的面板顯示器的製造方法。（3）模组段制程（LCM）的重要工序在整个液晶模组制造的过程中，模组段工艺属于劳动密集的部分。这一步骤的定制性比较强，包括背光模组等零组件的加工需要与客户协调设计、共同研发，甚至出现了 In-House 的合作生产方式（零组件厂商进驻面板厂，就地完成生产组装，以便免除运输等成本并提高生产率）。此外，模组段制程还需要多道检验检测工序，这些工序需要大量的人力和时间投入。这一段的工序具体包括：1）清洗以后，进行驱动 IC 的装配。使用 TCP（传统方法，最终模组产品较厚）或COG（Chip on Glass，装配后的产品更加轻薄） 装配方式。2）压合工序（Bonding）。先在玻璃上贴上异方性导电胶（ACF），再将IC 置于其上，然后进行定性的预热压。位置确定完毕进行定位本压。当ACG 的导电粒子被适当的压破，就连通面板和玻璃基板的电路。3）进行偏光片贴合。此工序中，偏光片（Polarizer）将被贴附在成型面板 Cell 的上下表面。偏光片的原理是吸收轴角度搭配，配合液晶电场效应，是对比明显，显像清楚。4）FPC 压合和 UV 胶涂布后，加装背光模组 BLM。这一步骤主要是将背光模组的挠性电路板 FPC 与 TFT 的 FPC 进行锡溶焊接，使得背光模组接通电源。