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★★★★广发证券-行业报告-电子-TFT-LCD行业深度研究报告-买入-徐博卷

证券研究报告_行业深度研究报告 2011 年 01 月 17 日
TFT-LCD 行业深度研究报告
快速崛起中的中国液晶显示行业
Table_Summary 惠毓伦 分析师
电话:010-******** eMail:hyl6@https://www.wendangku.net/doc/5511239807.html, SAC执业证书编号:S0260200010112
行业评级
前次评级 无
行业走势
TFT-LCD 仍是未来平板显示的主流技术
根据 Displaysearch 预测,2015 年全球 FPD 产业产值将达到 1480 亿美元, 出货面积将占所有显示器件的 98%,其中 TFT-LCD 面板产值将达 1337 亿美 元,占 FPD 产业的 91%。目前,全球正在扩建或筹建中的平板显示生产线主 要集中在高世代 TFT-LCD 和 AMOLED 生产线,其生产线折旧年限均在 10 年以上,但 OLED 的生产线规模相比还非常小,这决定了未来十年平板显示 仍以 TFT-LCD 为主导,到 2020 年 TFT-LCD 仍将是主流的显示技术.
市场表现 行业指数 沪深 300 1 个月 1.62% 1.00% 3 个月 11.07% 12 个月 -6.27%
8.66% -10.50%
TFT-LCD 的上游材料具有高盈利高附加值的特点
TFT-LCD 产业有一个著名的理论叫做微笑曲线。微笑曲线两端朝上,在产业 链中,高附加值部分体现在两端,即材料供给和销售,毛利率可以达到 50% 以上。处于中间环节的制造附加值最低,毛利率在-25%-+30%之间,获得的 附加值最低, 产业周期性波动较大。 因此, TFT-LCD 产业链盈利能力而言, 就 玻璃基板、液晶、背光源等上游材料公司具有显著的高盈利高附加值的特点。
上游材料的关键技术和市场受到高度垄断
由于技术门槛高、盈利能力强,上游材料的关键技术和市场基本掌握在全球 少数企业手中,如玻璃基板被美国康宁公司日本旭硝子、电气硝子等垄断, 液晶被德国默克和日本智索垄断,偏光片市场被日东电工、LG 化学和住友化 学垄断等。我国的液晶显示产业为高度垄断付出了昂贵的代价。
国内上游材料企业受益于国内液晶显示行业的快速崛起
2009 年以来,我国进入了大尺寸 TFT-LCD 面板的投资高峰。仅 2009 年投资 或拟投资的 LCD 面板生产线就多达 7 条,参与投资的企业有京东方、龙腾光 电、中电熊猫、TCL、创维、LGD、三星等。随着我国面板和终端产品的快速 发展和扩张,上游材料等配套产业迎来爆发式的增长机遇。我们认为,在未 来几年中,在上游材料方面,很有可能受益于产业快速发展的上市公司有: 彩虹股份、深纺织 A、诚志股份、乐凯胶片、东山精密和长城开发;在中下游 产业链中,京东方 A、TCL 集团、深天马 A 将会成为受益者。建议重点关注 彩虹股份、深纺织 A、诚志股份和乐凯胶片。
风险提示
一是行业景气度下降的风险;二是产品价格加快下降。
广发证券公司或其关联机构可能会持有报告中所涉及的公司所发行的证券并进行交易, 亦可能为这些公司提供或争取提供承销等服 务。本报告中所有观点仅供参考,并请务必阅读正文之后的免责声明。

行业深度研究报告
目录索引
一、核心观点.............................................................................................. 4
(一)TFT-LCD 仍是未来平板显示的主流技术........................................................... 4 (二)TFT-LCD 的上游材料具有高盈利高附加值的特点 ............................................ 4 (三)上游材料的关键技术和市场受到高度垄断 ........................................................ 4 (四)国内上游材料企业受益于国内液晶显示行业的快速崛起 ................................... 4
二、TFT-LCD 仍是未来 FDP 的主流技术................................................... 5
(一)平板显示的分类及应用领域 .............................................................................. 5 (二)TFT-LCD 仍是未来十年 FPD 的主流 ................................................................ 6 (三)TFT-LCD 市场格局:韩国占据半壁江山........................................................... 7 (四)TFT-LCD 市场需求:仍处高速成长期 .............................................................. 8 (五)TFT-LCD 行业的产业特征 ................................................................................ 8
二、TFT-LCD 的构造原理与生产工艺 ........................................................ 9
(一)TFT-LCD 的基本构造与工作原理 ..................................................................... 9 (二)TFT-LCD 的生产工艺 ..................................................................................... 10
三、TFT-LCD 上游材料产业链分析.......................................................... 12
(一)玻璃基板 ........................................................................................................ 13 (二)液晶................................................................................................................ 14 (三)偏光片 ............................................................................................................ 15 (四)彩色滤光片 ..................................................................................................... 16 (五)背光源 ............................................................................................................ 18 (六)驱动 IC 与控制 IC ........................................................................................... 19
四、中国 TFT-LCD 产业迎来增长高峰 ..................................................... 19
(一)中国迎来大尺寸 LCD 面板投资高峰 ............................................................... 19 (二)全球产能加速向国内转移 ............................................................................... 21 (三)国内上游配套产业迎来爆发式增长机遇 .......................................................... 22 (四)重点公司分析 ................................................................................................. 23
五、风险提示............................................................................................ 19
图表索引
图1: 平板显示的技术分类................. ..................... ..................................................... 5 图2: 未来几年各类面板出货量预测情况................. ..................................................... 8 图3:TFT-LCD产业微笑曲线............ ..................... ..................................................... 9 图4: TFT-LCD的结构构成............... ..................... .....................................................10 图5: TFT的制造工序.................... ..................... .................... ....................................10 图6: Cell的制造工序.................... ..................... .................... ....................................11 图7:模块(LCM)工序的组成部件.................. .................... ....................................12 图8:TFT-LCD产业链分析图....... ..................... .................... ....................................12 图9:2009年全球玻璃基板竞争格局.................. .................... ....................................13 图10:2008-2010年上半年康宁公司玻璃基板分季度营业收入和净利润情况..............14 图11: 液晶的三种基本形态.......... ..................... .................... ....................................14 图12:偏光片的结构组成............ ..................... .................... ....................................16
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图13:TFT-LCD用偏光片的需求增长情况......... .................... ....................................16 图14:彩色滤光片结构图........... ..................... .................... ....................................17 图15:彩色滤光片供应情况........ ..................... .................... ....................................17 图16:直发光和侧发光背光源示意图................ .................... ....................................18 图17:2007-2016 LED背光源面板在10寸以上液晶面板渗透率..................................18 图18:2006年全球驱动IC主要厂商市占率情况... .................... ..................................19 图19:2009年与2012年全球主要国家和地区TFT-LCD产能分布情况.........................22 表1:液晶面板的世代划分............... ..................... ..................................................... 5 表2:液晶面板的经济切割数与有效利用率............. ..................................................... 6 表3:全球平板显示器市场发展趋势.. ..................... ..................................................... 6 表4:2010年7月份以来全球TFT-LCD产业市场格局.................................................... 7 表5: TFT-LCD各种上游材料的销售规模.................. .................................................. 13 表6: 目前中国投产的LCD面板厂商....... ..................... ................................................20 表7: 目前中国正在建设或计划建设的LCD面板生产线................................................21 表8: 产能转移后的国内液晶模组厂商... ..................... ................................................21 表9:国内TFT-LCD产业链各环节的相关公司............ ................................................23
识别风险,发现价值
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行业深度研究报告
一、核心观点
(一)TFT-LCD仍是未来平板显示的主流技术
根据 Displaysearch 预测,2015 年全球 FPD 产业产值将达到 1480 亿美元,出货 面积将占所有显示器件的 98%,其中 TFT-LCD 面板产值将达 1337 亿美元,占 FPD 产业的 91%。目前,全球正在扩建或筹建中的平板显示生产线主要集中在高世代 TFT-LCD 和 AMOLED 生产线,其生产线折旧年限均在 10 年以上,但 OLED 的生产 线规模相比还非常小, 这决定了未来十年平板显示仍以 TFT-LCD 为主导。 2020 年, 到 TFT-LCD 仍将是主流的显示技术, 其稳定高效的性能、 成熟而不断革进的产业化技术, 以及迅速下降的成本,都将成为维持其主流地位的保障。
(二)TFT-LCD的上游材料具有高盈利高附加值的特点
TFT-LCD 产业是资金密集型、技术密集型、产业链聚集型产业。TFT-LCD 产业 有一个著名的理论叫做微笑曲线。微笑曲线中间部分是面板是制造;左边是上游材料 供给,属于全球性的竞争;右边是产品应用及营销,主要是当地性的竞争。微笑曲线 两端朝上,在产业链中,高附加值部分体现在两端,即材料供给和销售,毛利率可以 达到 50%以上。处于中间环节的制造附加值最低,毛利率在-25%-+30%之间,获得的 附加值最低,产业周期性波动较大。因此,就 TFT-LCD 产业链盈利能力而言,玻璃基 板、液晶、背光源等上游材料公司具有显著的高盈利高附加值的特点。
(三)上游材料的关键技术和市场受到高度垄断
由于技术门槛高、盈利能力强,上游材料的关键技术和市场基本掌握在全球少数 企业手中,如玻璃基板被美国康宁公司日本旭硝子、电气硝子等垄断,液晶被德国默 克和日本智索垄断,偏光片市场被日东电工、LG 化学和住友化学垄断等。我国的液晶 显示产业为高度垄断付出了昂贵的代价。
(四)国内上游材料企业受益于国内液晶显示行业的快速崛起
2009 年以来,我国进入了大尺寸 TFT-LCD 面板的投资高峰。仅 2009 年投资或 拟投资的 LCD 面板生产线就多达 7 条,面板生产线的世代覆盖了 6 至 8.5 代,参与投 资的企业除了传统的面板生产厂商如京东方、龙腾光电等,还涉及到一些新进入的企 业,如中电熊猫、TCL、创维等,也包括一些外资企业,如 LGD 在广州投资的 8.5 代 线,三星在苏州投产资建设 7.5 代线。随着我国面板和终端产品的快速发展和扩张, 上游材料等配套产业迎来爆发式的增长机遇。我们认为,在未来几年中,在上游材料 方面,很有可能受益于产业快速发展的上市公司有:彩虹股份、深纺织 A、诚志股份、 乐凯胶片、东山精密和长城开发;在中下游产业链中,京东方 A、TCL 集团、深天马 A 将会成为受益者。建议重点关注彩虹股份、深纺织 A、诚志股份和乐凯胶片。
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二、TFT-LCD仍是未来FDP的主流技术
(一)平板显示的分类及应用领域
从技术分类来看,平板显示(FDP)技术主要包括发射型显示技术和非发射型显示 技术。其中发射型显示技术包括等离子显示(PDP)、有机电致发光显示(OLED)、 场发射显示器(FED);非发射型显示技术主要为液晶显示(LCD),包括有源矩阵显 示(薄膜晶体管液晶显示,TFT-LCD)和无源矩阵显示(TN/STN-LCD。目前非晶硅 TFT-LCD是当前主流的显示技术, 从未来发展趋势来看, 低温多晶硅 (LTPS) TFT-LCD 是大尺寸平面显示的主流,AM-OLED是中小尺寸平板显示的主流。在本文中,我们将 主要讨论与研究TFT-LCD的产业情况。 图1:平板显示的技术分类
数据来源:广发证券发展研究中心整理 根据玻璃基板的尺寸大小,平板显示生产线可以划分为不同的世代。如中小尺寸应 用常用的2.5代线,玻璃基板的大小有400mm×500mm、410mm×520mm等几种,大尺 寸TV面板应用的8代线为2200mm×2600mm。平板显示的世代只与尺寸大小有关,尺 寸越大,制作价值更高的大尺寸应用产品的利用效率也越高; 但生产工艺与产品的先进 性与世代没有必然关系。液晶面板的世代划分及应用领域见表1。 表1:液晶面板的世代划分 面板世代 第1代 第2代 第2.5代 第3代 第3.5代 第4代
识别风险,发现价值
投产年度 1990 1993 1995 1996 2000 2001
玻璃基板尺寸(mm2) 270×360;300×350;300×400;320×400 360×465;370×470 400×500;400×505;404×515;410×520 550×650;550×660;550×670 600×720;620×750 680×880
应用领域 小尺寸 小尺寸 小尺寸 中小尺寸 中小尺寸 NB,中小尺寸
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第4.5代 第5代 第6代 第7代 第7.5代 第8代 第10代
2001 2002 2004 2005 2005 2006 2010
730×920 1000×1200; 1100×1250; 1100×1300; 1200×1300 1500×1800 1800×2100 1950×2250 2200×2600 2850×3050
NB,中小尺寸 显示器,27”以下电视 32、37”液晶电视 40-47”液晶电视 40-47”液晶电视 40-50”液晶电视 47-60”液晶电视
数据来源:广发证券发展研究中心整理 从产品良品率及玻璃基板的利用效率综合考虑, 玻璃面板的经济切割数目需要达到 6个以上。 如以第8代玻璃基板为例, 尺寸大小为2160×2460 mm2, 切割37英寸LCD-TV, 可以切割出12片,利用率为85%,切割46英寸LCD-TV仅能切出8片,利用率仅为88%, 而生产57英寸仅产3片,产能利用率为51%,可生产65英寸2片,产能利用率仅44%。 综合来看,8代线生产37、46、52英寸产品有较高的利用率,而其他尺寸则利用率较低。 因此,应用产品尺寸越大,要达到经济切割,需要的生产线的世代也越高,这也是近几 年为满足液晶电视市场新建生产线主要集中在8世代以上的原因。 表2:液晶面板的经济切割数与有效利用率 世代 G5 G6 G7 G8 G10 基片(mm ) 1100x1300 1500x1850 1870x2200 2160x2460 2850x3050
2
(单位:片/%) 32” 8/81% 12/82% 15/80% 37” 6/82% 8/73% 12/85% 8/95% 8/73% 15/84% 6/85% 8/88% 12/81% 6/84% 8/69% 3/51% 8/82% 2/44% 6/80% 42” 46” 52” 57” 65”
22” 8/75% 15/72%
27” 6/84% 10/72% 15/73%
数据来源:广发证券发展研究中心整理
注:所有尺寸都以16:9切割计算
(二)TFT-LCD仍是未来十年FPD的主流
从发展趋势来看,TFT-LCD仍是未来FDP的主流。根据Displaysearch预测,2015 年全球FPD产业产值将达到1480亿美元,出货面积将占所有显示器件的98%,其中 TFT-LCD面板产值将达1337亿美元, 占FPD产业的91%。 据DisplaySearch 研究, 2001 年至2008 年全球FPD产业的年均出货量增长率为10%,预计2009~2015 年均增长率 为4%。其中有源矩阵LCD(即TFT-LCD)仍是显示领域的主流,01~08 年年均增长 48%,09~15 年预计年均增长率保持在8%,从数量上仍占绝对优势。OLED 显示产 品未来较快增长,预计增速达到20%,而CRT显示产品将逐步被替代。 从产品产量和销售额规模来看,到2020年,TFT-LCD仍将是主流的显示技术,其 稳定高效的性能、成熟而不断革进的产业化技术,以及迅速下降的成本,都将成为维持 其主流地位的保障。目前,全球正在扩建或筹建中的平板显示生产线主要集中在高世代 TFT-LCD和AMOLED生产线,其生产线折旧年限均在10年以上,但OLED的生产线规 模相比还非常小,这决定了未来十年平板显示仍以TFT-LCD为主导。 表3:全球平板显示器市场发展趋势 显示技术 有源矩阵 LCD
识别风险,发现价值
2008 年出货量(万片/台) 263400
2001~08 年增长率 48%
2009~15 年增长率 8%
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行业深度研究报告
无源矩阵 LCD 真空荧光显示 OLED 其他 FPD 全部 FDP CRT 全部显示器
131570 25260 8350 3490 372070 9410 381480
5% -17% 85% 10% -12% 8%
-4% -1% 20% 4% -20% 4%
数据来源:Displaysearch,广发证券发展研究中心
(三)TFT-LCD市场格局:韩国占据半壁江山
从全球TFT-LCD产业格局来看,韩国、台湾、日本是全球主要的TFT-LCD生产地, 中国大陆TFT-LCD产业正在快速崛起。根据Displaysearch数据,2010年11月份,全球 TFT-LCD产业总销售额为78.74亿美元,其中韩国为39.30亿美元,比重达到50%,占据 全球市场的半壁江山; 台湾为28.14亿美元, 占35.7%; 日本、 中国分别占11.8%和2.1%。 随着中国大陆今后两年生产线的加快建设,在全球产业中的地位将会快速提升。 从生产厂商情况来看,三星是全球最大的TFT-LCD生产商,其次是LGD、友达和奇 美。从面板尺寸分类来看,大尺寸面板方面,位居前列的同样是三星、LGD、友达和奇 美和夏普,但由于给苹果供应IPS屏,LGD在2010年增长显著,有可能在2011年超越三 星成为最大的面板供应商;中小尺寸面板方面,位居前列的分别是奇美、SMD(三星移 动显示)、LGD、友达和中华映管,台湾企业在规模上有一定的优势。 表 4:2010 年 7 月份以来全球 TFT-LCD 产业市场格局 区域 厂商 LGD Samsung 韩国 SMD Hydis 总计 台湾 AUO L/A Rev S/M Rev Sum L/A Rev Chimei S/M Rev Sum L/A Rev CPT HannStar
识别风险,发现价值
(单位:百万美元) 2010-08 $1,723 $175 $1,898 $1,957 $200 $5 $3 $7 $4,024 $1,306 $116 $1,422 $974 $105 $1,079 $112 $88 $200 $33 2010-09 $1,803 $148 $1,951 $1,906 $219 $5 $6 $11 $4,087 $1,256 $136 $1,392 $888 $218 $1,106 $89 $94 $183 $31 2010-10 $1,693 $137 $1,830 $1,720 $216 $5 $17 $22 $3,788 $1,109 $125 $1,234 $799 $203 $1,002 $94 $82 $176 $33 2010-11 $1,753 $148 $1,901 $1,768 $230 $5 $26 $31 $3,930 $1,136 $118 $1,254 $991 $263 $1,254 $105 $101 $206 $39
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尺寸 L/A Rev S/M Rev Sum L/A Rev S/M Rev L/A Rev S/M Rev Sum
2010-07 $1,733 $166 $1,899 $1,994 $193 $4 $3 $7 $4,053 $1,046 $116 $1,162 $1,032 $115 $1,147 $126 $88 $214 $49
S/M Rev Sum L/A Rev

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S/M Rev Sum 总计 Sharp Panasonic 日本 Hitachi Toshiba 总计 InfoVision 中国大陆 BOE Tianma 总计 Others Total L/A Rev L/A Rev S/M Rev Sum L/A Rev L/A Rev L/A Rev L/A Rev L/A Rev L/A Rev L/A Rev
$68 $117 $2,640 $726 $1,859 $7 $22 $921 $84 $72 $39 $195 $24 $7,123 $709 $7,832
$76 $109 $2,810 $749 $1,860 $7 $16 $947 $80 $45 $31 $156 $24 $7,236 $725 $7,960
$72 $103 $2,784 $705 $171 $2 $22 $900 $77 $22 $28 $127 $33 $7,038 $893 $7,931
$57 $90 $2,502 $689 $183 $3 $14 $889 $73 $27 $40 $140 $26 $6,508 $837 $7,345
$61 $100 $2,814 $723 $189 $3 $12 $927 $86 $45 $35 $166 $37 $6,927 $947 $7,874
数据来源:Displaysearch,广发证券发展研究中心
(四)TFT-LCD市场需求:仍处高速成长期
从行业发展前景来看,TFT-LCD仍处在产业快速成长的时期,液晶显示器替代 传统显示器件还需要3-5年的时间。根据Displaysearch预计,2009年至2012年, TV LCD面板出货量年均增长43%,2012年达到4.41亿片;NB面板年均增长32%, 2012年达到4.26亿片;显示器增长较慢,年均仅为6%。 图2:未来几年各类面板出货量预测情况
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2008 TV Monitor 2009E NB 2010E TV类增长率 2011E Monitor类增长率 2012E NB类增长率 1% 3% 21% 22% 12% 6% 10% 3% 0% 30% 38% 33% 28% 30% 20% 百万片 48% 51% 50% 41% 35% 40% 60%
数据来源:Displaysearch,广发证券发展研究中心
(五)TFT-LCD行业的产业特征
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TFT-LCD产业是资金密集型、技术密集型、产业链聚集型产业。其主要特点有以下 几点:其一,产业线建设、产能增长、性能提升、成本下降的速度都极快,产品竞争极 为激烈;其二,产业门槛高,进入困难,一旦进入想退出更难;其三,产品应用范围广, 市场前景广阔,市场容量极大,技术应用比较成熟。 TFT-LCD产业中有一个著名的理论叫微笑曲线。微笑曲线中间部分是面板是制造; 左边是上游材料供给,属于全球性的竞争;右边是产品应用及营销,主要是当地性的竞 争。微笑曲线两端朝上,在产业链中,高附加值部分体现在两端,即材料供给和销售, 毛利率可以达到50%以上。处于中间环节的制造附加值最低,毛利率在-25%-+30%之 间,获得的附加值最低,产业周期性波动较大。因此,但就TFT-LCD产业链盈利能力来 讲,玻璃基板、液晶、背光源等上游材料公司具有显著的高附加值优势。 图3:TFT-LCD产业微笑曲线
数据来源:DisplaySearch,广发证券发展研究中心
二、TFT-LCD的构造原理与生产工艺
(一)TFT-LCD的基本构造与工作原理
从结构上来看,TFT-LCD就像是多层夹心面包,主要包括偏光片、玻璃基板、彩色 滤光片、透明电极、薄膜晶体管、液晶和背光源等。最外面的上下两层是两片偏光片, 决定可以通过多少的光;里面上下两层是两片无钠的玻璃基板,在下面的玻璃基板上, 通过淀积、光刻等工艺,形成一层薄膜晶体管(TFT) ,作为控制是否让光线通过的器 件开关, 在上面的玻璃基板上, 经过镀膜、 光刻等工艺, 生成一层彩色滤光片, 通过TFT 开关的控制,决定通过什么颜色的光。再里面是上下两层透明电极(ITO) ,作为给液晶 层施加电压的电极。 在两层ITO的夹层中,是“夹心面包”的“夹心” ,也就是液晶,液晶是一种在光学 性质上具有各向异性的粘稠液体,通过信号电压控制液晶像素处在选通态或是关闭态, 同时各像素之间被TFT开关元件隔离,既防止了交叉干扰又保证了液晶响应速度满足于
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行业深度研究报告
帧频速度,同时以存储信息大小来得到灰度级,目前灰度已可达到256级,可得到1670 万种颜色的全色显示。 图4:TFT-LCD的结构构成
数据来源:公开资料,广发证券发展研究中心
(二)TFT-LCD的生产工艺
从制造工艺上来看,TFT-LCD的生产工艺主要可以分为三个步骤,即薄膜晶体管 (TFT)的制造、成盒(cell)工艺和模块工艺。 TFT的制造工序分坚膜、清洗、Photo、刻蚀、脱膜、检测六大工序。坚膜工序是 指将Gate电极、Data(Source/Drain)电极、 像素电极、 绝缘膜、 保护膜以及半导体膜, 以 溅射或PECVD方法,使其在Glass(玻璃)上形成膜的工序。清洗工序是指将初期投入或工 图5:TFT的制造工序
坚膜工序 清洗工序 Photo工序 刻蚀工序 脱膜工序 检测工序
PECVD
PR涂屏
曝光
显影
湿刻蚀
溅射
干刻蚀 Gas
PLASM
R
数据来源:公开资料,广发证券发展研究中心 序中Glass或膜表面的污染、Particle事先除去,以免发生不良的工序,对确保膜与膜之
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间的黏着性有所帮助。Photo工序是指用膜上形成要制作形态的Mask通过光, 其形态从 Mask移到感光剂(PR)的作业,包括感光剂涂屏(PR Coating)、曝光及显像等的工序。刻 蚀工序是指对去除感光剂(PR)部分的膜, 利用物理、化学方法有选择地去除的工序。脱 膜工序是指刻蚀工序后,去除为形成Pattern而留下的感光剂(PR)的工序,脱膜工序的 必须条件是完全除去PR,下部膜不应有损伤,还要维持为进行下一工序的均匀的表面状 态。检测工序是指调查/评价工序、半成品,产品的质量判定良或不良的工序。 成盒工艺是首先将洗净后的彩色滤光片与TFT的阵列基板涂布上配向膜涂液,并摩 擦定向。然后在TFT的阵列基板四周涂上封框胶,并散布5~10 μm 大小的间隔物于 其上作支撑点,再将阵列基板与彩膜基板组合,以封框胶封合形成空的盒(Cell)。再 以两种方式注入液晶,一种方式是先将此空的cell基板切断、裂片、取最终显示器产品 所需尺寸大小,经检查后,以真空方式注入液晶材料并加以封合;另一种方法是先注入 液晶,再进行裁切断片后再封合。 图6:Cell的制造工序
Color filter 4.封口印刷 1.初期清 2.调准层印刷 3.滑动 5.Spacer散布
Ag
6.Ag dotting
TFT-array substrate 16.检测 13.清洗 12.液晶注入 11.切断
Glass
7.贴合 8.GAP形成
14.外观检测 15.研磨
9.激光Marking 10.刻蚀
数据来源:公开资料,广发证券发展研究中心 模块的制造工艺即是将TFT-LCD的panel面板与驱动电路(Drive IC)、印刷电路板 连接,并装上背光源以及固定框架就完成了液晶显示模块(LCM)。制作工序包括以下 几个环节:偏光板贴合、TAB贴合、PCB贴合、背光源组装、老化测试和包装。偏光板 贴合是指利用Panel板和偏光板上的信息将上下偏光板分别贴附Panel板的上板和下板。 TAB贴合是指利用ACF(Anisotropic Conductive Film,异方型导电胶膜)和TAB(Tape Automated Bonding, 带状自动键合载体)和Panel板连接。 PCB贴合分为树脂涂屏, ACF 贴合和PCB正式压榨:树脂涂屏是为了防止水分和其它异物进入Panel板内;ACB贴合 是将ACF贴附在PCB面板上;PCB正式压榨是将PCB与TAB在高温高压下压榨,并且使 得连接部位的ACF导通。背光源组装是把Case top、连接好TAB和PCB的Panel、Back Light以及Support Main用手工的方式连接起来的工序。 老化测试是把组装好的液晶模块 放置在50℃的老化房内检测模块的连接状况。 最后利用手工的方式将测试合格的液晶模
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块包装出厂。 图7:模块(LCM)工序的组成部件
CASE TOP Driver-IC PANEL PCB BACKLIGHT SUPPORT MAIN
数据来源:公开资料,广发证券发展研究中心
三、TFT-LCD上游材料产业链分析
从产业链来分析,TFT-LCD产业可以分为上游材料、中游面板制造、以及下游的模 组制造及应用。上游材料中,包括玻璃基板、ITO导电玻璃、液晶、彩色滤光片、偏光 片等,中游环节为TFT-LCD面板制造,面板与驱动IC、背光源模块、PCB、边框等在一 起组装,制成下游的模组(LCM),模组则根据不同的切割尺寸可以应用在PC、通信 设备、消费电子以及仪器仪表等各个领域。 图8:TFT-LCD产业链分析图
数据来源:广发证券发展研究中心 根据DisplaySearch数据,在2009年度TFT-LCD各种上游材料销售额规模的占比 中,背光模组占比最高,达到25.9%,其次是彩色滤光片、偏光片、玻璃基板和驱动IC, 分别为16.7%、11.7%、9.9%和8.8%。另外PCB及其他模组组件占比为13.6%,其他材 料组件占比相对较小。 表5:TFT-LCD各种上游材料的销售规模 (单位:亿美元)
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上游材料 销售额 玻璃基板 隔离电极靶材 化学材料 彩色滤光片 偏光片 液晶 驱动IC 背光模组 逆变器 其他cell组件 PCB及其他模块组件 合计 48 8 23 79 58 14 45 148 14 8 85 530
2008 占比 9.1% 1.5% 4.3% 14.9% 10.9% 2.6% 8.5% 27.9% 2.6% 1.5% 16.0% 100% 销售额 48 9 21 81 57 15 43 126 15 5 66 486
2009 占比 9.9% 1.9% 4.3% 16.7% 11.7% 3.1% 8.8% 25.9% 3.1% 1.0% 13.6% 100%
数据来源:DisplaySearch,广发证券发展研究中心 在本部分,我们将就重点就TFT-LCD的上游材料的产业特点和竞争格局分别论述。
(一)玻璃基板
玻璃基板(Glass Substrate)是TFT-LCD面板的核心部件和物质基础。TFT-LCD 面板的许多性能比如分辨率、透光度、重量、视角等都与玻璃基板的性能密切相关,一 片TFT- LCD面板需使用两片玻璃基板,分别供作底层玻璃基板(TFT)及彩色滤光片 (Color Filter )底板。 玻璃基板的生产工艺比较复杂,目前该技术主要集中在美国康宁( Corning )公司、 图9:2009年全球玻璃基板竞争格局
板硝子, 4% 电气硝子, 17% 康宁三星, 37%
旭硝子, 20%
康宁, 22%
数据来源:DisplaySearch,广发证券发展研究中心 日本的旭硝子(AGC)、电气硝子(NEG)、板硝子(NHT)、德国肖特公司等手中, 肖特的产销量非常小, 并于2008年退出了玻璃基板行业。 根据DisplaySearch数据, 2009
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年玻璃基板中,康宁占比为59%(包括康宁三星),旭硝子、电气硝子和板硝子占比分 别为20%、17%和4%。 因为技术门槛非常高,所以垄断企业可以凭借技术垄断获得超额垄断利润,玻璃基 板生产企业的净利率都在非常高的水平。根据美国康宁公告,其玻璃基板业务净利率通 常维持在40%以上的净利率, 2010年一季度和二季度, 净利率分别达到45.9%和48.3%。 图10:2008-2010年上半年康宁公司玻璃基板分季度营业收入和净利润情况
(单位:百万美元) 1000 829 800 696 600 472 400 200 0 08Q1 08Q2 08Q3 08Q4 09Q1 09Q2 09Q3 09Q4 10Q1 10Q2 438 371 390 357 7.2% 28 308 283 298 56.9% 809 54.1% 53.3%
营业收入 净利润 净利率
60% 45.8% 673 782 41.7% 717 679 41.6% 359 45.9% 834 50% 48.3% 40% 30% 403 20% 10% 0%
10.6% 38
数据来源:Corning公告,广发证券发展研究中心
(二)液晶
液晶是介于固态与液态之间的一种状态,因此即有固态晶体具有的双折射性,又具 有液体的流动性,是液晶面板中必需的核心材料。从形态上可以分为向列相(Nematic) 液晶、层状(Smectic)液晶和螺旋状(Cholestevic)液晶。向列相液晶由长径比很大 图11:液晶的三种基本形态
向列相液晶
层状液晶
螺旋状液晶
数据来源:广发证券发展研究中心 的棒状分子组成, 与轴向平行排列, 使得它的光学特性很像单轴晶体, 呈正的双折射性。 另外也容易顺着长轴方向自由流动, 像液体一样富有流动性, 这种液晶对外界的电、 磁、
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温度、应力都比较敏感。层状液晶由棒状或条状分子呈二维有序排列组成,层内分子长 轴相互平行,层与层之间的作用较弱,容易滑动,因此具有二维的流动特性其粘度与表 面张力都较大,用手摸有似肥皂的滑涩感,但对外界的电、磁、温度变化都不敏感,在 光学上显示正的双折射性。螺旋状液晶也具有层状结构,但层内分子排列则与向列型液 晶类似,分子长轴在层内是相互平行的,而在垂直这个平面上,每层分子都会旋转一个 角度,分子排列旋转方向可以是左旋,也可以是右旋,当螺距与某一波长接近时,会引 起这个波长光的布拉格散射,呈某一种色彩;具有负的双折射性质,一定强度的电场、 磁场也可使螺旋状液晶转变为向列相液晶,易受外力的影响,特别对温度敏感,由于温 度主要引起螺距的改变,因此螺旋状液晶随温度改变颜色。 从原料构成来看,液晶是由20余种有机材料,如混合聚酯类、联苯系、二氧乙烯等 组成,根据显示性能对响应速度、工作温度范围、显示视角、稳定性等要求,对液晶的 旋转粘、极性、电荷保持率等参数有着很高的要求。目前所生产的液晶材料中,主要使 用含氟液晶化学品和烃类液晶化学品, 因为这两类液晶化学品具有较高的稳定性和低的 粘度,同时含氟体系具有较高的极性,通过多种液晶单体化合物的调制而成的液晶材料 可以满足TFT 显示技术的要求。因此,含氟液晶化学品在TFT 液晶材料中具有不可替 代的地位。 从液晶制备工艺来看,有以下三个步骤:首先是制备多种液晶中间体化合物;其次 是液晶单体的制备和提纯,最后是液晶单体混配和提纯。液晶材料的生产流程往往需要 几十步工艺步骤,纯度方面也要求在99.95%以上,因此技术壁垒非常高,行业垄断性 非常强。 全球LCD面板用液晶的主要供应商有德国默克(Merck) 、日本智索(Chisso) 和日本Ink化学(DIC)。其中TFT-LCD用液晶主要被Merck和Chisso分占。默克目前在 全球面板主要供应地的韩国、台湾、日本的市场占有率达到65%以上,日本智索约占 30%。
(三)偏光片
偏光片在液晶显示中发挥着十分重要的作用,其工作原理是自然光通过偏光片后, 变成偏振光, 然后再通过液晶分子是否改变偏振光的偏振方向来决定其是否能通过第二 块偏光片来实现显示功能。因此,偏光片是液晶面板显示的重要组成部分,每一块液晶 面板都至少需要同等面积的两片偏光片。 偏光片是将聚乙烯醇(PVA)拉伸膜和醋酸纤维素膜(TAC)经多次复合、拉伸、涂布 等工艺制成的一种复合材料,可实现液晶显示高亮度、高对比度特性,其生产技术汇集 了高分子材料、微电子、光电子、薄膜、高纯化学及计算机控制等多种技术,具有较高 的技术含量,在液晶面板成本中的比重约占到11%左右。 偏光片的核心技术为TAC(三醋酸纤维素酯)膜、PVA(聚乙烯醇)膜、增亮膜的制备, 其技术和市场几乎完全被日本掌控。在生产偏光片所需的各膜层中,TAC膜和PVA膜是 最主要的膜层, 占偏光片原材料成本的50%以上。 日本富士占据TAC薄膜80%以上市场, kONICA占据约20%的市场。日本可乐丽(Kuarary)占据PVA薄膜65%的市场。增亮膜 方面,3M公司占据86%的市场,日本电工占据约14%的份额。 从偏光片市场方面来看,目前TFT-LCD的偏光片供应主要为日本、韩国企业、台湾 企业。根据Displaybank数据,在偏光片市场中,日东电工占比30%,韩国LG化学占比 26%,日本住友化学占25%,台湾信达科技占6%,其他偏光片厂商依次是Daxon、 CMMT、Sanritz、Optimax 等。
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图12:偏光片的结构组成
数据来源:广发证券发展研究中心 从市场需求来看,2009-2012年随着全球新一轮大尺寸面板生产线陆续建成投产, 偏光片的需求复合增长率将达到25%左右。2009年TFT-LCD用偏光片的面积为1.62亿 平方米,到2012年将达到3.20亿平方米,市场规模将达到65.6亿美元。 图13:TFT-LCD用偏光片的需求增长情况
数据来源:DisplaySearch,广发证券发展研究中心
(四)彩色滤光片
彩色滤光片(CF)是TFT-LCD实现彩色显示的关键组件,其开口率、色纯度、色 差等指标直接影响到液晶面板的色彩还原性、亮度、对比度,在TFT-LCD成本中的比重 在15%以上,必须与LCD 面板的TFT一对一对应搭配使用。从组成结构来看,主要组 成部件为玻璃基板、BM(黑矩阵)、彩色光阻、保护层(OC)、ITO电极。 图14:彩色滤光片结构图
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数据来源:广发证券发展研究中心 从制造工艺来看,彩色滤光片的主要有染色法(Dyeing Method)、颜料分散法 (Pigment Dispersed Method)、电沉积法(Electro Deposition Method)、印刷法 (Printing Method),其中以颜料分散法为主。目前很多公司也开发出了许多具有实际 生产应用价值的新方法,尤其是在大尺寸彩色滤光片的生产上,比如DuPont的热多层 技术 (Thermal multi-layer tech.) 凸版印刷 、 (Toppan) 的反转印刷法 (Reverse printing method)和大日本印刷(DNP)的喷墨印刷法(Ink Jet printing)。目前最先进的方法就 是喷墨印刷法,凸版印刷和大日本印刷都已经掌握了这种技术,这种方式可以降低大尺 寸彩色滤光片10%-12%的成本。 在供应方式方面,5 代以下大部分为外购方式。从5代开始,更多企业采取 inhouse(内部供应)的方式。 彩色滤光片(CF)是客户定制程度很高的部件, 其玻璃基板的 尺寸必须和客户基板的尺寸相配合, 加上CF制作技术要求高, 5代以上线基板既大又薄, 运输风险很大,所以5代以上CF生产线于TFT-LCD面板厂房内的趋势越来越明显,面板 厂自制CF比例越来越高。例如三星的自制比率为75%,AUO为62%,而奇美和LGD的 自制率则高达90%以上。在专业外售型领域,日本的凸版印刷、大日本油墨(DNP)、 东丽公司(TORAY)是全球大尺寸TFT液晶彩色滤光片制造的三巨头。台湾的和鑫光 电、展茂、剑度等公司从日本引进技术,产品主要为台湾的五家液晶面板工厂配套。 图15:彩色滤光片供应情况
数据来源:DisplaySearch,广发证券发展研究中心
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(五)背光源
TFT-LCD自身不会发光,需要背光源(Backlight)来提供光源。背光源是LCD原材 料中占比最大的部分,占材料总成本的25%-30%。背光系统由以下几部分构成,分别 为CCFL(LED)、导光板、扩散板、扩散片、反射片、棱镜片(又称增亮膜,BEF)、 外框、其他材料、逆变器等组成,其中光源、导光板和棱镜片是核心组件。 背光源按照排列方式的不同可以分为直发光(Direct Light Type)和侧发光(Side Light Type)两种类型。侧发光需要起将自侧面的Lamp上出射的光向背光源正面出光作 用的导光板,但直发光是自Lamp出射的光直接向背光源正面出光,因此不需要导光板。 背 光源也可以根据光源的类型不同分为冷阴极管背光源和LED背光源。LED 因耗能少、 寿命长、短小轻薄、环保等优势,正在快速替代CCFL逐渐成为主流的背光光源。目前 在手机、 笔记本电脑中的渗透率已经达到95%以上。 根据Displaybank数据, 大尺寸LCD 背光市场需求2010年将达到5.5亿套,2013 年达到7.39亿套,其中中笔记本占39%、 TV 占30%、桌面显示器占29%。 图16:直发光和侧发光背光源示意图
直发光类型 数据来源:公开资料,广发证券发展研究中心
侧发光类型
图17:2007-2016 LED背光源面板在10寸以上液晶面板渗透率(按不同应用别)
数据来源:Displaysearch,广发证券发展研究中心 从产业链供给来看,增亮膜方面,美国3M 拥有增亮膜的多项专利,其产品占全球
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市场的75%左右,日本日东电工能够制造类似的增亮膜,不过品质稍差于3M;导光板 市场基本有三家日本公司把持,分别是旭化成、三菱、Kuraray;CCFL方面,主要是日 本厂商,如Harrison-Toshiba 照明、Stanley 电气、West 电气、Sanken 电气等;LED 背光源方面,主要有韩国三星、台湾奇美等。
(六)驱动IC与控制IC
驱动IC和控制IC是实现TFT开关功能、实现显示控制的核心器件,在TFT-LCD成本 中的比重在16%左右,其中驱动IC占8%左右,控制IC约占8%。控制IC 由于进入门槛 较LCD 驱动IC 要高,涉及专利的问题比较多,目前主要已由Genesis、Pixelworks、 Trident、PHILIPS、ST 等国际大厂控制,而中国台湾地区厂商如联发科(MediaTek) 、 晨星(Mstar) 、 凌泰(Averlogic) 、 兆宏(Magicpixel) 、 联咏(Novatek) 、 凌阳(SUNPLUS)、 视传(VXIS)等厂家在小部分大屏幕和部分中小屏市场也取得了一定的份额。 LCD 驱动IC 不同于其它产品类别,在IC 设计、生产制造以及下游封装等方面都 有特殊要求,进入门槛较高。驱动IC 的主要生产厂家是TFT-LCD 面板厂,主要有:日 本电气公司,三星,日立,夏普,台湾联咏(Novetak),日本德州仪器,松下,东芝, 台湾华邦,台湾奇景Himax。以2006年驱动IC市场占有率为例,占据前四的企业分别是 台湾联咏、韩国三星、台湾奇景和日本NEC,合计占总体驱动IC市场的63.3%,其中联 咏占比为20.2%,三星占19.8%,奇景占17%,日本电气占16.3%。 图18:2006年全球驱动IC主要厂商市占率情况
数据来源:Himax,广发证券发展研究中心
四、中国TFT-LCD产业迎来增长高峰
(一)中国迎来大尺寸LCD面板投资高峰
作为战略性新兴产业, 平板显示产业带动力和辐射力极强, 但和集成电路产业一样, 液晶面板产业是我国电子信息产业的短板,因此,“十一五”以来,TFT-LCD产业一直 是国家重点扶持的重点领域。国家信息产业“十一五”规划明确提出要加速发展新型显 示器件,在LCD领域,一方面面向大尺寸液晶电视需求,支持建设第六代及以上LCD大 尺寸面板生产线,同时考虑手机、PDA等中小尺寸产品市场,支持建设中小尺寸LCD面 板生产线。在发展中游面板制造的同时,要加快国内关键配套件的开发与产业化进程,
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力争在LCD用彩色滤光片、基板玻璃、偏光片、新型背光源、部分生产设备以及材料上 取得突破。另外国家通过设立一些重大专项来扶持LCD产业的发展,如国家发改委组织 实施的新型平板显示器件产业化专项,支持重点包括新型显示器件:LCD屏及模块,关 键配套件及材料:LCD用彩色滤光片、玻璃基板、驱动IC、偏光片、LED背光源等关键 配套件及材料。特别是在2009年出台的《电子信息产业调整和振兴规划》中,将新型显 示和彩电工业转型列为六大重点工程之一,力求突破核心关键技术,促进我国彩电产业 整体转型和平板显示产业持续健康发展。近期,国务院颁布的《关于加快培育和发展战 略性新兴产业的决定》 中, 再次将包括TFT-LCD在内的新型显示产业作为引领未来经济 社会发展的重要产业之一。 在今后几年, 我国TFT-LCD产业必将迎来新一轮快速发展期。 除了国家层面的扶持以外,众多地方政府也给予LCD产业更多的扶持政策。随着 LCD产业在中国的不断发展,很多中国城市和地区的地方政府都很有兴趣引进相应的 LCD产业相关项目。如北京的京东方8代线项目,成都的天马和京东方4.5代线项目,合 肥的京东方6代线项目,南京的夏普6代线项目,广州的LGD8.5代线项目,苏州的三星 7.5代项目等。 这些地方政府对LCD项目的高度重视与鼓励支持, 极大地促进了中国LCD 产业的发展。 目前,中国LCD面板生产线主要集中在2.5代、4.5代、5代,产品以中小尺寸为主, 主要应用在液晶显示器、笔记本和小尺寸消费电子产品领域(见表5)。京东方合肥6 代线于2010年11月17日正式量产,标志着我国首条高世代液晶面板生产线投产。 表6:目前中国投产的LCD面板厂商 企业名称 京东方 中航光电子 龙腾光电 深超光电 上海天马 成都天马 武汉天马 信利半导体 莱宝高科 生产线世代 4.5代 5代 6代 5代 5代 5代 4.5代 4.5代 4.5代 2.5代 2.5代 量产时间 2009年 2005年 2010年 2005年 2007年 2008年 2008年 2010年 2011年 2007年 2008年 产能 3万片/月 9万片/月 12万片/月 9万片/月 4万片/月 6万片/月 3万片/月 3万片/月 3万片/月 3万片/月 4万片/月 应用领域 屏幕尺寸10 寸以下的产品 液晶显示器 37英寸以下LCD TV 液晶显示器、笔记本 液晶显示器、笔记本 屏幕尺寸10 寸以下的产品 屏幕尺寸10 寸以下的产品 屏幕尺寸10 寸以下的产品 屏幕尺寸10 寸以下的产品 屏幕尺寸7 寸以下的产品 屏幕尺寸7 寸以下的产品
数据来源:广发证券发展研究中心 2009年以来,我国进入了大尺寸TFT-LCD面板的投资高峰。仅2009年投资或拟投 资的LCD面板生产线就多达7条,面板生产线的世代覆盖了6至8.5代,参与投资的企业 除了传统的面板生产厂商如京东方、龙腾光电等,还涉及到一些新进入的企业,如中电 熊猫、TCL、创维等,其中也不乏一些外资企业的身影,如LGD在广州投资的8.5代线, 三星在苏州投产资建设7.5代线。这些生产线进展最快的是京东方北京8.5代线,2011年 6月份将点亮第一块8.5代线生产的显示屏。2011年3季度将会量产。由TCL集团和深超 投资共同投资的华星光电第8.5代液晶面板生产线项目试生产的时间是8月份,并于可能 于第四季度达到量产水平。2010年11月份,由创维参投的广州LGD项目和三星苏州7.5 代线项目已经获得了国家相关部门的批文,也将在近期开工。 表7:目前中国正在建设或计划建设的LCD面板生产线
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