在科技飛速發展的當下,液晶材料憑藉其獨特的物理化學性質,在眾多領域發揮著舉足輕重的作用。從日常使用的電子顯示設備,到前沿的光電器件,液晶材料的身影無處不在。在顯示領域,液晶顯示技術雖面臨新興技術的挑戰,但依然占據主流地位;在非顯示領域,其優異的電調製性能和光學各向異性,為眾多創新應用提供了可能。2025年,液晶材料行業競爭愈發激烈,技術革新與應用拓展成為企業搶占市場的關鍵。
在顯示技術領域,液晶材料是液晶顯示屏(LCD)的核心組成部分。《2025-2030年全球及中國液晶材料行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,與有源式有機發光二極體(AMOLED)相比,LCD 中的液晶材料展現出多方面的優勢。在亮度方面,LCD 能夠保持穩定且較高的亮度輸出,而 AMOLED 在長時間使用後,有機材料尤其是藍光材料易出現亮度衰減問題。從壽命來看,AMOLED 的有機材料特性使其面臨色偏、燒屏等困擾,相比之下,LCD 的液晶材料穩定性更高,使用壽命更長。在均一性上,受製造工藝影響,AMOLED 像素間存在細微差異,導致低灰階均一性差,顯示低灰階圖像時會出現不規則線條、暈紋等現象,而 LCD 在這方面表現更為均衡。解析度上,液晶屏每個像素包含獨立的 RGB 三色子像素,可完整顯示標稱解析度圖像;AMOLED 屏普遍採用子像素渲染技術,雖提高了像素壽命等,但物理子像素存在縮水,實際清晰度低於同解析度的液晶屏 。健康護眼方面,AMOLED 為解決低灰階均一度問題採用的 PWM 脈寬調製技術,因高頻閃爍引發用戶對視力損傷的擔憂,而 LCD 在這方面更具優勢。
不過,LCD 中的液晶材料也存在劣勢。與主動發光的 AMOLED 相比,LCD 採用 TFT 驅動液晶面板控制背光透過實現彩色顯示,在對比度、色域、響應時間、輕薄及柔性方面存在先天差距。傳統 LCD 受螢光粉、彩膜限制,色彩表現不佳,但隨著量子點材料等新技術的應用,其色域已能達到甚至超過 AMOLED 水平。LCD 畫面刷新需控制液晶偏轉,響應時間一般為毫秒級,AMOLED 為主動發光,響應時間可達微秒級,但在實際應用中,因 AMOLED 驅動技術限制及 LCD 極限響應時間能滿足人眼需求,兩者畫面刷新率差距並不顯著。在柔性和輕薄方面,儘管有廠商嘗試製作柔性 LCD,但製造難度和成本過高,難以與柔性 AMOLED 競爭。
整體而言,在中低端市場,LCD 憑藉成本優勢地位穩固;在高端市場,採用 Mini-LED 背光和量子點薄膜的 LCD 也具備成本競爭力。未來很長一段時間,LCD 仍將是主流顯示技術,液晶材料在顯示領域的核心地位短期內難以撼動 。
液晶材料的應用遠不止於顯示領域,其強可調製的電光特性,使其在眾多非顯示領域展現出巨大潛力。
調光玻璃是液晶材料較為成熟的非顯示應用之一。常見的聚合物分散液晶(PDLC)調光玻璃,利用液晶以小微滴分散在有機固態聚合物基體內,不加電時液晶分子自由取向,光線被散射呈不透明態;加電後液晶分子取向一致,玻璃呈現透明態。這種特性使調光玻璃可自由控制透明和不透明狀態切換,主要應用於商用辦公場景,還可通過電極圖形化定製圖案 。與 PDLC 原理類似的聚合物網絡液晶(PNLC),調製性能更優,驅動電壓低、響應速度快且可實現多級調製,在汽車玻璃等領域有廣泛應用前景。此外,染料液晶調光玻璃也在開發中,通過調節液晶分子偏轉同步調節染料分子偏轉,實現透過率調節。眾多企業積極布局調光玻璃領域,隨著技術發展和合作推進,調光玻璃在汽車等領域的普及指日可待。
光柵在各行業應用廣泛,液晶光柵作為光柵的一種,雖在精細度和分光效果上與傳統光柵存在差距,但可調製性是其獨特優勢。在裸眼 3D 顯示中,普通光柵無法實現 2D/3D 切換且有視點限制,而液晶光柵不加電時呈透明態顯示 2D 圖像,加電後形成光柵效果顯示 3D 圖像,還可結合眼球追蹤技術自動調整 3D 視點。實際上,液晶相控陣、液晶透鏡等都可看作是液晶光柵的應用分支,它們基於液晶光柵原理,在不同領域發揮著重要作用,展現出液晶材料在光學調製方面的強大能力。
液晶相控陣的核心是液晶移相器陣列,相比常見電子移相器件,具有體積小、重量輕、功耗低等優勢,更適合低功率高集成度的微波或光學相控陣雷達。其通過電壓調節液晶偏轉改變介電常數,從而改變電磁波相位,實現發射電磁波波束方向的靈活調節 。液晶透鏡則是通過控制透明環形電極控制液晶偏轉,形成等效菲涅爾透鏡。雖然其光學效果無法完全媲美物理菲涅爾透鏡,但可調製性使其具備變焦功能,在近視眼鏡、VR 虛擬現實設備、手機鏡頭等領域具有巨大應用潛力,為相關產品的創新發展提供了新方向。
2025 年,液晶材料行業競爭激烈。在顯示領域,LCD 與 AMOLED 的競爭持續,成本和技術創新成為決定市場份額的關鍵因素。LCD 憑藉在中大尺寸顯示產品中的優勢以及新技術的應用,努力鞏固主流地位;AMOLED 則不斷提升技術、降低成本,試圖擴大市場份額 。在非顯示領域,隨著調光玻璃、液晶光柵、液晶相控陣、液晶透鏡等應用的不斷拓展,眾多企業紛紛布局,競爭逐漸加劇。企業需要不斷加大研發投入,提升液晶材料的性能,探索新的應用場景,以在競爭中脫穎而出。
展望未來,儘管液晶材料在顯示領域面臨新興技術的挑戰,但憑藉其在性能、成本等方面的綜合優勢,仍將在未來很長一段時間保持主流顯示技術地位,尤其在中大尺寸顯示產品中。在非顯示領域,隨著科技的不斷進步,液晶材料的應用將更加廣泛,在光纖通信、相控陣天線等前沿科技領域的應用價值將進一步凸顯。液晶材料作為一種優異的光電材料,必將在國民生活和科技發展中發揮越來越重要的作用,推動相關產業不斷向前發展。
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