在科技飞速发展的当下,液晶材料凭借其独特的物理化学性质,在众多领域发挥着举足轻重的作用。从日常使用的电子显示设备,到前沿的光电器件,液晶材料的身影无处不在。在显示领域,液晶显示技术虽面临新兴技术的挑战,但依然占据主流地位;在非显示领域,其优异的电调制性能和光学各向异性,为众多创新应用提供了可能。2025年,液晶材料行业竞争愈发激烈,技术革新与应用拓展成为企业抢占市场的关键。
在显示技术领域,液晶材料是液晶显示屏(LCD)的核心组成部分。《2025-2030年全球及中国液晶材料行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,与有源式有机发光二极管(AMOLED)相比,LCD 中的液晶材料展现出多方面的优势。在亮度方面,LCD 能够保持稳定且较高的亮度输出,而 AMOLED 在长时间使用后,有机材料尤其是蓝光材料易出现亮度衰减问题。从寿命来看,AMOLED 的有机材料特性使其面临色偏、烧屏等困扰,相比之下,LCD 的液晶材料稳定性更高,使用寿命更长。在均一性上,受制造工艺影响,AMOLED 像素间存在细微差异,导致低灰阶均一性差,显示低灰阶图像时会出现不规则线条、晕纹等现象,而 LCD 在这方面表现更为均衡。分辨率上,液晶屏每个像素包含独立的 RGB 三色子像素,可完整显示标称分辨率图像;AMOLED 屏普遍采用子像素渲染技术,虽提高了像素寿命等,但物理子像素存在缩水,实际清晰度低于同分辨率的液晶屏 。健康护眼方面,AMOLED 为解决低灰阶均一度问题采用的 PWM 脉宽调制技术,因高频闪烁引发用户对视力损伤的担忧,而 LCD 在这方面更具优势。
不过,LCD 中的液晶材料也存在劣势。与主动发光的 AMOLED 相比,LCD 采用 TFT 驱动液晶面板控制背光透过实现彩色显示,在对比度、色域、响应时间、轻薄及柔性方面存在先天差距。传统 LCD 受荧光粉、彩膜限制,色彩表现不佳,但随着量子点材料等新技术的应用,其色域已能达到甚至超过 AMOLED 水平。LCD 画面刷新需控制液晶偏转,响应时间一般为毫秒级,AMOLED 为主动发光,响应时间可达微秒级,但在实际应用中,因 AMOLED 驱动技术限制及 LCD 极限响应时间能满足人眼需求,两者画面刷新率差距并不显著。在柔性和轻薄方面,尽管有厂商尝试制作柔性 LCD,但制造难度和成本过高,难以与柔性 AMOLED 竞争。
整体而言,在中低端市场,LCD 凭借成本优势地位稳固;在高端市场,采用 Mini-LED 背光和量子点薄膜的 LCD 也具备成本竞争力。未来很长一段时间,LCD 仍将是主流显示技术,液晶材料在显示领域的核心地位短期内难以撼动 。
液晶材料的应用远不止于显示领域,其强可调制的电光特性,使其在众多非显示领域展现出巨大潜力。
调光玻璃是液晶材料较为成熟的非显示应用之一。常见的聚合物分散液晶(PDLC)调光玻璃,利用液晶以小微滴分散在有机固态聚合物基体内,不加电时液晶分子自由取向,光线被散射呈不透明态;加电后液晶分子取向一致,玻璃呈现透明态。这种特性使调光玻璃可自由控制透明和不透明状态切换,主要应用于商用办公场景,还可通过电极图形化定制图案 。与 PDLC 原理类似的聚合物网络液晶(PNLC),调制性能更优,驱动电压低、响应速度快且可实现多级调制,在汽车玻璃等领域有广泛应用前景。此外,染料液晶调光玻璃也在开发中,通过调节液晶分子偏转同步调节染料分子偏转,实现透过率调节。众多企业积极布局调光玻璃领域,随着技术发展和合作推进,调光玻璃在汽车等领域的普及指日可待。
光栅在各行业应用广泛,液晶光栅作为光栅的一种,虽在精细度和分光效果上与传统光栅存在差距,但可调制性是其独特优势。在裸眼 3D 显示中,普通光栅无法实现 2D/3D 切换且有视点限制,而液晶光栅不加电时呈透明态显示 2D 图像,加电后形成光栅效果显示 3D 图像,还可结合眼球追踪技术自动调整 3D 视点。实际上,液晶相控阵、液晶透镜等都可看作是液晶光栅的应用分支,它们基于液晶光栅原理,在不同领域发挥着重要作用,展现出液晶材料在光学调制方面的强大能力。
液晶相控阵的核心是液晶移相器阵列,相比常见电子移相器件,具有体积小、重量轻、功耗低等优势,更适合低功率高集成度的微波或光学相控阵雷达。其通过电压调节液晶偏转改变介电常数,从而改变电磁波相位,实现发射电磁波波束方向的灵活调节 。液晶透镜则是通过控制透明环形电极控制液晶偏转,形成等效菲涅尔透镜。虽然其光学效果无法完全媲美物理菲涅尔透镜,但可调制性使其具备变焦功能,在近视眼镜、VR 虚拟现实设备、手机镜头等领域具有巨大应用潜力,为相关产品的创新发展提供了新方向。
2025 年,液晶材料行业竞争激烈。在显示领域,LCD 与 AMOLED 的竞争持续,成本和技术创新成为决定市场份额的关键因素。LCD 凭借在中大尺寸显示产品中的优势以及新技术的应用,努力巩固主流地位;AMOLED 则不断提升技术、降低成本,试图扩大市场份额 。在非显示领域,随着调光玻璃、液晶光栅、液晶相控阵、液晶透镜等应用的不断拓展,众多企业纷纷布局,竞争逐渐加剧。企业需要不断加大研发投入,提升液晶材料的性能,探索新的应用场景,以在竞争中脱颖而出。
展望未来,尽管液晶材料在显示领域面临新兴技术的挑战,但凭借其在性能、成本等方面的综合优势,仍将在未来很长一段时间保持主流显示技术地位,尤其在中大尺寸显示产品中。在非显示领域,随着科技的不断进步,液晶材料的应用将更加广泛,在光纤通信、相控阵天线等前沿科技领域的应用价值将进一步凸显。液晶材料作为一种优异的光电材料,必将在国民生活和科技发展中发挥越来越重要的作用,推动相关产业不断向前发展。