裸眼3D液晶透鏡技術(shù)專利分析

國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 陳凱妍

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裸眼3D液晶透鏡技術(shù)專利分析

國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 陳凱妍

【摘要】本文從裸眼3D液晶透鏡技術(shù)出發(fā)，結(jié)合專利庫的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)液晶透鏡技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)、重要申請(qǐng)人及重要專利進(jìn)行分析，為國內(nèi)企業(yè)和科研單位提供專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)，并為他們的研究方向和專利布局提供參考。

【關(guān)鍵詞】裸眼；3D；液晶透鏡；專利

1　裸眼3D液晶透鏡技術(shù)

裸眼3D顯示技術(shù)是采用左右眼圖像分割的方式使左右眼能分別看到對(duì)應(yīng)的圖像，通過人眼形成立體視覺效果，其無需借助任何輔助設(shè)備即可觀看三維立體影像效果，具有視覺縱深較大、用戶體驗(yàn)較好等優(yōu)勢(shì)，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

裸眼3D顯示技術(shù)主要包括光壁障技術(shù)、透鏡技術(shù)、指向光源技術(shù)和多層顯示技術(shù)領(lǐng)域透鏡技術(shù)[1]。其中，透鏡技術(shù)（Lenticular Lens）最大的優(yōu)勢(shì)是亮度不會(huì)受到影響。而液晶透鏡技術(shù)（Liquid Crystal Lens）作為透鏡技術(shù)的分支，其能夠通過電場(chǎng)控制液晶分子的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)透鏡效果，既能克服其它裸眼3D顯示技術(shù)中的亮度低、透鏡焦距固定等問題，又能實(shí)現(xiàn)在顯示屏幕中2D/3D圖像顯示的無縫結(jié)合，且可精細(xì)地調(diào)整每個(gè)像素的顯示效果[2]。液晶透鏡技術(shù)是裸眼式立體顯示技術(shù)中最為前沿的技術(shù)，如果該技術(shù)能夠大規(guī)模地應(yīng)用于終端顯示設(shè)備，則必將給3D行業(yè)帶來巨大變革[3]。雖然液晶透鏡技術(shù)尚未大規(guī)模產(chǎn)品化，但國內(nèi)外市場(chǎng)主體圍繞該技術(shù)的專利布局已經(jīng)展開，因此從專利的角度對(duì)該技術(shù)的申請(qǐng)態(tài)勢(shì)、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及主要申請(qǐng)人進(jìn)行分析，將對(duì)企業(yè)和科研單位的技術(shù)研發(fā)、專利布局提供有價(jià)值的專利情報(bào)。

2　裸眼3D液晶透鏡技術(shù)國內(nèi)外專利申請(qǐng)對(duì)比及技術(shù)分析

本文中的專利數(shù)據(jù)來自中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（簡稱CNABS）和西文文摘庫（簡稱SIPOABS）、2015年12月31日之前公開的專利文獻(xiàn)。裸眼3D液晶透鏡技術(shù)在IPC分類表中有比較準(zhǔn)確的分類號(hào)：G02B27/22（用于產(chǎn)生立體或其他三維效果的）、H04N13/00（立體電視系統(tǒng)，其零部件），結(jié)合液晶顯示的相關(guān)分類號(hào)G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元），G02F1/133（構(gòu)造上的設(shè)備；液晶單元的工作；電路裝置），G02F1/1333（構(gòu)造上的設(shè)備），并使用三維、3維、3D、立體、裸眼、液晶、LCD等關(guān)鍵詞在CNABS、SIPOABS數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，并對(duì)裸眼3D液晶透鏡技術(shù)相關(guān)的專利申請(qǐng)進(jìn)行分析。

2.1歷年專利申請(qǐng)量分析

通過檢索得出，國內(nèi)外裸眼3D液晶透鏡技術(shù)的專利申請(qǐng)量約1915項(xiàng)。根據(jù)每年的申請(qǐng)量給出裸眼3D液晶透鏡技術(shù)在國內(nèi)外各年度專利申請(qǐng)的趨勢(shì)圖(圖1)。由于專利申請(qǐng)的公開有一定的滯后性，因此在實(shí)際數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)2014年之后的專利申請(qǐng)量比實(shí)際申請(qǐng)量少的情況，因此，2014年之后的數(shù)據(jù)僅具有參考意義。通過圖1可以看出，液晶透鏡技術(shù)的專利申請(qǐng)量大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：2003年以前，液晶透鏡技術(shù)處于緩慢發(fā)展期，專利申請(qǐng)量很少，這主要是因?yàn)?D顯示技術(shù)還未成型；而從2003年到2009年期間，專利申請(qǐng)量逐步增多，這主要是因?yàn)樽?004年始，液晶顯示技術(shù)不斷成熟演化[2]，裸眼3D顯示技術(shù)借助于液晶顯示的平臺(tái)越來越被研究人員所重視；從2009年開始，該技術(shù)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速增長的趨勢(shì)，申請(qǐng)量的增多也說明裸眼3D液晶透鏡技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。

相比于國外企業(yè)，中國在該領(lǐng)域的起步較晚，但是在經(jīng)歷了緩慢發(fā)展時(shí)期后，國內(nèi)申請(qǐng)人開始逐漸意識(shí)到該領(lǐng)域的巨大價(jià)值和良好前景，逐漸掌握核心技術(shù)，且專利布局意識(shí)增強(qiáng)。從2009年開始，國內(nèi)的申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢(shì)，在2009年之后，專利申請(qǐng)量的增長尤為顯著，并于2011-2013年達(dá)到峰值。綜合看來，國內(nèi)對(duì)裸眼3D液晶透鏡技術(shù)的研發(fā)日趨活躍，國內(nèi)申請(qǐng)人在相關(guān)技術(shù)的專利布局也更為積極，他們已經(jīng)具有了一定的專利基礎(chǔ)和專利技術(shù)實(shí)力。

圖1　1999-2015年裸眼3D液晶透鏡技術(shù)各年度專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖

2.2主要申請(qǐng)人分析

圖2示出了裸眼3D液晶透鏡技術(shù)專利申請(qǐng)的主要申請(qǐng)人。排名靠前的申請(qǐng)人主要集中于國內(nèi)外知名顯示面板制造廠商。三星公司在液晶顯示領(lǐng)域起步較早，裸眼立體技術(shù)也發(fā)展較快，專利申請(qǐng)量一直保持于良好的水平；相比國外知名企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)的申請(qǐng)數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，京東方作為國內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的顯示領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，在國內(nèi)顯示面板企業(yè)中技術(shù)最為先進(jìn)，企業(yè)規(guī)模最為龐大，專利申請(qǐng)量也處于領(lǐng)先位置。華星光電逐漸重視產(chǎn)品研發(fā)和掌握核心科技，自2010年以來，專利申請(qǐng)量逐年劇增，且專利申請(qǐng)總量已趕超國外知名企業(yè)；超多維是中國較早研發(fā)3D顯示技術(shù)、推出3D顯示產(chǎn)品的領(lǐng)軍企業(yè)之一，其在該行業(yè)內(nèi)展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。此外，友達(dá)光電和中華映管也在該領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

圖2　1999-2015年裸眼3D液晶透鏡技術(shù)專利申請(qǐng)主要申請(qǐng)人

2.3重點(diǎn)專利分析

通過分析，液晶透鏡技術(shù)主要有2D/3D切換、提高圖像顯示質(zhì)量、增強(qiáng)光學(xué)效果、降低成本等技術(shù)功效。三星公司在液晶顯示領(lǐng)域起步較早，裸眼立體技術(shù)也發(fā)展較快，在液晶透鏡技術(shù)方面，其主要致力于2D／3D切換技術(shù)；京東方在國內(nèi)顯示面板企業(yè)中技術(shù)最為先進(jìn)，在液晶透鏡技術(shù)方面，其主要致力于提高圖像顯示質(zhì)量技術(shù)；超多維是中國較早研發(fā)3D顯示技術(shù)、推出3D顯示產(chǎn)品的領(lǐng)軍企業(yè)之一，在液晶透鏡技術(shù)方面，其主要致力于改善立體顯示效果；華星光電則主要致力于降低平板顯示裝置的生產(chǎn)成本的研發(fā)。

2.3.12D／3D切換

三星公司于2007年4月12日提交的公開號(hào)為KR10-2008-0092625A的專利申請(qǐng)中，提供了一種高效的2D/3D可切換顯示器，該顯示器包括形成圖像的顯示單元、透鏡陣列、液晶透鏡以及切換視場(chǎng)分離單元，該切換視場(chǎng)分離單元將所述顯示單元所形成的圖像切換成2D圖像或3D圖像。

2.3.2提高圖像顯示質(zhì)量

京東方于2012年6月5日提交的公開號(hào)為CN102707539A的專利申請(qǐng)中，提供一種2D-3D可切換立體顯示裝置及液晶透鏡，所述液晶透鏡包括：第一基板上形成有第一電極，第二基板上形成有第二電極；設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間的聚合物層和液晶層，所述液晶層采用雙頻液晶。本發(fā)明能夠改善立體顯示裝置由2D切換到3D時(shí)的滯后效應(yīng)，從而提升立體顯示裝置的顯示效果。京東方于2011年10月25日提交的公開號(hào)為CN102629009A的專利申請(qǐng)中，提供了一種裸眼三維圖像顯示方法及裝置，解決了由現(xiàn)有透鏡式3D顯示技術(shù)制備的透鏡式3D顯示器的分辨率會(huì)降低的問題。

2.3.3降低串?dāng)_，改善立體顯示效果

超多維于2015年4月30日提交的公告號(hào)為CN204667023U的實(shí)用新型專利中，提供液晶透鏡，包括相對(duì)設(shè)置的第一基板與第二基板，第一基板與第二基板之間形成多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液晶透鏡單元，相鄰兩個(gè)液晶透鏡單元共用一個(gè)第一電極，第二基板朝向第一基板的一側(cè)設(shè)有多個(gè)第二電極，各第二電極彼此間隔設(shè)置，相鄰兩個(gè)第二電極之間形成開口部，開口部的中心線與其相對(duì)應(yīng)的并位于液晶透鏡單元邊緣處的第一電極的中心線在同一條直線上，該液晶透鏡用于立體顯示時(shí)，明顯降低了相鄰兩個(gè)液晶透鏡單元交界處的串?dāng)_現(xiàn)象，改善立體顯示效果。

2.3.4降低平板顯示裝置的生產(chǎn)成本

華星光電于2011年11月18日提交的公告號(hào)為CN202434154U的實(shí)用新型專利中，提供一種平板顯示裝置的平板顯示裝置，其包括背光系統(tǒng)以及顯示面板。背光系統(tǒng)包括光源、第一主拼接件、第二主拼接件、第三主拼接件、第四主拼接件、第五主拼接件、第六主拼接件以及至少一輔拼接件。其中，第一主拼接件、第二主拼接件、第三主拼接件以及第四主拼接件拼接，以形成背光系統(tǒng)的背框的主框架，輔拼接件設(shè)置于主框架內(nèi)并與主框架拼接。光源設(shè)置在第二主拼接件和第四主拼接件上。其中，第五主拼接件、第一主拼接件、第六主拼接件以及第三主拼接件拼接，以形成背光系統(tǒng)的中框。本實(shí)用新型的平板顯示裝置及立體顯示裝置的背光結(jié)構(gòu)簡單，能夠節(jié)省背框的材料，以降低平板顯示裝置的成本。

3　小結(jié)

根據(jù)以上分析可以看出，裸眼3D液晶透鏡技術(shù)申請(qǐng)主要集中于國內(nèi)外知名顯示面板制造廠商。相比國外知名企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)的申請(qǐng)數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，例如京東方、華星光電、超多維。此外，友達(dá)光電和中華映管也在該領(lǐng)域占據(jù)一席之地。液晶透鏡技術(shù)是未來發(fā)展的重點(diǎn)，由于國內(nèi)具有智能終端和智能電視的巨大消費(fèi)人群，這意味著企業(yè)在這方面具有巨大的潛在市場(chǎng)，因此，在今后這一方面的專利發(fā)展中，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)專利創(chuàng)新和專利積累，以在全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟。

參考文獻(xiàn)

[1]王婧.裸眼3D技術(shù)及其應(yīng)用[D].江西:南昌大學(xué),2012.

[2]楊鐵軍.產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告:第5冊(cè)[M].北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2012.

[3]康凱,王興.智能電視行業(yè)專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析[J].電視技術(shù),2013,37(10):12-15.