液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)分析

李偉超 趙景煥 李保安

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州　450002）

液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)分析

李偉超 趙景煥 李保安

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州450002）

隨著液晶顯示產(chǎn)品技術(shù)的日趨成熟，窄邊框技術(shù)逐漸成為提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要研究課題。文章立足于專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，統(tǒng)計(jì)分析了涉及液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的中國(guó)專利申請(qǐng)狀況、各技術(shù)分支申請(qǐng)量的占比以及變化趨勢(shì)、重要申請(qǐng)人及重要申請(qǐng)人技術(shù)分析，從而為相關(guān)領(lǐng)域的專利審查員和技術(shù)人員提供參考。

液晶顯示；窄邊框；專利分析

1　液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)概述

隨著TFT-LCD產(chǎn)品技術(shù)不斷發(fā)展，液晶顯示市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，各廠家競(jìng)相開展新技術(shù)研究，以提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其中，液晶顯示裝置窄邊框化，能夠有效提高屏占比，提升視覺效果，特別是能夠順應(yīng)現(xiàn)有市場(chǎng)下移動(dòng)顯示產(chǎn)品的大屏化趨勢(shì)［1，2］。

在本文，將顯示裝置的顯示區(qū)域邊緣到框架邊緣定義為邊框。邊框的存在會(huì)降低整個(gè)顯示屏的視覺效果，邊框區(qū)域越大，視覺效果越差。窄邊框，意味著在同樣尺寸、相同分辨率的顯示面上，能夠得到更大的可視面積。在近年的平板顯示的展會(huì)上，部分廠商已經(jīng)展出了多款移動(dòng)顯示窄邊框技術(shù)產(chǎn)品。

2　液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的技術(shù)分支

窄邊框產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，主要從電極設(shè)計(jì)、框架工藝、框膠工藝和液晶滴下工藝等幾方面進(jìn)行改進(jìn)［1］。下面對(duì)這幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 電極設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的柵極電路設(shè)計(jì)，柵極電路位于顯示屏周邊區(qū)域，采用直接排布設(shè)計(jì)（見圖1（a）），這樣顯示屏邊框的寬度就和柵極線的數(shù)量有關(guān)，即顯示屏的分辨率越高，像素越多，控制這些像素的柵極線越多，則需要非常寬大的邊框來(lái)放置柵極線。為減小邊框?qū)挾龋夹g(shù)人員提出了新的排布方式，包括陣列基板行驅(qū)動(dòng)技術(shù)（Gate Driver on Array，GOA），柵極直接從顯示區(qū)域引出技術(shù)（Gate Fan-out in Active Area，GIA）及其他設(shè)計(jì)。其中，圖1（b）示出了GOA技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)，其基本概念是直接將柵極驅(qū)動(dòng)器制作在陣列基板的玻璃基板上。GOA技術(shù)相比傳統(tǒng)柵極設(shè)計(jì)，可以減小扇出區(qū)域和粘結(jié)區(qū)域面積，滿足窄邊框的設(shè)計(jì)要求［3］。

2.2 框架工藝

框架工藝是指，對(duì)顯示面板之外的如背光模組、機(jī)械框架等進(jìn)行優(yōu)化的機(jī)械方法或光學(xué)方法的總稱。除了顯示面板上的非顯示區(qū)域影響邊框外，背光模組和對(duì)顯示面板封裝的框架結(jié)構(gòu)，都在顯示裝置上占據(jù)一定的空間，造成寬邊框。為減小邊框?qū)挾龋夹g(shù)人員一般從優(yōu)化背光模組結(jié)構(gòu)、改進(jìn)框架結(jié)構(gòu)和光學(xué)“消邊框”等方面進(jìn)行改進(jìn)。

圖1　a傳統(tǒng)柵極電路設(shè)計(jì)；b GOA電路設(shè)計(jì)

圖2 窄邊框技術(shù)中國(guó)申請(qǐng)趨勢(shì)圖

2.3 框膠工藝

在顯示裝置中，框膠主要用于粘結(jié)上下基板和密封兩個(gè)基板之間的液晶。一般框膠影響邊框?qū)挾鹊脑蛑饕校盒枰c基板具有足夠的粘結(jié)面積以保證粘結(jié)效果、框膠的光固化工藝要避免照射液晶區(qū)域引起液晶分子劣化以及點(diǎn)膠工藝對(duì)涂布窄寬度框膠的限制等等。技術(shù)人員主要從提高框膠的性能、框膠涂布區(qū)域設(shè)置凸起凹槽結(jié)構(gòu)、改善框膠固化工藝和點(diǎn)膠工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)。

2.4 液晶滴下工藝

本文所指液晶滴下工藝主要是指，包括配向液涂布和液晶滴下/灌注的具有流體性能的元件的配置工藝。在窄邊框要求下，對(duì)控制流體元件的溢流區(qū)域的控制顯得尤為重要。技術(shù)人員主要通過改善配向液和液晶性能、改進(jìn)涂布或滴下方式和工藝、設(shè)置阻擋結(jié)構(gòu)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)窄邊框化。

3　液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的中國(guó)專利申請(qǐng)分析

3.1 專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

圖2反映了窄邊框技術(shù)在中國(guó)申請(qǐng)的趨勢(shì)。從圖中可看出，1995年首次出現(xiàn)以減小邊框?yàn)槟康牡膶＠暾?qǐng)，開啟了窄邊框技術(shù)在中國(guó)大陸申請(qǐng)的先河；之后到2004年之前，申請(qǐng)量都處在每年10件以下；這一階段的鮮明特點(diǎn)是，申請(qǐng)人幾乎都是日本企業(yè)，這反映了在液晶顯示領(lǐng)域，日本企業(yè)曾長(zhǎng)期處于國(guó)際領(lǐng)先地位的事實(shí)。從2005到2010年，專利申請(qǐng)數(shù)量開始出現(xiàn)較大的穩(wěn)定增長(zhǎng)，申請(qǐng)數(shù)量逐漸超過30件，可見窄邊框技術(shù)經(jīng)過長(zhǎng)期的技術(shù)醞釀，已經(jīng)出現(xiàn)了快速發(fā)展的勢(shì)頭；這一階段，雖然日本企業(yè)仍然占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但以友達(dá)為代表的臺(tái)灣企業(yè)和以天馬微電子為代表的中國(guó)大陸企業(yè)開始嶄露頭角。2011年開始，申請(qǐng)量進(jìn)入快速增長(zhǎng)通道，截止到2015年，年申請(qǐng)數(shù)量已達(dá)250件以上；這一階段，京東方、華星光電以及友達(dá)開始在申請(qǐng)量上反超日企等國(guó)外企業(yè)。從上述趨勢(shì)可以看出，目前對(duì)液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的研究仍處于相對(duì)活躍時(shí)期。

3.2 技術(shù)分支比較分析

在窄邊框技術(shù)的中國(guó)專利申請(qǐng)中，涉及電極設(shè)計(jì)、框架工藝、框膠工藝和液晶滴下工藝的分別為499件、465件、146件和30件。

圖3反映了各技術(shù)分支占總申請(qǐng)量的比例，其中涉及電極設(shè)計(jì)和框架工藝的專利申請(qǐng)分別占比為43%和41%，兩者占據(jù)了窄邊框申請(qǐng)的絕大多數(shù)。技術(shù)人員可以理解的是，液晶顯示裝置的電極、驅(qū)動(dòng)和外部框架相對(duì)于框膠和流體溢流范圍，絕對(duì)尺寸更大，其對(duì)實(shí)現(xiàn)窄邊框化制約更大，則電極設(shè)計(jì)和對(duì)框架工藝改進(jìn)具有相對(duì)更大的效果；涉及框膠工藝和液晶滴下工藝的專利申請(qǐng)分別占比為13%和3%，有理由推測(cè)，在這兩個(gè)分支不是研究重點(diǎn)的現(xiàn)狀下，對(duì)其展開研究和專利申請(qǐng)具有較大的潛力和前景。

圖3 各技術(shù)分支占比圖

圖4 申請(qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人

圖5 申請(qǐng)量排名前4位的申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成圖

3.3 重要申請(qǐng)人分析

圖4反映了重要申請(qǐng)人的申請(qǐng)量排序情況，可以看出，這些申請(qǐng)人中排名前兩位的京東方和華星光電為中國(guó)大陸企業(yè)，第三位的友達(dá)光電為中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)，之后的第四、五分別為韓企和日企，這反映了在窄邊框技術(shù)乃至液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，中日韓等國(guó)處于技術(shù)領(lǐng)先的現(xiàn)狀。此外，結(jié)合前文的申請(qǐng)趨勢(shì)圖可知，在窄邊框技術(shù)上，日企長(zhǎng)期處于獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的地位，之后臺(tái)灣和大陸企業(yè)逐漸出現(xiàn)，最后京東方、華星光電等大陸企業(yè)申請(qǐng)量增長(zhǎng)迅速，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外企業(yè)的反超，其客觀地反映了窄邊框技術(shù)乃至液晶顯示技術(shù)，從日韓到中國(guó)臺(tái)灣，再到中國(guó)大陸的技術(shù)轉(zhuǎn)移情況。以京東方和華星光電為代表的大陸企業(yè)的崛起，一方面得利于政府政策層面和資金層面的大力支持，特別是京東方作為國(guó)有企業(yè)資金雄厚，能夠完成關(guān)鍵技術(shù)的引進(jìn)和創(chuàng)新；一方面是由于伴隨著液晶顯示技術(shù)的成熟化和市場(chǎng)化，中國(guó)大陸市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力凸顯，推動(dòng)了液晶顯示的企業(yè)的快速增長(zhǎng)；再一方面是由于大陸企業(yè)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)上的覺醒，提高了自主創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)，加大了技術(shù)自主研發(fā)的投入。應(yīng)當(dāng)注意的是，韓日企業(yè)雖然在申請(qǐng)的絕對(duì)數(shù)量上處于劣勢(shì)，但是長(zhǎng)期的技術(shù)積淀使其在專利質(zhì)量上水平較高，且作為國(guó)外企業(yè)在中國(guó)的申請(qǐng)量能夠排名前列，可見日韓企業(yè)的技術(shù)實(shí)力不能小覷。

圖5示出了申請(qǐng)量排名前四位的申請(qǐng)人的技術(shù)構(gòu)成情況。在技術(shù)構(gòu)成上，京東方申請(qǐng)主要集中在電極設(shè)計(jì)技術(shù)、華星光電和樂金申請(qǐng)集中在電極設(shè)計(jì)和框架工藝兩項(xiàng)技術(shù)、友達(dá)光電申請(qǐng)?jiān)陔姌O設(shè)計(jì)、框架工藝和框膠工藝分布較為均衡，這反映了各個(gè)企業(yè)的不同發(fā)展戰(zhàn)略。京東方突出優(yōu)勢(shì)的發(fā)展模式，使其得以在與其他企業(yè)橫向比較上，申請(qǐng)總量排名首位，且技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，其他企業(yè)超越難度較大，市場(chǎng)領(lǐng)先地位相對(duì)穩(wěn)定；華星光電重點(diǎn)布局的發(fā)展模式，使其得以能夠挑戰(zhàn)京東方的弱勢(shì)技術(shù)，占據(jù)框架工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)地位，且能夠在電極設(shè)計(jì)技術(shù)不被京東方甩開太多，又能在其他技術(shù)上與各個(gè)企業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)的姿態(tài)；友達(dá)光電采取的多技術(shù)均衡發(fā)展的模式，使得其雖然不能快速奪得某些技術(shù)的強(qiáng)勢(shì)地位，但是綜合實(shí)力較強(qiáng)，在各個(gè)技術(shù)上都能夠保持追趕態(tài)勢(shì)，具備快速趕超的潛力。此外，四家企業(yè)在框膠工藝和液晶滴下工藝上投入研究普遍不足，一方面說(shuō)明這兩項(xiàng)技術(shù)確實(shí)存在技術(shù)瓶頸或前景不足，另一方面也預(yù)示著充分發(fā)展這兩項(xiàng)技術(shù)，有利于企業(yè)搶占技術(shù)先機(jī)，對(duì)企業(yè)發(fā)展意義重大。

4　結(jié)語(yǔ)

通過以上對(duì)液晶顯示裝置窄邊框技術(shù)的中國(guó)專利分析可知，國(guó)內(nèi)外對(duì)窄邊框的研究取得了一定進(jìn)展，該領(lǐng)域的重點(diǎn)技術(shù)集中在電極設(shè)計(jì)和框架技術(shù)兩方面。雖然國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的起步較晚，但是近年來(lái)在專利的數(shù)量和質(zhì)量上都對(duì)國(guó)外企業(yè)實(shí)現(xiàn)了反超，這也客觀反映了近年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)在液晶顯示技術(shù)上逐漸取得主導(dǎo)地位的事實(shí)。鑒于窄邊框液晶顯示裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)想，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，窄邊框的液晶顯示設(shè)備也會(huì)越來(lái)越多的進(jìn)入人們的視野。

［1］劉亮，王向楠，等.TFT-LCD移動(dòng)顯示窄邊框技術(shù)進(jìn)展［J］.液晶與顯示，2013，28（2）：228-232.

［2］劉帥，呂志超，等.解讀液晶顯示產(chǎn)品窄邊框薄型化設(shè)計(jì)方案［J］.電子世界，2013（24）：123-124.

［3］劉士奎，王超，等.液晶顯示領(lǐng)域之GOA技術(shù)專利分析［J］.中國(guó)發(fā)明與專利，2013（6）：21-28.

Analysis on the Chinese Patent Applications of the Slim Border Technology of Liquid Crystal Display Device

Li WeichaoZhao JinghuanLi Baoan
（Paten Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

With the development of liquid crystal display technology，slim border technology gradually becomes an important research subject to improve product quality，and to increase the competitiveness in market.Based on the patent application data，the article analyzed the status of Chinese patent applications of the slim border technology involved in liquid crystal display device，change trend of each technology branch，the important applicant and technical analysis of the important applicants，thus it is helpful to provide a reference for patents examiners and technical workers in related fields.

liquid crystal display；slim border；patent analysis

TN873.93

A

1003-5168（2016）06-0076-03

2016-5-16

李偉超（1986-），男，審查員，研究方向：液晶顯示領(lǐng)域相關(guān)發(fā)明專利實(shí)質(zhì)審查；趙景煥（1970-），男，研究員，研究方向：發(fā)明專利實(shí)質(zhì)審查及專利分析研究。