裸眼3D液晶透鏡技術專利分析

國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心 陳凱妍

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裸眼3D液晶透鏡技術專利分析

國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心 陳凱妍

【摘要】本文從裸眼3D液晶透鏡技術出發，結合專利庫的統計數據，對液晶透鏡技術專利申請趨勢、重要申請人及重要專利進行分析，為國內企業和科研單位提供專利申請數據，并為他們的研究方向和專利布局提供參考。

【關鍵詞】裸眼；3D；液晶透鏡；專利

1　裸眼3D液晶透鏡技術

裸眼3D顯示技術是采用左右眼圖像分割的方式使左右眼能分別看到對應的圖像，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、用戶體驗較好等優勢，受到業界廣泛關注。

裸眼3D顯示技術主要包括光壁障技術、透鏡技術、指向光源技術和多層顯示技術領域透鏡技術[1]。其中，透鏡技術（Lenticular Lens）最大的優勢是亮度不會受到影響。而液晶透鏡技術（Liquid Crystal Lens）作為透鏡技術的分支，其能夠通過電場控制液晶分子的動作來實現透鏡效果，既能克服其它裸眼3D顯示技術中的亮度低、透鏡焦距固定等問題，又能實現在顯示屏幕中2D/3D圖像顯示的無縫結合，且可精細地調整每個像素的顯示效果[2]。液晶透鏡技術是裸眼式立體顯示技術中最為前沿的技術，如果該技術能夠大規模地應用于終端顯示設備，則必將給3D行業帶來巨大變革[3]。雖然液晶透鏡技術尚未大規模產品化，但國內外市場主體圍繞該技術的專利布局已經展開，因此從專利的角度對該技術的申請態勢、技術發展趨勢以及主要申請人進行分析，將對企業和科研單位的技術研發、專利布局提供有價值的專利情報。

2　裸眼3D液晶透鏡技術國內外專利申請對比及技術分析

本文中的專利數據來自中國專利文摘數據庫（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。裸眼3D液晶透鏡技術在IPC分類表中有比較準確的分類號：G02B27/22（用于產生立體或其他三維效果的）、H04N13/00（立體電視系統，其零部件），結合液晶顯示的相關分類號G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元），G02F1/133（構造上的設備；液晶單元的工作；電路裝置），G02F1/1333（構造上的設備），并使用三維、3維、3D、立體、裸眼、液晶、LCD等關鍵詞在CNABS、SIPOABS數據庫中進行檢索，并對裸眼3D液晶透鏡技術相關的專利申請進行分析。

2.1歷年專利申請量分析

通過檢索得出，國內外裸眼3D液晶透鏡技術的專利申請量約1915項。根據每年的申請量給出裸眼3D液晶透鏡技術在國內外各年度專利申請的趨勢圖(圖1)。由于專利申請的公開有一定的滯后性，因此在實際數據中會出現2014年之后的專利申請量比實際申請量少的情況，因此，2014年之后的數據僅具有參考意義。通過圖1可以看出，液晶透鏡技術的專利申請量大致經歷了三個階段：2003年以前，液晶透鏡技術處于緩慢發展期，專利申請量很少，這主要是因為3D顯示技術還未成型；而從2003年到2009年期間，專利申請量逐步增多，這主要是因為自2004年始，液晶顯示技術不斷成熟演化[2]，裸眼3D顯示技術借助于液晶顯示的平臺越來越被研究人員所重視；從2009年開始，該技術領域蓬勃發展，專利申請量呈現快速增長的趨勢，申請量的增多也說明裸眼3D液晶透鏡技術已經日趨成熟。

相比于國外企業，中國在該領域的起步較晚，但是在經歷了緩慢發展時期后，國內申請人開始逐漸意識到該領域的巨大價值和良好前景，逐漸掌握核心技術，且專利布局意識增強。從2009年開始，國內的申請量呈現快速增長態勢，在2009年之后，專利申請量的增長尤為顯著，并于2011-2013年達到峰值。綜合看來，國內對裸眼3D液晶透鏡技術的研發日趨活躍，國內申請人在相關技術的專利布局也更為積極，他們已經具有了一定的專利基礎和專利技術實力。

圖1　1999-2015年裸眼3D液晶透鏡技術各年度專利申請趨勢圖

2.2主要申請人分析

圖2示出了裸眼3D液晶透鏡技術專利申請的主要申請人。排名靠前的申請人主要集中于國內外知名顯示面板制造廠商。三星公司在液晶顯示領域起步較早，裸眼立體技術也發展較快，專利申請量一直保持于良好的水平；相比國外知名企業，國內企業的申請數量上具有明顯優勢，京東方作為國內具有自主知識產權的顯示領域的領軍企業，在國內顯示面板企業中技術最為先進，企業規模最為龐大，專利申請量也處于領先位置。華星光電逐漸重視產品研發和掌握核心科技，自2010年以來，專利申請量逐年劇增，且專利申請總量已趕超國外知名企業；超多維是中國較早研發3D顯示技術、推出3D顯示產品的領軍企業之一，其在該行業內展現出強勁的發展勢頭。此外，友達光電和中華映管也在該領域占據一席之地。

圖2　1999-2015年裸眼3D液晶透鏡技術專利申請主要申請人

2.3重點專利分析

通過分析，液晶透鏡技術主要有2D/3D切換、提高圖像顯示質量、增強光學效果、降低成本等技術功效。三星公司在液晶顯示領域起步較早，裸眼立體技術也發展較快，在液晶透鏡技術方面，其主要致力于2D／3D切換技術；京東方在國內顯示面板企業中技術最為先進，在液晶透鏡技術方面，其主要致力于提高圖像顯示質量技術；超多維是中國較早研發3D顯示技術、推出3D顯示產品的領軍企業之一，在液晶透鏡技術方面，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成本的研發。

2.3.12D／3D切換

三星公司于2007年4月12日提交的公開號為KR10-2008-0092625A的專利申請中，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分離單元，該切換視場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提高圖像顯示質量

京東方于2012年6月5日提交的公開號為CN102707539A的專利申請中，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。本發明能夠改善立體顯示裝置由2D切換到3D時的滯后效應，從而提升立體顯示裝置的顯示效果。京東方于2011年10月25日提交的公開號為CN102629009A的專利申請中，提供了一種裸眼三維圖像顯示方法及裝置，解決了由現有透鏡式3D顯示技術制備的透鏡式3D顯示器的分辨率會降低的問題。

2.3.3降低串擾，改善立體顯示效果

超多維于2015年4月30日提交的公告號為CN204667023U的實用新型專利中，提供液晶透鏡，包括相對設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結構相同的液晶透鏡單元，相鄰兩個液晶透鏡單元共用一個第一電極，第二基板朝向第一基板的一側設有多個第二電極，各第二電極彼此間隔設置，相鄰兩個第二電極之間形成開口部，開口部的中心線與其相對應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，明顯降低了相鄰兩個液晶透鏡單元交界處的串擾現象，改善立體顯示效果。

2.3.4降低平板顯示裝置的生產成本

華星光電于2011年11月18日提交的公告號為CN202434154U的實用新型專利中，提供一種平板顯示裝置的平板顯示裝置，其包括背光系統以及顯示面板。背光系統包括光源、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，以形成背光系統的背框的主框架，輔拼接件設置于主框架內并與主框架拼接。光源設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，以形成背光系統的中框。本實用新型的平板顯示裝置及立體顯示裝置的背光結構簡單，能夠節省背框的材料，以降低平板顯示裝置的成本。

3　小結

根據以上分析可以看出，裸眼3D液晶透鏡技術申請主要集中于國內外知名顯示面板制造廠商。相比國外知名企業，國內企業的申請數量上具有明顯優勢，例如京東方、華星光電、超多維。此外，友達光電和中華映管也在該領域占據一席之地。液晶透鏡技術是未來發展的重點，由于國內具有智能終端和智能電視的巨大消費人群，這意味著企業在這方面具有巨大的潛在市場，因此，在今后這一方面的專利發展中，國內企業應該加強專利創新和專利積累，以在全球化的市場競爭中站穩腳跟。

參考文獻

[1]王婧.裸眼3D技術及其應用[D].江西:南昌大學,2012.

[2]楊鐵軍.產業專利分析報告:第5冊[M].北京:知識產權出版社,2012.

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