液晶顯示裝置窄邊框技術的中國發明專利申請分析

李偉超 趙景煥 李保安

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州　450002）

液晶顯示裝置窄邊框技術的中國發明專利申請分析

李偉超 趙景煥 李保安

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州450002）

隨著液晶顯示產品技術的日趨成熟，窄邊框技術逐漸成為提高產品質量、增加市場競爭力的重要研究課題。文章立足于專利申請文獻，統計分析了涉及液晶顯示裝置窄邊框技術的中國專利申請狀況、各技術分支申請量的占比以及變化趨勢、重要申請人及重要申請人技術分析，從而為相關領域的專利審查員和技術人員提供參考。

液晶顯示；窄邊框；專利分析

1　液晶顯示裝置窄邊框技術概述

隨著TFT-LCD產品技術不斷發展，液晶顯示市場競爭日趨激烈，各廠家競相開展新技術研究，以提高產品性能、降低產品成本，從而提高市場競爭力。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，特別是能夠順應現有市場下移動顯示產品的大屏化趨勢［1，2］。

在本文，將顯示裝置的顯示區域邊緣到框架邊緣定義為邊框。邊框的存在會降低整個顯示屏的視覺效果，邊框區域越大，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上，部分廠商已經展出了多款移動顯示窄邊框技術產品。

2　液晶顯示裝置窄邊框技術的技術分支

窄邊框產品的實現，主要從電極設計、框架工藝、框膠工藝和液晶滴下工藝等幾方面進行改進［1］。下面對這幾項技術進行介紹。

2.1 電極設計

傳統的柵極電路設計，柵極電路位于顯示屏周邊區域，采用直接排布設計（見圖1（a）），這樣顯示屏邊框的寬度就和柵極線的數量有關，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放置柵極線。為減小邊框寬度，技術人員提出了新的排布方式，包括陣列基板行驅動技術（Gate Driver on Array，GOA），柵極直接從顯示區域引出技術（Gate Fan-out in Active Area，GIA）及其他設計。其中，圖1（b）示出了GOA技術的基本結構，其基本概念是直接將柵極驅動器制作在陣列基板的玻璃基板上。GOA技術相比傳統柵極設計，可以減小扇出區域和粘結區域面積，滿足窄邊框的設計要求［3］。

2.2 框架工藝

框架工藝是指，對顯示面板之外的如背光模組、機械框架等進行優化的機械方法或光學方法的總稱。除了顯示面板上的非顯示區域影響邊框外，背光模組和對顯示面板封裝的框架結構，都在顯示裝置上占據一定的空間，造成寬邊框。為減小邊框寬度，技術人員一般從優化背光模組結構、改進框架結構和光學“消邊框”等方面進行改進。

圖1　a傳統柵極電路設計；b GOA電路設計

圖2 窄邊框技術中國申請趨勢圖

2.3 框膠工藝

在顯示裝置中，框膠主要用于粘結上下基板和密封兩個基板之間的液晶。一般框膠影響邊框寬度的原因主要有：需要與基板具有足夠的粘結面積以保證粘結效果、框膠的光固化工藝要避免照射液晶區域引起液晶分子劣化以及點膠工藝對涂布窄寬度框膠的限制等等。技術人員主要從提高框膠的性能、框膠涂布區域設置凸起凹槽結構、改善框膠固化工藝和點膠工藝等方面進行改進。

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，對控制流體元件的溢流區域的控制顯得尤為重要。技術人員主要通過改善配向液和液晶性能、改進涂布或滴下方式和工藝、設置阻擋結構等方式來實現窄邊框化。

3　液晶顯示裝置窄邊框技術的中國專利申請分析

3.1 專利申請趨勢分析

圖2反映了窄邊框技術在中國申請的趨勢。從圖中可看出，1995年首次出現以減小邊框為目的的專利申請，開啟了窄邊框技術在中國大陸申請的先河；之后到2004年之前，申請量都處在每年10件以下；這一階段的鮮明特點是，申請人幾乎都是日本企業，這反映了在液晶顯示領域，日本企業曾長期處于國際領先地位的事實。從2005到2010年，專利申請數量開始出現較大的穩定增長，申請數量逐漸超過30件，可見窄邊框技術經過長期的技術醞釀，已經出現了快速發展的勢頭；這一階段，雖然日本企業仍然占據優勢，但以友達為代表的臺灣企業和以天馬微電子為代表的中國大陸企業開始嶄露頭角。2011年開始，申請量進入快速增長通道，截止到2015年，年申請數量已達250件以上；這一階段，京東方、華星光電以及友達開始在申請量上反超日企等國外企業。從上述趨勢可以看出，目前對液晶顯示裝置窄邊框技術的研究仍處于相對活躍時期。

3.2 技術分支比較分析

在窄邊框技術的中國專利申請中，涉及電極設計、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反映了各技術分支占總申請量的比例，其中涉及電極設計和框架工藝的專利申請分別占比為43%和41%，兩者占據了窄邊框申請的絕大多數。技術人員可以理解的是，液晶顯示裝置的電極、驅動和外部框架相對于框膠和流體溢流范圍，絕對尺寸更大，其對實現窄邊框化制約更大，則電極設計和對框架工藝改進具有相對更大的效果；涉及框膠工藝和液晶滴下工藝的專利申請分別占比為13%和3%，有理由推測，在這兩個分支不是研究重點的現狀下，對其展開研究和專利申請具有較大的潛力和前景。

圖3 各技術分支占比圖

圖4 申請量排名前10位的申請人

圖5 申請量排名前4位的申請人技術構成圖

3.3 重要申請人分析

圖4反映了重要申請人的申請量排序情況，可以看出，這些申請人中排名前兩位的京東方和華星光電為中國大陸企業，第三位的友達光電為中國臺灣企業，之后的第四、五分別為韓企和日企，這反映了在窄邊框技術乃至液晶顯示技術領域，中日韓等國處于技術領先的現狀。此外，結合前文的申請趨勢圖可知，在窄邊框技術上，日企長期處于獨領風騷的地位，之后臺灣和大陸企業逐漸出現，最后京東方、華星光電等大陸企業申請量增長迅速，并實現了對國外企業的反超，其客觀地反映了窄邊框技術乃至液晶顯示技術，從日韓到中國臺灣，再到中國大陸的技術轉移情況。以京東方和華星光電為代表的大陸企業的崛起，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有企業資金雄厚，能夠完成關鍵技術的引進和創新；一方面是由于伴隨著液晶顯示技術的成熟化和市場化，中國大陸市場驅動力凸顯，推動了液晶顯示的企業的快速增長；再一方面是由于大陸企業在知識產權意識上的覺醒，提高了自主創新的認識，加大了技術自主研發的投入。應當注意的是，韓日企業雖然在申請的絕對數量上處于劣勢，但是長期的技術積淀使其在專利質量上水平較高，且作為國外企業在中國的申請量能夠排名前列，可見日韓企業的技術實力不能小覷。

圖5示出了申請量排名前四位的申請人的技術構成情況。在技術構成上，京東方申請主要集中在電極設計技術、華星光電和樂金申請集中在電極設計和框架工藝兩項技術、友達光電申請在電極設計、框架工藝和框膠工藝分布較為均衡，這反映了各個企業的不同發展戰略。京東方突出優勢的發展模式，使其得以在與其他企業橫向比較上，申請總量排名首位，且技術優勢明顯，其他企業超越難度較大，市場領先地位相對穩定；華星光電重點布局的發展模式，使其得以能夠挑戰京東方的弱勢技術，占據框架工藝技術優勢地位，且能夠在電極設計技術不被京東方甩開太多，又能在其他技術上與各個企業保持競爭的姿態；友達光電采取的多技術均衡發展的模式，使得其雖然不能快速奪得某些技術的強勢地位，但是綜合實力較強，在各個技術上都能夠保持追趕態勢，具備快速趕超的潛力。此外，四家企業在框膠工藝和液晶滴下工藝上投入研究普遍不足，一方面說明這兩項技術確實存在技術瓶頸或前景不足，另一方面也預示著充分發展這兩項技術，有利于企業搶占技術先機，對企業發展意義重大。

4　結語

通過以上對液晶顯示裝置窄邊框技術的中國專利分析可知，國內外對窄邊框的研究取得了一定進展，該領域的重點技術集中在電極設計和框架技術兩方面。雖然國內在該領域的起步較晚，但是近年來在專利的數量和質量上都對國外企業實現了反超，這也客觀反映了近年來國內企業在液晶顯示技術上逐漸取得主導地位的事實。鑒于窄邊框液晶顯示裝置的諸多優點，可以預想，該領域的專利申請還會持續增長，窄邊框的液晶顯示設備也會越來越多的進入人們的視野。

［1］劉亮，王向楠，等.TFT-LCD移動顯示窄邊框技術進展［J］.液晶與顯示，2013，28（2）：228-232.

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

［3］劉士奎，王超，等.液晶顯示領域之GOA技術專利分析［J］.中國發明與專利，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：液晶顯示領域相關發明專利實質審查；趙景煥（1970-），男，研究員，研究方向：發明專利實質審查及專利分析研究。