李軻

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北　武漢　430070）

3D液晶顯示專利技術(shù)綜述

李軻

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北武漢430070）

從3D液晶顯示技術(shù)的原理、技術(shù)分類、專利申請(qǐng)量年代增長(zhǎng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)分布以及重要專利申請(qǐng)人等角度，分析3D液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，并據(jù)此介紹3D液晶顯示領(lǐng)域一些新的技術(shù)動(dòng)向。

液晶顯示；3D；申請(qǐng)量

平面影像的顯示技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，發(fā)展合乎真實(shí)世界的3D顯示技術(shù)越來(lái)越受青睞，立體影像不僅可以提供更高的娛樂享受，還可以廣泛應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，如醫(yī)療、軍事等。3D液晶顯示技術(shù)的專利申請(qǐng)?jiān)趪?guó)外已經(jīng)有相當(dāng)大的數(shù)量，近年來(lái)國(guó)內(nèi)的企業(yè)也在該技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的技術(shù)研發(fā)和專利申請(qǐng)。

1　3D顯示原理和技術(shù)概論

通常說(shuō)的3D即三維立體影像，由于人的雙眼觀察物體的角度略有差異，每只眼睛看到的圖像會(huì)有細(xì)微差別，大腦會(huì)將這些差別處理成立體視覺，分辨出距離感。3D影像的原理便是讓兩只眼睛分別接受到不同的圖像，由此使得畫面的縱深感更強(qiáng)，既帶來(lái)更強(qiáng)的立體效果。目前的3D技術(shù)包括2種類型：裸眼式和眼鏡式。裸眼式立體顯示所使用的分光元件通常是疊加在液晶顯示面板的一側(cè)而制造成的，諸如雙凸透鏡或視差阻擋。分光元件分別在用戶的左眼和右眼方向上分離顯示左眼圖像和右眼圖像。而眼鏡式3D技術(shù)是利用左右眼鏡片透過(guò)不同的圖片信息，使進(jìn)入人眼的左右圖像信息存在差異而產(chǎn)生立體影像效果［1］。

2　3D液晶顯示技術(shù)專利申請(qǐng)現(xiàn)狀

2.1申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

隨著3D技術(shù)的出現(xiàn)，相應(yīng)專利申請(qǐng)已經(jīng)出現(xiàn)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外就已經(jīng)有3D顯示的專利申請(qǐng)，年申請(qǐng)量維持在幾十件以內(nèi)，而國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)量幾乎是空白，該階段還屬于技術(shù)萌芽期。但是進(jìn)入2003年之后，3D液晶顯示技術(shù)進(jìn)入成長(zhǎng)期，專利申請(qǐng)量明顯增加。從德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的專利量可以看到，2003年的全球申請(qǐng)量接近200件，此后幾年穩(wěn)步增長(zhǎng)，至2009年前達(dá)到年申請(qǐng)量250件。到2010年以后專利申請(qǐng)進(jìn)入爆發(fā)期，專利申請(qǐng)迅猛增加，2010-2013年專利年申請(qǐng)量峰值突破800件（見圖1）。

同樣可以看到，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)基本上與全球申請(qǐng)量發(fā)展趨勢(shì)一致，20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了最早的專利申請(qǐng)。在2010年有明顯的增長(zhǎng)，在2011年大大峰值103件。此后的申請(qǐng)量逐漸下降，一方面反映了該技術(shù)趨于成熟，熱度有所下降；另一方面也是由于專利申請(qǐng)的公開會(huì)有18個(gè)月滯后時(shí)間的緣故。

2.2專利申請(qǐng)國(guó)別分析

如圖2所示，JP表示日本，CN表示中國(guó)，KR表示韓國(guó)，US表示美國(guó)，TW表示中國(guó)臺(tái)灣，GB表示英國(guó)，EP表示歐洲。圖2（左）顯示了全球?qū)＠暾?qǐng)量的地區(qū)分布，其顯示專利申請(qǐng)主要分別在日本、中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家；圖2（右）可看出專利申請(qǐng)的原創(chuàng)地區(qū)分布，其與圖2（左）略有差別，排在第三位的是韓國(guó)，第四位的是美國(guó)。出現(xiàn)上述差別的原因主要是，韓國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)，所以原創(chuàng)申請(qǐng)量較大，但是韓國(guó)市場(chǎng)小，因此專利申請(qǐng)量比美國(guó)少，而美國(guó)因市場(chǎng)大而導(dǎo)致專利申請(qǐng)量較大，許多美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)地區(qū)并不在美國(guó)，而是通過(guò)PCT或巴黎公約的途徑進(jìn)入美國(guó)。對(duì)比圖2中日本申請(qǐng)量可以看到，日本的原創(chuàng)專利達(dá)到42%，反映了日本企業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力，但是日本國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)量?jī)H占全球的25%，說(shuō)明許多日本企業(yè)的專利申請(qǐng)進(jìn)入了世界其他國(guó)家或地區(qū)。

圖2　全球?qū)＠暾?qǐng)量地區(qū)分布（左）與全球?qū)＠暾?qǐng)量原創(chuàng)地區(qū)分布（右）

2.3專利申請(qǐng)的重要申請(qǐng)人分析

從全球的專利申請(qǐng)量分布（見圖3）來(lái)看，日本與韓國(guó)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，一批日本韓國(guó)企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域掌握著專利布局的先機(jī)，這一點(diǎn)與該兩國(guó)的液晶屏技術(shù)實(shí)力相吻合。LG公司以325件專利申請(qǐng)量位居榜首，緊隨其后的是日本夏普公司和韓國(guó)的三星公司。中國(guó)的華星光電公司和京東方公司分別列第四和第五位，這兩個(gè)公司是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)液晶顯示屏的龍頭企業(yè)，在專利申請(qǐng)方面也占據(jù)有利的位置。隨后還有索尼、精工愛普生、日立、友達(dá)光電和三洋等知名企業(yè)。

3　3D液晶顯示技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)

3.1全息3D液晶顯示技術(shù)

采用納米光柵構(gòu)成像素陣列，納米光柵起到波前變換成像的作用。利用全息成像與波前轉(zhuǎn)換原理，巧妙利用位相信息調(diào)制裝置用于位相調(diào)制，同時(shí)利用視角圖像信息調(diào)制裝置用于振幅調(diào)制。其中，視角圖像信息調(diào)制裝置產(chǎn)生的視角圖像的像素與位相信息調(diào)制裝置產(chǎn)生的視點(diǎn)像素匹配對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)將具有相位調(diào)制功能的組件與具有振幅調(diào)制功能的顯示技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示。

圖3　3D液晶顯示技術(shù)重要專利申請(qǐng)人排名

圖1　3D液晶顯示技術(shù)專利申請(qǐng)量發(fā)展趨勢(shì)圖

3.23D顯示膜技術(shù)

在顯示膜基材層上表面連續(xù)設(shè)置兩層結(jié)構(gòu)層。其中，第一結(jié)構(gòu)層中包含第一柱鏡層，其第一柱鏡單元的軸向延伸方向與第二結(jié)構(gòu)層中第二柱鏡層的第二柱鏡單元的軸向延伸方向正交。使3D顯示膜有橫縱兩個(gè)方向上的3D效果。

3.3電控立體光柵3D顯示

在電控式立體光柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行通電之前，多個(gè)可變色區(qū)域單元會(huì)呈現(xiàn)透明色，此時(shí)所述液晶顯示器所產(chǎn)生的影像光源就是2D影像。在通電之后，可變色區(qū)域單元的多個(gè)可變色線形區(qū)域之中的至少一個(gè)會(huì)因“氧化過(guò)程”或“還原過(guò)程”而從所述透明色轉(zhuǎn)變?yōu)樯钌?，轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪€形圖案遮障區(qū)域。藉此，所述液晶顯示器所產(chǎn)生的影像光源就會(huì)通過(guò)具有多個(gè)所述線形圖案遮障區(qū)域的電控式立體光柵結(jié)構(gòu)，以轉(zhuǎn)換成3D影像，以產(chǎn)生立體效果。

3.4可彎曲立體3D顯示裝置

在顯示裝置中設(shè)置一個(gè)控制單元，當(dāng)顯示面板的曲率變化時(shí)控制單元接收與所述多個(gè)塊中的至少一個(gè)塊有關(guān)的彎曲信息，基于彎曲信息將所述多個(gè)塊中的所述至少一個(gè)塊的視點(diǎn)圖重置，并基于視點(diǎn)圖重新排列圖像數(shù)據(jù)。由此，可以降低由于顯示面板的彎曲產(chǎn)生的其他視點(diǎn)圖像的重疊而導(dǎo)致的3D串?dāng)_，使得顯示面板在彎曲時(shí)也可保持3D圖像質(zhì)量，從而提高圖像質(zhì)量。

4　結(jié)語(yǔ)

本文主要總結(jié)了3D液晶顯示技術(shù)的顯示原理，從專利申請(qǐng)的角度分析該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，著重分析了專利申請(qǐng)發(fā)展趨勢(shì)、專利申請(qǐng)的地區(qū)分布以及重要的申請(qǐng)人排名，最后介紹了一些新型的3D液晶顯示技術(shù)。

Summary of Patent Technology for 3D Liquid Crystal Display

Li Ke
（Patent Examination Cooperation Hubei Center of the Patent Office，SIPO，Wuhan Hubei 430070）

From the angle of the principle of 3D LCD display technology，technical classification，the growth trend of the application of patent applications，the distribution of patent applications and the important patent applicants，the development of 3D liquid crystal display technology were analyzed，and some new technology trends in the field of 3D liquid crystal display were introduced.

liquid crystal display（LCD）；3D；filings

TN873.93

A

1003-5168（2016）05-0039-02

2016-04-25

李軻（1984-），男，博士，助理研究員，研究方向：微電子學(xué)與固體電子學(xué)。

［1］南熙，宋明燮，張亨旭，等.立體圖像顯示裝置以及具有其的電子裝置：中國(guó)，CN200510081416［P］.2005-06-30.