3D液晶顯示專利技術綜述

李軻

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北　武漢　430070）

3D液晶顯示專利技術綜述

李軻

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作湖北中心，湖北武漢430070）

從3D液晶顯示技術的原理、技術分類、專利申請量年代增長趨勢、專利申請分布以及重要專利申請人等角度，分析3D液晶顯示技術的發(fā)展，并據(jù)此介紹3D液晶顯示領域一些新的技術動向。

液晶顯示；3D；申請量

平面影像的顯示技術已經(jīng)相當成熟，發(fā)展合乎真實世界的3D顯示技術越來越受青睞，立體影像不僅可以提供更高的娛樂享受，還可以廣泛應用到現(xiàn)實生活中，如醫(yī)療、軍事等。3D液晶顯示技術的專利申請在國外已經(jīng)有相當大的數(shù)量，近年來國內的企業(yè)也在該技術領域進行了大量的技術研發(fā)和專利申請。

1　3D顯示原理和技術概論

通常說的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有細微差別，大腦會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，既帶來更強的立體效果。目前的3D技術包括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技術是利用左右眼鏡片透過不同的圖片信息，使進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液晶顯示技術專利申請現(xiàn)狀

2.1申請量趨勢分析

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

同樣可以看到，國內專利申請量的發(fā)展趨勢基本上與全球申請量發(fā)展趨勢一致，20世紀90年代國內出現(xiàn)了最早的專利申請。在2010年有明顯的增長，在2011年大大峰值103件。此后的申請量逐漸下降，一方面反映了該技術趨于成熟，熱度有所下降；另一方面也是由于專利申請的公開會有18個月滯后時間的緣故。

2.2專利申請國別分析

如圖2所示，JP表示日本，CN表示中國，KR表示韓國，US表示美國，TW表示中國臺灣，GB表示英國，EP表示歐洲。圖2（左）顯示了全球專利申請量的地區(qū)分布，其顯示專利申請主要分別在日本、中國、美國、韓國等國家；圖2（右）可看出專利申請的原創(chuàng)地區(qū)分布，其與圖2（左）略有差別，排在第三位的是韓國，第四位的是美國。出現(xiàn)上述差別的原因主要是，韓國在該技術領域的企業(yè)技術實力較強，所以原創(chuàng)申請量較大，但是韓國市場小，因此專利申請量比美國少，而美國因市場大而導致專利申請量較大，許多美國專利申請原創(chuàng)地區(qū)并不在美國，而是通過PCT或巴黎公約的途徑進入美國。對比圖2中日本申請量可以看到，日本的原創(chuàng)專利達到42%，反映了日本企業(yè)領先的技術實力，但是日本國內的專利申請量僅占全球的25%，說明許多日本企業(yè)的專利申請進入了世界其他國家或地區(qū)。

圖2　全球專利申請量地區(qū)分布（左）與全球專利申請量原創(chuàng)地區(qū)分布（右）

2.3專利申請的重要申請人分析

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

3　3D液晶顯示技術發(fā)展新趨勢

3.1全息3D液晶顯示技術

采用納米光柵構成像素陣列，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換原理，巧妙利用位相信息調制裝置用于位相調制，同時利用視角圖像信息調制裝置用于振幅調制。其中，視角圖像信息調制裝置產(chǎn)生的視角圖像的像素與位相信息調制裝置產(chǎn)生的視點像素匹配對準。通過將具有相位調制功能的組件與具有振幅調制功能的顯示技術相結合，實現(xiàn)裸眼3D顯示。

圖3　3D液晶顯示技術重要專利申請人排名

圖1　3D液晶顯示技術專利申請量發(fā)展趨勢圖

3.23D顯示膜技術

在顯示膜基材層上表面連續(xù)設置兩層結構層。其中，第一結構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構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構進行通電之前，多個可變色區(qū)域單元會呈現(xiàn)透明色，此時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)域單元的多個可變色線形區(qū)域之中的至少一個會因“氧化過程”或“還原過程”而從所述透明色轉變?yōu)樯钌?，轉變?yōu)橐痪€形圖案遮障區(qū)域。藉此，所述液晶顯示器所產(chǎn)生的影像光源就會通過具有多個所述線形圖案遮障區(qū)域的電控式立體光柵結構，以轉換成3D影像，以產(chǎn)生立體效果。

3.4可彎曲立體3D顯示裝置

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

4　結語

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

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：微電子學與固體電子學。

［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，CN200510081416［P］.2005-06-30.