液晶显示装置窄边框技术的中国发明专利申请分析

李伟超 赵景焕 李保安

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州　450002）

液晶显示装置窄边框技术的中国发明专利申请分析

李伟超 赵景焕 李保安

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州450002）

随着液晶显示产品技术的日趋成熟，窄边框技术逐渐成为提高产品质量、增加市场竞争力的重要研究课题。文章立足于专利申请文献，统计分析了涉及液晶显示装置窄边框技术的中国专利申请状况、各技术分支申请量的占比以及变化趋势、重要申请人及重要申请人技术分析，从而为相关领域的专利审查员和技术人员提供参考。

液晶显示；窄边框；专利分析

1　液晶显示装置窄边框技术概述

随着TFT-LCD产品技术不断发展，液晶显示市场竞争日趋激烈，各厂家竞相开展新技术研究，以提高产品性能、降低产品成本，从而提高市场竞争力。其中，液晶显示装置窄边框化，能够有效提高屏占比，提升视觉效果，特别是能够顺应现有市场下移动显示产品的大屏化趋势［1，2］。

在本文，将显示装置的显示区域边缘到框架边缘定义为边框。边框的存在会降低整个显示屏的视觉效果，边框区域越大，视觉效果越差。窄边框，意味着在同样尺寸、相同分辨率的显示面上，能够得到更大的可视面积。在近年的平板显示的展会上，部分厂商已经展出了多款移动显示窄边框技术产品。

2　液晶显示装置窄边框技术的技术分支

窄边框产品的实现，主要从电极设计、框架工艺、框胶工艺和液晶滴下工艺等几方面进行改进［1］。下面对这几项技术进行介绍。

2.1 电极设计

传统的栅极电路设计，栅极电路位于显示屏周边区域，采用直接排布设计（见图1（a）），这样显示屏边框的宽度就和栅极线的数量有关，即显示屏的分辨率越高，像素越多，控制这些像素的栅极线越多，则需要非常宽大的边框来放置栅极线。为减小边框宽度，技术人员提出了新的排布方式，包括阵列基板行驱动技术（Gate Driver on Array，GOA），栅极直接从显示区域引出技术（Gate Fan-out in Active Area，GIA）及其他设计。其中，图1（b）示出了GOA技术的基本结构，其基本概念是直接将栅极驱动器制作在阵列基板的玻璃基板上。GOA技术相比传统栅极设计，可以减小扇出区域和粘结区域面积，满足窄边框的设计要求［3］。

2.2 框架工艺

框架工艺是指，对显示面板之外的如背光模组、机械框架等进行优化的机械方法或光学方法的总称。除了显示面板上的非显示区域影响边框外，背光模组和对显示面板封装的框架结构，都在显示装置上占据一定的空间，造成宽边框。为减小边框宽度，技术人员一般从优化背光模组结构、改进框架结构和光学“消边框”等方面进行改进。

图1　a传统栅极电路设计；b GOA电路设计

图2 窄边框技术中国申请趋势图

2.3 框胶工艺

在显示装置中，框胶主要用于粘结上下基板和密封两个基板之间的液晶。一般框胶影响边框宽度的原因主要有：需要与基板具有足够的粘结面积以保证粘结效果、框胶的光固化工艺要避免照射液晶区域引起液晶分子劣化以及点胶工艺对涂布窄宽度框胶的限制等等。技术人员主要从提高框胶的性能、框胶涂布区域设置凸起凹槽结构、改善框胶固化工艺和点胶工艺等方面进行改进。

2.4 液晶滴下工艺

本文所指液晶滴下工艺主要是指，包括配向液涂布和液晶滴下/灌注的具有流体性能的元件的配置工艺。在窄边框要求下，对控制流体元件的溢流区域的控制显得尤为重要。技术人员主要通过改善配向液和液晶性能、改进涂布或滴下方式和工艺、设置阻挡结构等方式来实现窄边框化。

3　液晶显示装置窄边框技术的中国专利申请分析

3.1 专利申请趋势分析

图2反映了窄边框技术在中国申请的趋势。从图中可看出，1995年首次出现以减小边框为目的的专利申请，开启了窄边框技术在中国大陆申请的先河；之后到2004年之前，申请量都处在每年10件以下；这一阶段的鲜明特点是，申请人几乎都是日本企业，这反映了在液晶显示领域，日本企业曾长期处于国际领先地位的事实。从2005到2010年，专利申请数量开始出现较大的稳定增长，申请数量逐渐超过30件，可见窄边框技术经过长期的技术酝酿，已经出现了快速发展的势头；这一阶段，虽然日本企业仍然占据优势，但以友达为代表的台湾企业和以天马微电子为代表的中国大陆企业开始崭露头角。2011年开始，申请量进入快速增长通道，截止到2015年，年申请数量已达250件以上；这一阶段，京东方、华星光电以及友达开始在申请量上反超日企等国外企业。从上述趋势可以看出，目前对液晶显示装置窄边框技术的研究仍处于相对活跃时期。

3.2 技术分支比较分析

在窄边框技术的中国专利申请中，涉及电极设计、框架工艺、框胶工艺和液晶滴下工艺的分别为499件、465件、146件和30件。

图3反映了各技术分支占总申请量的比例，其中涉及电极设计和框架工艺的专利申请分别占比为43%和41%，两者占据了窄边框申请的绝大多数。技术人员可以理解的是，液晶显示装置的电极、驱动和外部框架相对于框胶和流体溢流范围，绝对尺寸更大，其对实现窄边框化制约更大，则电极设计和对框架工艺改进具有相对更大的效果；涉及框胶工艺和液晶滴下工艺的专利申请分别占比为13%和3%，有理由推测，在这两个分支不是研究重点的现状下，对其展开研究和专利申请具有较大的潜力和前景。

图3 各技术分支占比图

图4 申请量排名前10位的申请人

图5 申请量排名前4位的申请人技术构成图

3.3 重要申请人分析

图4反映了重要申请人的申请量排序情况，可以看出，这些申请人中排名前两位的京东方和华星光电为中国大陆企业，第三位的友达光电为中国台湾企业，之后的第四、五分别为韩企和日企，这反映了在窄边框技术乃至液晶显示技术领域，中日韩等国处于技术领先的现状。此外，结合前文的申请趋势图可知，在窄边框技术上，日企长期处于独领风骚的地位，之后台湾和大陆企业逐渐出现，最后京东方、华星光电等大陆企业申请量增长迅速，并实现了对国外企业的反超，其客观地反映了窄边框技术乃至液晶显示技术，从日韩到中国台湾，再到中国大陆的技术转移情况。以京东方和华星光电为代表的大陆企业的崛起，一方面得利于政府政策层面和资金层面的大力支持，特别是京东方作为国有企业资金雄厚，能够完成关键技术的引进和创新；一方面是由于伴随着液晶显示技术的成熟化和市场化，中国大陆市场驱动力凸显，推动了液晶显示的企业的快速增长；再一方面是由于大陆企业在知识产权意识上的觉醒，提高了自主创新的认识，加大了技术自主研发的投入。应当注意的是，韩日企业虽然在申请的绝对数量上处于劣势，但是长期的技术积淀使其在专利质量上水平较高，且作为国外企业在中国的申请量能够排名前列，可见日韩企业的技术实力不能小觑。

图5示出了申请量排名前四位的申请人的技术构成情况。在技术构成上，京东方申请主要集中在电极设计技术、华星光电和乐金申请集中在电极设计和框架工艺两项技术、友达光电申请在电极设计、框架工艺和框胶工艺分布较为均衡，这反映了各个企业的不同发展战略。京东方突出优势的发展模式，使其得以在与其他企业横向比较上，申请总量排名首位，且技术优势明显，其他企业超越难度较大，市场领先地位相对稳定；华星光电重点布局的发展模式，使其得以能够挑战京东方的弱势技术，占据框架工艺技术优势地位，且能够在电极设计技术不被京东方甩开太多，又能在其他技术上与各个企业保持竞争的姿态；友达光电采取的多技术均衡发展的模式，使得其虽然不能快速夺得某些技术的强势地位，但是综合实力较强，在各个技术上都能够保持追赶态势，具备快速赶超的潜力。此外，四家企业在框胶工艺和液晶滴下工艺上投入研究普遍不足，一方面说明这两项技术确实存在技术瓶颈或前景不足，另一方面也预示着充分发展这两项技术，有利于企业抢占技术先机，对企业发展意义重大。

4　结语

通过以上对液晶显示装置窄边框技术的中国专利分析可知，国内外对窄边框的研究取得了一定进展，该领域的重点技术集中在电极设计和框架技术两方面。虽然国内在该领域的起步较晚，但是近年来在专利的数量和质量上都对国外企业实现了反超，这也客观反映了近年来国内企业在液晶显示技术上逐渐取得主导地位的事实。鉴于窄边框液晶显示装置的诸多优点，可以预想，该领域的专利申请还会持续增长，窄边框的液晶显示设备也会越来越多的进入人们的视野。

［1］刘亮，王向楠，等.TFT-LCD移动显示窄边框技术进展［J］.液晶与显示，2013，28（2）：228-232.

［2］刘帅，吕志超，等.解读液晶显示产品窄边框薄型化设计方案［J］.电子世界，2013（24）：123-124.

［3］刘士奎，王超，等.液晶显示领域之GOA技术专利分析［J］.中国发明与专利，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

李伟超（1986-），男，审查员，研究方向：液晶显示领域相关发明专利实质审查；赵景焕（1970-），男，研究员，研究方向：发明专利实质审查及专利分析研究。