吳永麗 趙景煥 李保安 張　貝（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南　鄭州　450002）

IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利分析

吳永麗 趙景煥 李保安 張貝
（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州450002）

IPS液晶顯示技術(shù)以其優(yōu)異的視角特性、動(dòng)態(tài)清晰度和色彩還原效果，成為各個(gè)尺寸高端顯示產(chǎn)品的常見顯示模式，具有廣泛的應(yīng)用前景。通過對(duì)IPS顯示的技術(shù)分析、發(fā)展趨勢(shì)分析、主要申請(qǐng)人分析、申請(qǐng)類型及申請(qǐng)區(qū)域分析，普及了IPS液晶顯示技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為相關(guān)領(lǐng)域的審查工作提供技術(shù)支持，有助于中國(guó)企業(yè)了解IPS液晶顯示技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展脈絡(luò)和現(xiàn)狀，調(diào)整專利戰(zhàn)略布局，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

液晶；IPS；FFS；ADS；專利分析

1　背景

根據(jù)液晶顯示裝置工作模式的不同，液晶顯示模式可以分為動(dòng)態(tài)散射（DS）顯示模式、賓主（GH）顯示模式、聚合物分散液晶（PDLC）顯示模式、扭曲向列相（TN）液晶顯示模式、超扭曲向列相（STN）液晶顯示模式、面內(nèi)開關(guān)（IPS，in-plane switching）顯示模式、電控雙折射（ECB）顯示模式和藍(lán)相液晶（BPLC）顯示模式。其中，面內(nèi)開關(guān)顯示模式（IPS）又稱為水平取向模式或面內(nèi)切換模式，與垂直取向顯示模式相比，面內(nèi)開關(guān)顯示技術(shù)可以大大提高液晶顯示裝置的透過率和對(duì)比度，所以，IPS顯示技術(shù)以其優(yōu)異的視角特性、動(dòng)態(tài)清晰度和色彩還原效果，成為各個(gè)尺寸高端顯示產(chǎn)品的常見顯示模式，具有廣泛的應(yīng)用前景。

2　IPS液晶顯示技術(shù)分析

IPS顯示技術(shù)是指在平行電極間施加電壓，液晶分子在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生雙折射來(lái)控制光的透過，兩個(gè)電極都位于同一側(cè)的玻璃基板上形成對(duì)向布置，產(chǎn)生平行于玻璃基板方向的電場(chǎng)，即橫向電場(chǎng)，其中，兩個(gè)電極一般為像素電極和公共電極，在橫向電場(chǎng)的作用下，液晶分子排列方向在與玻璃基板平行的平面內(nèi)發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)光閘作用的LCD廣視角技術(shù)。

FFS（Fringe Field Switching，邊緣場(chǎng)開關(guān)）顯示技術(shù)是指通過在薄膜晶體管基板上的頂層條狀像素電極（或公共電極）和底層面狀公共電極（或像素電極）之間產(chǎn)生的邊緣電場(chǎng)，使電極之間和電極正上方的液晶分子都能在平行于玻璃基板的平面上發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的LCD廣視角技術(shù)。它在本質(zhì)上屬于平面開關(guān)型顯示模式。FFS顯示模式在繼承了IPS技術(shù)的寬視角的同時(shí)，具有更高的透過率、更快的響應(yīng)速度和更低的功耗等特點(diǎn)。

ADS（Advanced Super Dimension Switch，高級(jí)超維場(chǎng)開關(guān)）顯示技術(shù)通過同一平面內(nèi)狹縫電極邊緣所產(chǎn)生的電場(chǎng)以及狹縫電極層與板狀電極層間產(chǎn)生的電場(chǎng)形成多維電場(chǎng)，使液晶盒內(nèi)狹縫電極間、電極正上方所有取向液晶分子都能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而極大的提高液晶工作效率和增大透光效率。

圖1　IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利發(fā)展趨勢(shì)

3　IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利態(tài)勢(shì)分析

3.1申請(qǐng)趨勢(shì)分析

為了研究IPS顯示技術(shù)的發(fā)展情況，對(duì)1994年至今中國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)按時(shí)間序列做統(tǒng)計(jì)分析，共計(jì)1 730件。圖1示出了IPS顯示技術(shù)中國(guó)專利發(fā)展趨勢(shì)，橫坐標(biāo)為專利申請(qǐng)年份，縱坐標(biāo)為專利申請(qǐng)量。

1994-1999年為IPS顯示技術(shù)的起步期，專利申請(qǐng)數(shù)量較少，尤其是1994-1997期間，共申請(qǐng)專利7件，申請(qǐng)人主要集中在日本、韓國(guó)等LCD技術(shù)較為先進(jìn)的國(guó)家。

從1999年開始，IPS顯示技術(shù)進(jìn)入緩慢發(fā)展期，這主要得益于薄膜晶體管液晶顯示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal，TFT-LCD）的迅速發(fā)展，很多企業(yè)看到了其中的機(jī)會(huì)，加大了研發(fā)力度，而基于TFT-LCD的IPS顯示技術(shù)因其具有良好視角特性逐漸成為企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)。

2004-2013年是IPS顯示技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期，申請(qǐng)量急劇增加，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和地方政府大力支持下，以2003年京東方收購(gòu)Hydis以及2004年上廣電NEC第5代TFT-LCD生產(chǎn)線量產(chǎn)為標(biāo)志，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都加大了研發(fā)投入，中國(guó)大陸LCD產(chǎn)業(yè)開始崛起并獲得蓬勃發(fā)展，同時(shí)也吸引了很多國(guó)外企業(yè)到中國(guó)進(jìn)行專利布局，導(dǎo)致申請(qǐng)量快速增加，并在長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間里總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，也足以說明基于IPS顯示技術(shù)的液晶顯示器具有較大的市場(chǎng)需求和良好的應(yīng)用前景。

從2008年開始持續(xù)三年申請(qǐng)量有小幅下滑，主要跟2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)有關(guān)，很多國(guó)內(nèi)外企業(yè)面臨嚴(yán)重虧損，減少了研發(fā)投入。之后的幾年，企業(yè)通過積極調(diào)整策略和原有經(jīng)驗(yàn)的積累，申請(qǐng)量再次達(dá)到一個(gè)高峰。

2014年至今，申請(qǐng)量有下滑趨勢(shì)，可能是IPS顯示技術(shù)已經(jīng)比較成熟，LCD的發(fā)展沒有對(duì)IPS顯示技術(shù)提出更高的需求，因此，技術(shù)人員對(duì)IPS顯示技術(shù)的研發(fā)力度減小。

3.2申請(qǐng)類型分析

圖2示出了IPS顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)中發(fā)明和實(shí)用新型占比關(guān)系，其中，發(fā)明專利申請(qǐng)占絕大多數(shù)，達(dá)到93％，說明企業(yè)對(duì)IPS顯示技術(shù)的重視，也說明IPS顯示的技術(shù)含量高，企業(yè)希望獲得專利權(quán)相對(duì)穩(wěn)定、專利保護(hù)期限較長(zhǎng)的發(fā)明專利。

圖2　IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)發(fā)明和實(shí)用新型占比

3.3申請(qǐng)區(qū)域分析

圖3　IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的區(qū)域分布

圖3示出了IPS顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的區(qū)域分布。

通過分析可知，從整體上來(lái)看，其他國(guó)家在中國(guó)的IPS顯示技術(shù)專利申請(qǐng)量共計(jì)1 112件，占中國(guó)地區(qū)總申請(qǐng)量的64.3％，說明中國(guó)的LCD產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求巨大，吸引多個(gè)國(guó)家到中國(guó)進(jìn)行專利布局。

其中，日本以659件專利申請(qǐng)排在第一位。日本作為L(zhǎng)CD產(chǎn)業(yè)的先行者，依靠自主開發(fā)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，掌握了LCD的核心技術(shù)，特別是在IPS顯示技術(shù)領(lǐng)域，擁有夏普、日立、索尼等實(shí)力強(qiáng)勁的企業(yè)，僅在中國(guó)的專利申請(qǐng)數(shù)量就約占中國(guó)總申請(qǐng)量的38.1％。

中國(guó)大陸以526件專利申請(qǐng)量排在第二位，約占IPS顯示技術(shù)中國(guó)總申請(qǐng)量的30.4％。中國(guó)大陸自從2003年開始大規(guī)模進(jìn)軍TFT-LCD產(chǎn)業(yè)，涌現(xiàn)出一批像京東方、天馬微電子、華星光電、中電熊貓等實(shí)力很強(qiáng)的企業(yè)，屬于當(dāng)之無(wú)愧的后起之秀。

韓國(guó)企業(yè)的申請(qǐng)量排在第三位，約占總申請(qǐng)量的21.6％。韓國(guó)早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)涉足LCD行業(yè)，在IPS顯示技術(shù)方面也處于世界領(lǐng)先地位，擁有LG、三星、現(xiàn)代等老牌的制造LCD企業(yè)。

美國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣也擁有很多LCD產(chǎn)業(yè)中實(shí)力雄厚的企業(yè)，具備一定的研發(fā)生產(chǎn)能力，但就IPS顯示技術(shù)在中國(guó)的專利申請(qǐng)量，與排在前3位的國(guó)家或地區(qū)還有明顯的差距。

3.4申請(qǐng)人分析

圖4示出了IPS顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)排名前20位的申請(qǐng)人。申請(qǐng)量排在前10位的企業(yè)分別是LG顯示有限公司（302件，韓國(guó)，占總申請(qǐng)量的17.5％）、京東方科技集團(tuán)股份有限公司（263件，中國(guó)大陸，占總申請(qǐng)量的15.2％）、株式會(huì)社日立顯示器（110件，日本，占總申請(qǐng)量的6.4％）、富士膠片株式會(huì)社（94件，日本，占總申請(qǐng)量的5.4％）、NEC液晶技術(shù)株式會(huì)社（93件，日本，占總申請(qǐng)量的5.4％）、夏普株式會(huì)社（75件，日本，占總申請(qǐng)量的4.3％）、群創(chuàng)光電股份有限公司（66件，中國(guó)臺(tái)灣，占總申請(qǐng)量的3.8％）、日東電工株式會(huì)社（65件，日本，占總申請(qǐng)量的3.8％）、索尼株式會(huì)社（54件，日本，占總申請(qǐng)量的3.1％）和天馬微電子股份有限公司（54件，中國(guó)大陸，占總申請(qǐng)量的3.1％）。

圖4　IPS液晶顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)主要申請(qǐng)人排名

前10位中有6位來(lái)自日本，總申請(qǐng)量占中國(guó)專利申請(qǐng)總量的28.4％。企業(yè)類型不僅包括日立、NEC、夏普、索尼等這種老牌LCD制造企業(yè)，還包括富士膠片這種綜合影像、信息、文件處理類的企業(yè)，可見，在IPS顯示技術(shù)領(lǐng)域，日本的專利申請(qǐng)量和申請(qǐng)人占主導(dǎo)地位。排名第一的LG顯示有限公司是涉足LCD行業(yè)較早的韓國(guó)企業(yè)，LG從1987年就開始了對(duì)LCD器件的研發(fā)，具有多代生產(chǎn)線。申請(qǐng)量排名第二的京東方是中國(guó)大陸首屈一指的LCD制造企業(yè)，在北京、成都、合肥等多個(gè)地區(qū)均有生產(chǎn)線布局，但其總體實(shí)力還落后于日本，說明在該領(lǐng)域中國(guó)大陸還有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΑＥ琶?0位的是僅占1席的高校申請(qǐng)人，可見，掌握IPS顯示核心技術(shù)的申請(qǐng)人主要為企業(yè)，研究機(jī)構(gòu)和高校還有很大的發(fā)展空間。

4　總結(jié)

通過以上對(duì)IPS顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的分析可知，在IPS顯示技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)外申請(qǐng)人占有相當(dāng)大的比例，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人也掌握了該領(lǐng)域的核心技術(shù)，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。IPS顯示技術(shù)在中國(guó)具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外各大企業(yè)都對(duì)該項(xiàng)技術(shù)投入了較大研發(fā)力度。雖然近兩年，IPS顯示技術(shù)的申請(qǐng)量有下滑趨勢(shì)，但還保持著較高的申請(qǐng)量，仍然是人們關(guān)注的重點(diǎn)?？蒲袉挝缓透咝?yīng)當(dāng)在該領(lǐng)域增加研發(fā)投入，提升專利申請(qǐng)的數(shù)量和質(zhì)量。

本文立足于專利文獻(xiàn)，通過對(duì)IPS顯示的技術(shù)分析、發(fā)展趨勢(shì)分析、主要申請(qǐng)人分析、申請(qǐng)類型及申請(qǐng)區(qū)域分析，普及了IPS液晶顯示技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為相關(guān)領(lǐng)域的審查工作提供技術(shù)支持，有助于中國(guó)企業(yè)了解IPS液晶顯示技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展脈絡(luò)和現(xiàn)狀，調(diào)整專利戰(zhàn)略布局，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］馬群剛.非主動(dòng)發(fā)光平板顯示技術(shù)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

［2］田民波等.TFT液晶顯示原理與技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［3］田民波等.TFT LCD面板設(shè)計(jì)與構(gòu)裝技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［4］世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織.國(guó)際專利分類表［M］.北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2006.

Chinese Patent Analysis of the Display technology of IPS

Wu Yongli Zhao Jinghuan Li Baoan Zhang Bei
（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

With wide angle viewing，dynamic clarity and better display performance effect，the display technology of IPS，which has wide application prospect，has become the display technology of various sizes of high-end display products.Based on patent documents，through the IPS display technology analysis and development trend analysis，the important applicants analysis，applied for the analysis of types and application areas，this paper promotes basic knowledge of them as well，provides technical support for patent examinations of related fields，help to Chinese enterprises to understand the development history and current situation of technology in China，to adjust the layout of patent strategy of IPS display technology，enhance core competitiveness.

LCD；IPS；FFS；ADS；patent analysis

TN27；G306

A

1003-5168（2016）05-0077-03

2016-5-15

吳永麗（1987-），第一作者，女，審查員，研究方向：液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利實(shí)質(zhì)審查。