IPS液晶显示技术中国专利分析

吴永丽 赵景焕 李保安 张　贝（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）

IPS液晶显示技术中国专利分析

吴永丽 赵景焕 李保安 张贝
（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）

IPS液晶显示技术以其优异的视角特性、动态清晰度和色彩还原效果，成为各个尺寸高端显示产品的常见显示模式，具有广泛的应用前景。通过对IPS显示的技术分析、发展趋势分析、主要申请人分析、申请类型及申请区域分析，普及了IPS液晶显示技术的基础知识，为相关领域的审查工作提供技术支持，有助于中国企业了解IPS液晶显示技术在中国的发展脉络和现状，调整专利战略布局，增强核心竞争力。

液晶；IPS；FFS；ADS；专利分析

1　背景

根据液晶显示装置工作模式的不同，液晶显示模式可以分为动态散射（DS）显示模式、宾主（GH）显示模式、聚合物分散液晶（PDLC）显示模式、扭曲向列相（TN）液晶显示模式、超扭曲向列相（STN）液晶显示模式、面内开关（IPS，in-plane switching）显示模式、电控双折射（ECB）显示模式和蓝相液晶（BPLC）显示模式。其中，面内开关显示模式（IPS）又称为水平取向模式或面内切换模式，与垂直取向显示模式相比，面内开关显示技术可以大大提高液晶显示装置的透过率和对比度，所以，IPS显示技术以其优异的视角特性、动态清晰度和色彩还原效果，成为各个尺寸高端显示产品的常见显示模式，具有广泛的应用前景。

2　IPS液晶显示技术分析

IPS显示技术是指在平行电极间施加电压，液晶分子在平面内旋转产生双折射来控制光的透过，两个电极都位于同一侧的玻璃基板上形成对向布置，产生平行于玻璃基板方向的电场，即横向电场，其中，两个电极一般为像素电极和公共电极，在横向电场的作用下，液晶分子排列方向在与玻璃基板平行的平面内发生90°旋转，从而实现光闸作用的LCD广视角技术。

FFS（Fringe Field Switching，边缘场开关）显示技术是指通过在薄膜晶体管基板上的顶层条状像素电极（或公共电极）和底层面状公共电极（或像素电极）之间产生的边缘电场，使电极之间和电极正上方的液晶分子都能在平行于玻璃基板的平面上发生转动的LCD广视角技术。它在本质上属于平面开关型显示模式。FFS显示模式在继承了IPS技术的宽视角的同时，具有更高的透过率、更快的响应速度和更低的功耗等特点。

ADS（Advanced Super Dimension Switch，高级超维场开关）显示技术通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而极大的提高液晶工作效率和增大透光效率。

图1　IPS液晶显示技术中国专利发展趋势

3　IPS液晶显示技术中国专利态势分析

3.1申请趋势分析

为了研究IPS显示技术的发展情况，对1994年至今中国专利申请数据按时间序列做统计分析，共计1 730件。图1示出了IPS显示技术中国专利发展趋势，横坐标为专利申请年份，纵坐标为专利申请量。

1994-1999年为IPS显示技术的起步期，专利申请数量较少，尤其是1994-1997期间，共申请专利7件，申请人主要集中在日本、韩国等LCD技术较为先进的国家。

从1999年开始，IPS显示技术进入缓慢发展期，这主要得益于薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal，TFT-LCD）的迅速发展，很多企业看到了其中的机会，加大了研发力度，而基于TFT-LCD的IPS显示技术因其具有良好视角特性逐渐成为企业的研发重点。

2004-2013年是IPS显示技术快速发展的时期，申请量急剧增加，在国家产业政策引导和地方政府大力支持下，以2003年京东方收购Hydis以及2004年上广电NEC第5代TFT-LCD生产线量产为标志，国内很多企业都加大了研发投入，中国大陆LCD产业开始崛起并获得蓬勃发展，同时也吸引了很多国外企业到中国进行专利布局，导致申请量快速增加，并在长达10年的时间里总体呈现增长的趋势，也足以说明基于IPS显示技术的液晶显示器具有较大的市场需求和良好的应用前景。

从2008年开始持续三年申请量有小幅下滑，主要跟2008年全球经济危机有关，很多国内外企业面临严重亏损，减少了研发投入。之后的几年，企业通过积极调整策略和原有经验的积累，申请量再次达到一个高峰。

2014年至今，申请量有下滑趋势，可能是IPS显示技术已经比较成熟，LCD的发展没有对IPS显示技术提出更高的需求，因此，技术人员对IPS显示技术的研发力度减小。

3.2申请类型分析

图2示出了IPS显示技术中国专利申请中发明和实用新型占比关系，其中，发明专利申请占绝大多数，达到93％，说明企业对IPS显示技术的重视，也说明IPS显示的技术含量高，企业希望获得专利权相对稳定、专利保护期限较长的发明专利。

图2　IPS液晶显示技术中国专利申请发明和实用新型占比

3.3申请区域分析

图3　IPS液晶显示技术中国专利申请的区域分布

图3示出了IPS显示技术中国专利申请的区域分布。

通过分析可知，从整体上来看，其他国家在中国的IPS显示技术专利申请量共计1 112件，占中国地区总申请量的64.3％，说明中国的LCD产业市场需求巨大，吸引多个国家到中国进行专利布局。

其中，日本以659件专利申请排在第一位。日本作为LCD产业的先行者，依靠自主开发产业化技术，掌握了LCD的核心技术，特别是在IPS显示技术领域，拥有夏普、日立、索尼等实力强劲的企业，仅在中国的专利申请数量就约占中国总申请量的38.1％。

中国大陆以526件专利申请量排在第二位，约占IPS显示技术中国总申请量的30.4％。中国大陆自从2003年开始大规模进军TFT-LCD产业，涌现出一批像京东方、天马微电子、华星光电、中电熊猫等实力很强的企业，属于当之无愧的后起之秀。

韩国企业的申请量排在第三位，约占总申请量的21.6％。韩国早在20世纪80年代就已经涉足LCD行业，在IPS显示技术方面也处于世界领先地位，拥有LG、三星、现代等老牌的制造LCD企业。

美国和中国台湾也拥有很多LCD产业中实力雄厚的企业，具备一定的研发生产能力，但就IPS显示技术在中国的专利申请量，与排在前3位的国家或地区还有明显的差距。

3.4申请人分析

图4示出了IPS显示技术中国专利申请排名前20位的申请人。申请量排在前10位的企业分别是LG显示有限公司（302件，韩国，占总申请量的17.5％）、京东方科技集团股份有限公司（263件，中国大陆，占总申请量的15.2％）、株式会社日立显示器（110件，日本，占总申请量的6.4％）、富士胶片株式会社（94件，日本，占总申请量的5.4％）、NEC液晶技术株式会社（93件，日本，占总申请量的5.4％）、夏普株式会社（75件，日本，占总申请量的4.3％）、群创光电股份有限公司（66件，中国台湾，占总申请量的3.8％）、日东电工株式会社（65件，日本，占总申请量的3.8％）、索尼株式会社（54件，日本，占总申请量的3.1％）和天马微电子股份有限公司（54件，中国大陆，占总申请量的3.1％）。

图4　IPS液晶显示技术中国专利申请主要申请人排名

前10位中有6位来自日本，总申请量占中国专利申请总量的28.4％。企业类型不仅包括日立、NEC、夏普、索尼等这种老牌LCD制造企业，还包括富士胶片这种综合影像、信息、文件处理类的企业，可见，在IPS显示技术领域，日本的专利申请量和申请人占主导地位。排名第一的LG显示有限公司是涉足LCD行业较早的韩国企业，LG从1987年就开始了对LCD器件的研发，具有多代生产线。申请量排名第二的京东方是中国大陆首屈一指的LCD制造企业，在北京、成都、合肥等多个地区均有生产线布局，但其总体实力还落后于日本，说明在该领域中国大陆还有强大的发展潜力。排名第20位的是仅占1席的高校申请人，可见，掌握IPS显示核心技术的申请人主要为企业，研究机构和高校还有很大的发展空间。

4　总结

通过以上对IPS显示技术中国专利申请的分析可知，在IPS显示技术领域，国外申请人占有相当大的比例，国内申请人也掌握了该领域的核心技术，具有较大的发展潜力。IPS显示技术在中国具有广阔的发展和应用前景，国内外各大企业都对该项技术投入了较大研发力度。虽然近两年，IPS显示技术的申请量有下滑趋势，但还保持着较高的申请量，仍然是人们关注的重点。科研单位和高校应当在该领域增加研发投入，提升专利申请的数量和质量。

本文立足于专利文献，通过对IPS显示的技术分析、发展趋势分析、主要申请人分析、申请类型及申请区域分析，普及了IPS液晶显示技术的基础知识，为相关领域的审查工作提供技术支持，有助于中国企业了解IPS液晶显示技术在中国的发展脉络和现状，调整专利战略布局，增强核心竞争力。

［1］马群刚.非主动发光平板显示技术［M］.北京：电子工业出版社，2013.

［2］田民波等.TFT液晶显示原理与技术［M］.北京：科学出版社，2010.

［3］田民波等.TFT LCD面板设计与构装技术［M］.北京：科学出版社，2010.

［4］世界知识产权组织.国际专利分类表［M］.北京：知识产权出版社，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

吴永丽（1987-），第一作者，女，审查员，研究方向：液晶显示技术领域发明专利实质审查。