付 莹 梁 燕（等同第一作者）

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心光电技术发明审查部

液晶显示窄边框专利技术分析

付 莹 梁 燕（等同第一作者）

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心光电技术发明审查部

随着液晶显示技术日趋成熟及手机、平板等便携式电子产品的普及，人们对显示屏边框的要求越来越高，不希望看到过多的边框等非显示屏幕的东西，希望显示产品的边框越来越窄，另外实现显示屏的窄边框有利于大屏幕显示技术的进一步发展，因此窄边框技术得到越来越多的关注。本文从专利的角度对窄边框技术进行分析。

液晶显示窄边框专利申请分析

液晶显示窄边框专利概况

窄边框技术是在TFT－LCD技术基本发展成熟之后，提出的更高层次的发展需求，最早出现在1990年，夏普提出了用柔性驱动电路板弯折至基板背面来窄化液晶显示的边框。1990－1998年该技术处于起步阶段，申请量较少，从1998开始申请量逐步上升，直到2012年呈现爆发式增长并达到顶峰。液晶显示窄边框技术的申请国主要有日本、中国、韩国，日本占整个申请量的36%，韩国占15%，虽然中国占的比例较多，但是有超过三分之一是实用新型申请。在2010年之前，中国的申请量均较少，直到2012年出现爆发式增长，主要是中国的深圳华星和京东方开始大量申请专利。排在前10名的申请人中有6家来自日本，分别是夏普、日立、东芝、索尼、NEC、爱普精工，2家来自韩国，分别是LG和三星，2家来自中国，分别是2009年才成立的深圳华星和京东方。

液晶显示窄边框专利发展脉络

显示器产生边框的主要原因有两个方面，一个是显示面板本身需要驱动电路，尤其是针对TFT－LCD走线较多，在像素区域的边缘、排布走线和安装驱动电路的区域无法显示形成边框；另一方面是为了保护液晶面板不易被损坏并进行安装固定，需要在面板外围设置边框。窄边框技术针对上述两个方面进行改进，对于第一方面采取的措施有改善电极布线、驱动设置和采用光学原理在视觉上减小或消除边框，对于第二方面主要是改进面板的固定方式。因此，改善液晶显示窄边框的方式主要分为电极布线、驱动设置、视觉上消除边框、面板固定等几个方面，各个部分所占比例如图1所示。

电极布线

传统的电极走线是直接并列排布的，边框宽度受到引线数量的限制，即采用直接排布设计时，边框宽度取决于显示屏分辨率高低，高分辨率面板边框尺寸可能会很宽。早在1995年三洋电子就提出了电路板多层走线布置以减小边框；后来日立公司进一步提出了将辅助电极和像素电极设置在不同的层以获得窄边框；还有将第一栅极线与第二栅极线都制作于显示区，并经由跳层而互相电性连接，采用与数据线相比电阻率较大的实质的输出电阻替代蛇形绕线。此外，大部分公司都采取减小走线之间的间距及走线本身的宽度来实现窄边框，然而2011年乐金显示有限公司发现这种做法会增加走线电阻，造成信号延迟问题，对此，乐金提出使数据连线的最外层数据连线包含端部，端部以斜线形状连接到多条数据线的相应数据线，在实现窄边框的同时保证显示质量；针对电阻增大的问题也有提出扇出走线采用双层金属交错设计，通过在阵列基板采用包含有切换TFT的快速测试切换装置以减少测试走线所占用的空间。总体而言，从电极布线方面实现窄边框的手段主要有双层布线、减小走线宽度及走线之间的间距、采取切换装置减少走线。

驱动设置

图1 窄边框技术分支分布图

驱动电路设置一方面是驱动电路板的放置，另一方面是直接取消驱动电路板，将驱动电路直接设置在像素区。驱动电路板放置主要是采用柔性电路板折叠至基板背面的方式，如驱动板采用柔性电路板并将柔性电路板弯折到基板的背面，在弯折部的之间设置加强膜使得弯折角度为锐角从而限制弯折的区域来进一步减小边框宽度，在背板设置一凹部，使得固定在软性电路板上的芯片位于背板的凹部，从而使得芯片远离导光板的光源，克服了液晶显示芯片过热的问题。

视觉上消除边框

虽然可以通过改变栅极布线和驱动电路板设置来减小边框，但是边框始终是存在的，且由于生产工艺的影响，无边框是不可能实现的。后来，随着拼接大屏幕技术的普及，人们对边框的容忍度越来越小，其实早在1998年株式会社日立显示器已经提出了用反光片来改变光路，这为以后消除拼接屏拼缝开启了很好的思路，后来从视觉上消除边框的方式基本都是利用光学元件改变光路，例如：在拼缝处设置锯齿状棱镜，在显示区域和边框区域邻接区域及边框区域上方设置菲涅尔透镜，将显示面板的边缘设置为具有弧度消除边框，表面覆盖偏振片，偏振片的面积大于框体边缘，从侧边下方固定，在显示面板至少一个外表面上增设了棱镜膜，通过该棱镜结构的子棱镜，使得背光在透过棱镜膜的时候向外侧偏折，也就使得透过显示面板边侧的背光向着显示面板的边缘折射；在液晶显示器用基板上增设的树脂层。

面板固定

早在1996年东芝就提出通过改进面板与框体的固定方式来减小显示器边框，后来在与其显示表面相对的表面上形成的孔，通过后壳体或者外壳结构中的固定板将螺栓旋入孔中使扁平屏面显示组件固定到外壳结构上。2011－2013年深圳华星和京东方先后提出了多种省略前框、将显示面板与后壳直接贴合的方式以减小边框，例如通过铆合连接件、卡槽卡扣、魔术贴、真空吸附管、真空吸盘、公扣体及母扣体、铆柱或螺母、磁铁吸附等。另外还可以采取透明材质的前框，如CN201110461232、CN201210298998等。还可以通过改进胶合密封的方式来实现窄边框，如JP112699、CN200410027942、CN201110163067、CN201210154083、KR20120138011等。

结束语

笔者分析了液晶显示窄边框技术的专利趋势，在该领域中，日本占据有绝对的优势，尤其是早年的一些基础性专利大部分都来自日本，其中夏普株式会社独占鳌头。中国在这方面起步晚，但是增长非常迅速，尤其是深圳华星和京东方在2010年之后的申请量甚至超过了日本和韩国，然而国内的大部分申请其改进点较小，很难有突破性进展，因此国内申请人有必要掌握该领域的研发重点和方向，增强市场竞争力，形成以龙头企业为中心的专利布局。