根据国家知识产权局最新公开数据,2023年我国钻排专利申请量达1243件,同比2022年增长27.3%,创下近五年新高,其中发明专利占比82.6%,表明行业对核心技术的研发投入持续加大。从申请人来看,国内企业表现突出,京东方、华星光电、天马微电子三家企业合计申请量占国内总量的58.4%,国际企业中三星显示、LG Display仍保持技术优势,但申请增速较2022年放缓至15.2%,而国内企业增速普遍超过30%。通过科科豆平台的专利检索分析,2023年钻排专利申请中,“柔性显示”“低功耗驱动”“异形屏适配”三大技术方向的申请占比达63.1%,成为当前研发热点。
在具体技术创新上,高分辨率优化仍是钻排专利的主流方向。例如京东方2023年6月公开的“一种钻石型像素排列结构及其显示面板”专利(公开号CN116296842A),通过将传统菱形子像素的顶点角度从60度调整为75度,并在绿色子像素边缘增加微型透光孔,使屏幕透光率提升12%,在相同背光亮度下功耗降低8%,同时文字显示的边缘锯齿感减少40%,该技术已应用于其最新发布的柔性OLED手机屏。国际巨头三星显示则更关注折叠屏场景,其2023年申请的“可折叠显示面板的钻石排列像素结构”专利中,通过将折叠区域的子像素间距缩小至0.8微米,并采用动态补偿算法,解决了折叠屏长期使用后“折痕处显示不均”的问题,该技术已搭载于三星Galaxy Z Fold5机型。
低功耗与高刷新率的平衡是另一大研发趋势。随着手机、平板等移动设备对续航要求的提升,钻排专利开始更多与LTPO(低温多晶氧化物)技术结合。八月瓜平台发布的《2023年显示技术专利发展报告》显示,2023年国内企业申请的钻排相关专利中,涉及LTPO驱动的占比达35.7%,较2022年提升18个百分点。以华星光电为例,其申请的“一种支持1-120Hz自适应刷新率的钻石排列像素驱动电路”专利,通过在子像素驱动芯片中集成动态负载检测模块,根据显示内容实时调整钻排结构中绿色子像素的发光频率,使屏幕在显示静态内容时功耗降低23%,该技术已被多家终端厂商采用。
柔性与异形显示场景的适配也是钻排专利创新的重要方向。在车载显示领域,由于汽车中控屏常采用曲面或异形设计,传统钻排结构易出现边缘显示变形问题。TCL华星2023年申请的“车载曲面屏钻石排列像素补偿方法”专利,提出通过在曲面边缘区域调整子像素的尺寸比例(将边缘红色子像素宽度增加5%),结合光学模拟算法修正视觉偏差,使曲面屏边缘显示清晰度提升至中心区域的95%以上,目前该技术已应用于某新势力车企的旗舰车型。在折叠屏领域,国内企业更注重“无缝显示”,维信诺申请的“折叠屏钻排像素结构及折叠显示装置”专利,通过将折叠轴两侧的子像素设计为镜像对称的钻石排列,并采用超薄封装层(厚度仅3微米),使折叠屏展开后拼接处的视觉断层减少至人眼难以察觉的程度。
材料创新与环保技术也开始融入钻排专利研发。传统钻排结构中,子像素间的隔离层多采用金属材料,存在信号干扰问题。近年来,多家企业尝试使用透明氧化物半导体(如IGZO)作为隔离层,京东方最新申请的相关专利中,通过将隔离层设计为网格状IGZO结构,不仅减少了金属信号干扰,还使屏幕的弯折寿命提升至20万次以上(远超行业平均的10万次)。在环保方面,三星显示2023年申请的“可回收钻排像素结构”专利,采用生物可降解的有机发光材料(源自植物淀粉提取物),使显示面板的回收利用率提升至80%,响应了全球环保政策趋势。
从区域竞争来看,国内钻排专利的技术布局正从“量”向“质”转变。通过国家知识产权服务平台的专利质量分析系统,2023年国内企业申请的钻排专利中,权利要求数量平均达12.3项(2020年仅为8.7项),且包含PCT(专利合作条约)国际申请的比例提升至18.5%,表明国内企业开始注重全球市场的专利保护。国际企业则更聚焦高端市场,三星、LG Display在Micro OLED(微型有机发光二极管)领域的钻排专利申请占比达62%,试图通过技术壁垒巩固在VR/AR显示等新兴领域的优势。
在终端应用方面,钻排专利的技术成果正加速向消费电子、车载、智能家居等多场景渗透。根据中国电子信息产业发展研究院数据,2023年国内采用钻排技术的OLED手机屏出货量达4.2亿片,占全球总量的58%,其中搭载自研钻排专利的国产屏幕占比提升至35%(2020年仅为12%)。车载显示领域,2023年钻排技术在新能源汽车中控屏的渗透率达28%,较2022年增长15个百分点,预计2025年将突破50%。
随着显示技术向“超高清、低功耗、柔性化”不断演进,钻排专利的创新将更加注重多场景适配与跨技术融合,国内企业在持续加大研发投入的同时,也需加强专利布局的全球化与标准化,以在国际竞争中占据更有利地位。
钻排专利目前的申请数量趋势如何? 近年来,钻排专利的申请数量整体呈现出先增长后趋于平稳的态势。在前期,随着相关技术的发展和市场需求的增加,钻排专利申请数量不断攀升。但随着技术逐渐成熟,申请数量的增长速度有所放缓,目前处于一个相对稳定的状态。不过,在一些新的应用领域,申请数量仍有一定的增长空间。
钻排专利主要集中在哪些技术领域? 钻排专利主要集中在机械设计、控制技术和材料科学等领域。在机械设计方面,包括钻排的结构优化、布局设计等,以提高钻排的工作效率和稳定性。控制技术领域则着重于钻排的自动化控制、智能调节等,实现精准的钻孔操作。材料科学领域主要是研发更适合钻排使用的材料,提升钻排的耐磨性和使用寿命。
影响钻排专利申请成功率的因素有哪些? 影响钻排专利申请成功率的因素主要有创新性、实用性和申请文件质量。创新性是关键,专利必须具有新颖性和创造性,与现有技术有明显区别。实用性要求该钻排技术能够在实际生产中得到应用,并能产生积极的效果。申请文件的质量也至关重要,准确清晰地描述发明内容、权利要求合理界定等,都有助于提高申请的成功率。
很多人认为只要钻排技术有一定改进就一定能申请到专利。实际上,专利申请需要满足严格的条件。仅仅是微小的、非实质性的改进可能并不具备足够的创新性,无法获得专利授权。同时,即使技术具有创新性,但如果不能在实际生产中应用,不具备实用性,也不能申请专利。另外,申请专利时,不能简单随意地撰写申请文件,需要专业的知识和经验来准确描述发明创造,合理界定权利范围,否则很可能因为申请文件不符合要求而导致申请失败。所以,申请钻排专利需要全面考虑多方面因素,不能陷入认为只要有改进就能申请成功的误区。
《有机发光二极管显示技术(第三版)》(清华大学出版社,2023)
推荐理由:系统阐述OLED显示原理、像素结构设计及驱动技术,其中“像素排列优化”章节详细对比传统RGB排列与钻石排列的光学特性差异,结合京东方、三星等企业的专利案例,解析钻排结构提升透光率和分辨率的底层逻辑,适合理解技术演进脉络。
《2023年显示技术专利发展报告》(八月瓜研究院,2023)
推荐理由:包含钻排专利申请量、技术分布、申请人竞争力等核心数据,重点分析“LTPO+钻排”“柔性显示适配”等技术融合趋势,图表化呈现国内企业在高刷新率驱动、异形屏补偿算法上的专利布局优势,补充华星光电、维信诺等案例的技术细节。
《柔性显示技术:材料、工艺与应用》(电子工业出版社,2022)
推荐理由:聚焦柔性显示场景下的像素结构挑战,第5章“折叠区域像素补偿技术”详解三星Galaxy Z Fold5采用的子像素间距优化方案,第7章“车载曲面屏适配”与TCL华星专利技术高度相关,涵盖边缘子像素尺寸调整、光学模拟算法等工程化实践。
《车载显示技术与应用》(机械工业出版社,2023)
推荐理由:针对车载显示的异形、曲面特性,解析钻排在中控屏、仪表盘场景的适配难点,结合新能源汽车案例说明红色子像素宽度补偿、视觉偏差修正等技术,与文中“车载曲面屏钻石排列像素补偿方法”专利应用场景直接对应。
《显示材料前沿:从氧化物半导体到生物基材料》(化学工业出版社,2023)
推荐理由:探讨IGZO隔离层、生物可降解发光材料等钻排专利创新方向,详解京东方网格状IGZO结构减少信号干扰的原理,以及三星显示植物淀粉提取物材料的环保特性,补充材料科学对显示技术的底层支撑。
《Micro OLED显示技术白皮书》(SID国际显示学会,2023)
推荐理由:分析国际企业在高端显示领域的技术壁垒,重点介绍三星、LG在Micro OLED钻排专利的布局(占比62%),对比国内企业在VR/AR显示场景的研发差距,为全球化专利布局提供参考。
显示技术围绕“更清晰、更轻薄、更节能”发展,像素排列是创新焦点,钻排专利因优势成为竞争赛道,已广泛用于各类屏幕场景。2023年我国钻排专利申请量创新高,发明专利占比高,国内企业表现突出,“柔性显示”等成研发热点。
在技术创新上,一是高分辨率优化仍是主流,如京东方调整子像素角度和增加透光孔提升透光率、降低功耗;三星解决折叠屏折痕显示不均问题。二是平衡低功耗与高刷新率,钻排专利更多与LTPO技术结合,华星光电降低屏幕显示静态内容时的功耗。三是适配柔性与异形显示场景,TCL华星提升车载曲面屏边缘显示清晰度,维信诺减少折叠屏拼接处视觉断层。四是融入材料创新与环保技术,如京东方用IGZO减少干扰、提升弯折寿命,三星用可降解材料提升回收利用率。
区域竞争上,国内钻排专利从“量”向“质”转变,注重全球市场保护;国际企业聚焦高端市场,巩固新兴领域优势。终端应用方面,钻排技术成果加速向多场景渗透,国产屏幕占比提升,车载显示渗透率增长。未来,钻排专利创新将注重多场景适配与跨技术融合,国内企业需加强专利布局的全球化与标准化。
国家知识产权局 八月瓜平台 《2023年显示技术专利发展报告》 科科豆平台 中国电子信息产业发展研究院