液晶显示器背光模组专利技术综述

李慧娟

摘 要：液晶显示器是数字电视、计算机、移动通信终端等数字化整机产品的关键部件，液晶显示器为被动发光器件，因此需要背光模组为其提供光源。背光模组一般包括光源、反射层、导光板、扩散膜、棱镜片、增光膜等，从国内外的形式来看，背光模组正朝着照明面积更大、形状更薄、亮度更高、成本更低、功率更小及制造工艺更加简单的方向迅速发展。本文从结构、分类等多方面研究了液晶显示器中背光模组的发展现状和专利分布情况。

关键词：液晶显示器；背光模组；直下式；侧入式；散射网点

一、概述

液晶显示器具有辐射低、重量轻、使用寿命长、厚度小等优点，这些优点使其逐渐代替了使用阴极射线管的显示器，成为显示器市场中的中流砥柱。由于液晶面板自身不发光，因此背光模组的出光效果很大程度上决定了液晶显示器的视觉感。背光模组主要由光源、反射层、导光板、扩散膜、棱镜片、增光膜等组成。

1. 背光模组分类

按照光源位置可将背光模组分为侧入式和直下式两种结构，侧入式背光模组的发光光源位于导光板的侧边，有单侧入光和双侧入光两种，直下式背光模组的发光光源位于导光板的正下方。

2. 背光模组的光学组件

背光模组一般由光源、反射层、导光板、扩散膜、棱镜片、增光膜等组成，

（1）光源，依据光源不同，目前主要有冷阴极荧光灯和发光二极管两种背光模组类型。

（2）导光板，导光板是背光模组中将点光源或线光源转化为面光源的核心部件。

1）导光板按照外形可分为楔形板和平板，平板式导光板沿着光源的法线方向所得的截面形状为矩形，楔形导光板外形沿着光源的法线方向所得的截面形状为楔形。

2）按照导光板底部网点的制作形式可分为印刷式和非印刷式。印刷式导光板是在基板成型后，采用丝网印刷技术将设计好的导光网点印刷到导光板底部的反光面，非印刷式导光板是在导光基板反射面制作一系列微结构。

（3）反射层，一般侧入式背光模组的反射层放置于导光板底部，将自底面泄露的光反射回导光板中以增加光源利用率。

（4）扩散膜，扩散膜的作用是将光线均匀化，传统的扩散膜主要是在扩散膜基材中加入散射粒子形成的，而现有的扩散膜其微粒分散在树脂层之间。

（5）棱镜片，光自扩散膜射出后方向性较差，因此需要利用棱镜片来修正光的方向。

二、专利申请情况分析

本文将检索时限截止到2019年05月10日。其中由于专利文献从提出申请到向公众公开有时间的延后，因此，对2018年及2019年的样本会有不完整的问题。

（一）全球专利申请量分析

1、全球历年专利申请量分析

图1 全球专利历年申请量

图1显示了21世纪以来背光模组全球专利申请趋势状况，从2000年到2006年，关于液晶显示器背光模组的专利申请量不断增长，到2006年达到第一个申请高峰。其后从2006年到现在，虽然有所波动但始终保持着较高的申请量，分别在2011年和2015年达到第二、三个申请高峰。

图2 国外专利申请量历年分布图

液晶显示器背光模组国外专利申请量基本与全球申请量趋势一致，同样在2006年达到了最大申请量，其后从2006年到现在每年保持较高的申请量，并在2012年和2016年达到了第二和第三个申请高峰，较全球申请量时间稍有延后。

图3 国内专利申请量历年分布图

相比于国外，国内液晶显示器背光模组专利申请量起初较小，这是由于国内相关技术起步较晚，并且早期国内市场较小，国外申请人对中国市场不够重视。从2002年开始，国内相关专利申请有了相对较快的增长，随后在2011年左右出现井喷式增长并于2012年达到了申请高峰。其后申请量的变化趋势与国外申请量变化趋势基本一致。

2、各国家、地区、组织专利申请量分析

图4 各国家、地区、组织专利申请量分布

液晶显示器背光模组在全世界范围内申请量排名前五的国家、地区和组织分别为韩国、中国、美国、中国台湾以及世界知识产权组织，其中韩国、中国和美国的专利申请量占了全球申请量的五分之四。韩国是相关专利申请量最多的目标国，占全球总申请量的34%，其次是中国，占全球总申请量的24%，再次是美国，占全球总申请量的23%，紧随其后的是中国台湾地区，占全球总申请量的11%。

（二）全球主要申请人分析

图5 全球主要申请人申请量排序

从全球专利申请量排名前11位的企业来看，主要来自韩国、中国和美国，其中韩国企业占据五个席位，中国企业占据五个席位，美国企业占据一个席位，这与各国家、地区、组织专利申请量的分布情况相一致。

（三）中国主要申请人分析

图6 中国主要申请人申请量排序

从中国专利申请量排名前11的企业来看，中国企业和外国企业分别占据多个席位。其中中国企业深圳市华星光电技术有限公司、友达光电股份有限公司和京东方科技集团股份有限公司分别占据申请量排名前三的位置，韩国的乐金显示有限公司、日本的夏普株式会社以及韩国的三星电子株式会社的申请量紧随其后。

三、结论

通过对液晶显示器背光模组全球及中国专利申请量、申请人的分析不难看出：

首先，中国在液晶显示器背光模组的研发和制造上与国际水平还有很大的差距，这与国内相关研究起步较晚有一定的关系。国内的主要研发和生产商，比如华星光电、友达光电、京东方等在液晶显示器背光模组的专利布局上还有所欠缺。

其次，随着各种电子产品对液晶显示器需求量的不断增大，对液晶显示器质量要求的不断提升，对液晶显示器背光模组的研究正面临着巨大的机遇与挑战，在很多方向都存在改进的空间。