Micro LED微显示屏的全彩方案

　　随着元宇宙轨道的蓬勃发展，虚拟和增强现实作为支撑元宇宙的关键技术之一（VR/AR）技术不仅给人们带来了梦幻般的沉浸式体验，也面临着技术瓶颈。近视显示技术的研发已成为制约产业发展的关键。

　　显示屏和光学设计方案是近视显示技术的两大核心技术。研究小组结合技术发展趋势，选择Micro 以LED微显示器、光波导光设计方案、硅基液晶显示屏、Pancake光学设计方案为研究重点，为产业发展提供参考。

　　巨大的市场空间

　　经过专利检索，研究小组发现，截至2022年9月1日，全球近眼技术专利申请总数为2.80万，中国专利申请总数为2.02万。

　　从技术来源国的角度来看，中国、日本和美国是近视显示技术的主要技术来源国。就技术目标国而言，中国市场空间巨大，已成为各国专利布局的重点目标区。

　　从我国专利申请情况来看，国内申请人专利申请总数为1.14万件，自2016年以来呈现快速增长趋势。这表明，在我国产业政策的推动下，创新主体增加了研发投入，创新成果不断涌现。共有8724个外国专利申请。专利申请人主要来自日本、美国和韩国。专利申请总体呈增长趋势，表明外国专利申请人越来越重视中国市场。

　　从国内专利申请领域来看，专利申请人主要来自广东、北京、江苏、上海等地，由于相关省市产业政策的推广和工业园区的帮助，近视显示技术发展迅速。

　　从技术分支的角度来看，显示屏和光学设计的各种技术路线在近眼显示技术中的发展趋势是不同的。显示屏，Micro 在光学设计方面，LED是研发热点，而光波导技术是研发热点。

　　从全球专利申请量的情况来看，Micro 自2016年以来，LED微显示器领域的专利申请数量迅速增加，专利申请人数量也呈现出快速增长的趋势。该领域的主要技术来源国和目标国是中国、美国、韩国和日本。其中，我国相关专利申请量具有优势，许多国内企业进入Micro LED微显示器领域。中国企业占全球专利申请量排名前25位的申请人中的一半以上。从Micro 根据LED的细分技术分支，专利申请量集中，R&D活跃。

　　专利增长迅速

　　如何从技术角度看待Micro？ LED芯片从生长基板转移到驱动基板是限制微显示器能否大规模生产的关键因素。目前，有两种转移方式，即大规模转移和单片集成。其中，单片集成技术分为两条技术路线。一是转移未图案化的外延层，二是转移已图案化的发光元件。

　　目前，巨额转移不能满足近眼显示的尺寸精度要求，仍需克服技术问题。但微转印、静电吸附、激光选择性释放三条技术路线相对容易满足近眼显示的尺寸要求，是目前的研发热点。Micro LED微显示屏全彩方案中外延伸生长多色技术，方式简单，是未来发展的方向。

　　从全球申请量来看，光波导光设计方案专利申请量自2010年以来迅速增长。从技术来源国的角度来看，中国、美国和日本是主要的技术来源国，其中自2014年以来，中国的专利申请量开始增长，增长势头强劲。

　　光波导光学设计方案分为三条路线。深入分析了这三条技术路线上主要专利申请人的专利布局。在几何光波导线中，以色列的鲁姆斯掌握了基本专利，专利布局完整；在表面浮雕光波导技术路线下，有多条技术细分路线，基本专利掌握在不同专利申请人手中，中国企业有更大的后续研发空间；在全息光波导技术路线下，关键技术聚合物材料的发展还不完善，细分技术分支的研究才刚刚开始，国内外企业基本同步发展，国内企业有机会在这条技术路线上超车。

　　预计换道超车

　　在硅基液晶显示屏方面，从全球专利申请趋势来看，国外研发起步较早，中国近年来赶上速度较快。主要的技术来源包括中国、美国和日本。从硅基液晶显示屏的相关技术组成来看，面板相关专利申请最多，光路结构和终端应用年度专利申请显著增加，表明专利布局的重点正逐渐转变为终端产品作为技术储备。

　　从全球专利申请情况来看，Pancake技术在2014年之前发展缓慢，创新主体在此期间只进行探索性研究，但没有应用于行业。自2016年以来，Pancake的研发一直活跃。

　　从技术角度来看，膜技术是一种关键技术，分为传统聚合物膜和新型液晶膜两条技术路线。研究小组对7名重点专利申请人的专利技术进行了深入分析。可以看出，眼动跟踪和焦距调节的研发还不够，中国企业有机会参与竞争。

　　从整理出的Pancake技术路线图可以发现，传统膜层的基本专利掌握在外国企业手中，难以绕过。液晶膜层处于发展初期，可能成为未来的发展方向。虽然外国公司已经掌握了关键技术，但中国企业有望通过变道超车。

　　近距离显示，技术正处于快速发展的机遇时期。中国不仅是一个重要的市场，也是一个重要的技术创新场所。目前，国内企业可以抓住机遇，扩大规模，深入细分市场，也应关注各技术路线上的基本专利。

　　对于同步起步领域，国内企业应提高知识产权保护和利用意识，提前进行专利布局。在新的发展方向上，中国企业可以增加投资，努力实现换道超车。目前，产业链尚未形成闭环。促进产业链合作，建立产业联盟，将有助于中国企业在未来市场上掌握发言权。（国家知识产权局专利分析推广项目近距离显示技术研究小组）

(本文仅代表作者个人观点)

　　(编辑:刘珊)