“技术”看！专利打开虚拟现实之门

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伴随元宇宙赛道蓬勃发展，作为支撑元宇宙关键技术之一的虚拟和增强现实（VR/AR）技术，在为人们带来梦幻的沉浸式体验的同时，也面临技术瓶颈，近眼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眼显示技术的两大核心技术，课题组结合技术发展趋势，选择Micro LED微显示器、光波导光学设计方案、硅基液晶显示屏、Pancake光学设计方案作为研究重点，以期为产业发展提供参考。

市场空间巨大

课题组经过专利检索后发现，截至2022年9月1日，近眼显示技术全球专利申请量总计2.80万项，中国专利申请量总计2.02万件。

从技术来源国看，中国、日本和美国是近眼显示技术的主要技术来源国。就技术目标国来看，我国具有巨大的市场空间，目前已经成为各国专利布局的重点目标区域。

从我国专利申请情况来看，国内申请人的专利申请量总计1.14万件，自2016年以来呈现快速增长趋势。这表明，在我国产业政策的驱动下，创新主体加大了研发投入，创新成果不断涌现。国外来华专利申请总计8724件，专利申请人主要来自日本、美国、韩国，专利申请量整体呈增长态势，说明国外专利申请人对中国市场的重视程度不断增强。

从国内专利申请地区来看，专利申请人主要来自广东、北京、江苏、上海等地，这是由于相关省市产业政策的促进及产业园区的助力，使得近眼显示技术获得快速发展。

从技术分支来看，近眼显示技术中显示屏和光学设计的各条技术路线发展趋势并不相同。显示屏方面，Micro LED是研发热点，而光学设计方面，光波导技术则是研发热点。

从全球专利申请量态势来看，Micro LED微显示器领域的专利申请量自2016年起快速增长，同时专利申请人数量也呈现快速增长趋势。中国、美国、韩国、日本是该领域的主要技术来源国和目标国。其中，我国相关专利申请量已经占据优势，众多国内企业进入Micro LED微显示器领域。在全球专利申请量排名前25位的申请人中，我国企业占了半数以上。从Micro LED的细分技术分支情况来看，巨量转移、显示面板、芯片结构领域专利申请量集中，研发活跃。

专利增长迅速

从技术角度来看，如何将Micro LED芯片从生长基板转移到驱动基板是制约微显示器能否量产的关键因素，目前转移方式有两种，分别是巨量转移和单片集成。其中单片集成技术分为两条技术路线，第一是转移尚未图案化的外延层，第二是转移已经图案化的发光元件。

目前巨量转移尚无法满足近眼显示需要的尺寸精度要求，仍需克服技术难题，但其中的微转印、静电吸附和激光选择性释放这3条技术路线，相对来说更容易达到近眼显示的尺寸要求，是目前的研发热点。Micro LED微显示屏的全彩方案中外延生长多色工艺，方式较为简洁，是未来发展的方向。

从全球申请量态势来看，光波导光学设计方案专利申请量自2010年之后开始迅速增长。从技术来源国看，中国、美国和日本是主要技术来源国，其中，我国专利申请量自2014年之后开始增长，且增长势头强劲。

光波导光学设计方案共分3条路线，对这3条技术路线上的主要专利申请人的专利布局进行深入解析可知，几何光波导路线中，以色列的鲁姆斯掌握基础专利，专利布局完备；表面浮雕光波导技术路线下，出现多个技术细分路线，基础专利掌握在不同专利申请人手中，我国企业有较大的空间进行后续研发；体全息光波导技术路线下，关键技术聚合物材料的发展尚不完善，细分技术分支的研究刚刚起步，国内外企业基本同步发展，国内企业有机会在这一技术路线上换道超车。

有望换道超车

硅基液晶显示屏方面，从全球专利申请态势来看，国外研发起步早，我国近年来追赶速度快。主要技术来源国包括中国、美国和日本。从硅基液晶显示屏的相关技术构成来看，面板相关专利申请量最多，光路结构和终端应用的年专利申请量明显增加，表明专利布局的重点正逐渐转变为终端产品做技术储备。

从全球专利申请态势来看，2014年以前，Pancake技术发展缓慢，创新主体在此期间仅进行探索性研究，但没有在产业上应用。自2016年起，Pancake的研发开始活跃。

从技术角度来看，膜层技术为关键技术，分为两条技术路线，传统的聚合物膜层和新出现的液晶膜层。课题组深入解析7家重点专利申请人的专利技术，从中可知，眼动追踪和焦距调节方面的研发还不充分，我国企业有机会参与竞争。

从梳理出的Pancake技术路线图中可以发现，常规膜层的基础专利掌握在国外企业手中，难以绕开，液晶膜层处于发展初期，可能会成为未来的发展方向，虽然国外公司掌握了关键技术，但我国企业有望换道超车。

近眼显示技术处于快速发展的机遇期，我国不仅是重要的市场，也是重要的技术创新地。目前，国内企业可抓住机遇，扩大规模，并在细分市场上深耕，同时也要关注各条技术路线上的基础专利。

对于同步起跑的领域，国内企业要增强知识产权保护和利用的意识，提早进行专利布局。在新的发展方向上，我国企业可加大投入，争取实现换道超车。目前产业链尚未形成闭环，促进产业链合作、打造产业联盟将有助于我国企业在未来市场上掌握话语权。（国家知识产权局专利分析普及推广项目近眼显示技术课题组）

（本文仅代表作者个人观点）

（编辑：刘珊）

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