量子點(diǎn)顯示專利技術(shù)

田允允

摘? 要：以量子點(diǎn)為基礎(chǔ)的顯示技術(shù)能夠更加還原大自然中的各種顏色，滿足人們對顯示體驗(yàn)不斷提升的需求。該文主要以CNABS中文數(shù)據(jù)庫和SIPOABS英文數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻(xiàn)的視角，針對量子點(diǎn)顯示相關(guān)專利申請趨勢，全球目標(biāo)市場國的申請量以及全球申請人分布情況統(tǒng)計(jì)和可視化分析，并對量子點(diǎn)顯示專利的技術(shù)發(fā)展分支統(tǒng)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：量子點(diǎn)背光;顯示;QLED;量子點(diǎn)CF

中圖分類號(hào)：TN873? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

色域和亮度是決定顯示器質(zhì)量的2個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，不斷提高顯示器的色域和亮度也是各顯示器廠家一直以來的技術(shù)追求。量子點(diǎn)具有顯著量子局限效應(yīng)和波長連續(xù)可調(diào)且寬吸收窄發(fā)射的特性，可使量子點(diǎn)應(yīng)用到顯示器中實(shí)現(xiàn)較好的色域覆蓋率，并有望使顯示器能夠展示出人眼可視的全部色域范圍。因此，近十幾年來量子點(diǎn)在顯示技術(shù)領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。

1 專利申請現(xiàn)狀分析

1.1 數(shù)據(jù)源與關(guān)鍵詞

為了解和分析全球范圍內(nèi)的量子點(diǎn)顯示技術(shù)的專利申請情況，采用分類號(hào)結(jié)合關(guān)鍵詞方式在CNAB數(shù)據(jù)庫和SIPOABS數(shù)據(jù)庫檢索，由于該領(lǐng)域的技術(shù)分支較多，在檢索中還重點(diǎn)采用中英文關(guān)鍵詞擴(kuò)展與S系統(tǒng)中的各類檢索算符（象W，S，P，/FREC等）相結(jié)合的方式保證檢索結(jié)果的精準(zhǔn)性。

1.2 國內(nèi)外專利申請數(shù)量分布分析

檢索對象為公開日在2019年3月28日之前的發(fā)明及實(shí)用新型專利，根據(jù)檢索結(jié)果對申請量統(tǒng)計(jì)和分析，專利申請量年度分布如圖1所示。

圖2統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，量子點(diǎn)顯示專利在2004-2013年處于基礎(chǔ)知識(shí)積累階段，將全球年申請量和中國年申請量數(shù)據(jù)比較可知，這一階段中國的基礎(chǔ)專利數(shù)量較少，申請量子點(diǎn)顯示技術(shù)的專利主要集中在國外。從2013-2016年，無論是中國量子點(diǎn)顯示專利的申請量還是全球量子點(diǎn)顯示專利的申請量均呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，且增長趨勢依然持續(xù)（由于2017年以后的部分專利申請文件還未公開，為了保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，2017年及以后的專利申請文件數(shù)量未統(tǒng)計(jì)）。呈現(xiàn)爆發(fā)式增長的主要原因?yàn)镼D Vision于2013年發(fā)表了Color IQ?技術(shù)，率先采用了量子管技術(shù)實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)電視（US2013148376A1），將顯示器的色域范圍從72%@NTSC直接增大到接近100%@NTSC，顯著提高了顯示器的色彩展示能力，為顯示器色域提升指明了新的可商業(yè)化方向，Samsung、Philips等各大終端廠商先后推出TV、Monitor和手機(jī)，海信、康佳與長虹也緊隨其后，一時(shí)間量子點(diǎn)在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用成了顯示技術(shù)熱點(diǎn)。在后面幾年中，各大面板廠商均大力在量子點(diǎn)顯示技術(shù)方向進(jìn)行專利布局，導(dǎo)致了從2013年之后量子點(diǎn)顯示專利的申請量呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長。

1.3 全球目標(biāo)市場國申請量分布分析

圖2顯示了專利申請的地域分布，顯示出顯示領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的市場重心。對量子點(diǎn)顯示專利申請所在國家的分布統(tǒng)計(jì)，得到中國、美國、韓國、日本的專利申請數(shù)量排在前列，分別占據(jù)了專利申請總量的45%、19%、8%、7%，值得注意的是，中國的專利申請量較高表明各國企業(yè)均看好中國這個(gè)巨大的消費(fèi)市場，同時(shí)隨著中國專利制度的不斷完善，各國企業(yè)均積極在中國進(jìn)行專利技術(shù)保護(hù)，試圖占領(lǐng)中國市場。

1.4 全球范圍內(nèi)主要申請人分布分析

我們發(fā)現(xiàn)全球范圍內(nèi)量子點(diǎn)顯示技術(shù)領(lǐng)域的主要申請人，根據(jù)主要申請人可看出全球范圍內(nèi)量子點(diǎn)顯示技術(shù)領(lǐng)域的各個(gè)公司的技術(shù)儲(chǔ)備實(shí)力。對全球范圍內(nèi)的主要申請人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，華星光電、京東方、三星、TCL、Nanosys、3M、QD vision HISENSE、LG、大日本印刷為主要的申請人。國內(nèi)的面板廠商不斷發(fā)力，對量子點(diǎn)顯示技術(shù)全面布局，華星光電、京東方、TCL等國內(nèi)企業(yè)也成了全球范圍內(nèi)的量子點(diǎn)顯示技術(shù)的主要申請人。據(jù)報(bào)告，2017年初京東方已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了QLED顯示器樣機(jī)，預(yù)示著QLED顯示技術(shù)存在整體可行性，2018年TCL已經(jīng)完成了量子點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合，以上均體現(xiàn)出我國對量子點(diǎn)顯示技術(shù)的重視，也體現(xiàn)了我國量子點(diǎn)顯示技術(shù)的研究水平與成績以及我國對于專利布局的重視和我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)具備良好發(fā)展態(tài)勢。

1.5 量子點(diǎn)顯示技術(shù)的主要技術(shù)分支的發(fā)展

圖3的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，量子點(diǎn)顯示技術(shù)的主要技術(shù)分支為量子點(diǎn)背光、量子點(diǎn)CF和電致發(fā)光量子點(diǎn)，且量子點(diǎn)背光和電致發(fā)光量子點(diǎn)的專利申請量的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于量子點(diǎn)CF的專利申請量。

量子點(diǎn)背光的專利申請量數(shù)量較高原因?yàn)椋毫孔狱c(diǎn)背光和顯示器的背光模組工藝整合難度低，容易得到高色域、可量產(chǎn)化的量子點(diǎn)顯示器。量子點(diǎn)背光結(jié)構(gòu)主要分為3種形態(tài)：On-chip（WO9950916A9）、QD Tube（US2013148376A1）和QD film（WO2014113562A1），On-chip雖然量子點(diǎn)用量最少，但藍(lán)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量使量子點(diǎn)壽命大幅降低，無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。QD Tube是將量子點(diǎn)粉體封裝在玻璃管中，克服了量子點(diǎn)直接與高溫芯片接觸，但量子管脆、容易破損，且安裝在導(dǎo)光板側(cè)面需要額外空間，造成背光模組笨重，不符合超薄超窄背光模組的發(fā)展需求，所以也沒有得到較好發(fā)展。QD film為Nanosys與3M聯(lián)合開發(fā)的將量子點(diǎn)材料包覆在2層PET膜之間，此工藝過程與當(dāng)前模組制造工藝兼容度高，因此QD film發(fā)展成為現(xiàn)在市場上主流的量子點(diǎn)背光技術(shù)，但由于其市場成熟度較高，未來也沒有更好的發(fā)展方向，因此預(yù)計(jì)后續(xù)專利申請量的增長會(huì)稍顯乏力。

量子點(diǎn)CF技術(shù)（KR20070094679A）相比于量子點(diǎn)背光技術(shù)，具有更好的光學(xué)特性，象具有更高色域以及更高透過率。但量子點(diǎn)CF技術(shù)需要將量子點(diǎn)制作工藝與顯示面板制作工藝相兼容，現(xiàn)在市場上能夠提供量子點(diǎn)CF材料的廠家寥寥無幾，且也無法保證量子點(diǎn)的量子轉(zhuǎn)化效率，量子點(diǎn)CF技術(shù)的發(fā)展存在較大的瓶頸，因此，在量子點(diǎn)CF技術(shù)方向上專利的申請數(shù)量相對較少。

目前還處于研究階段的電致發(fā)光量子點(diǎn)技術(shù)，應(yīng)用在顯示設(shè)備上不再需要背光源、液晶盒、偏振片，甚至不需要彩色濾光片。電致發(fā)光量子點(diǎn)顯示器穩(wěn)定性也更好，且可實(shí)現(xiàn)柔性顯示，所以電致發(fā)光量子點(diǎn)顯示器兼具OLED的薄型、柔性等優(yōu)勢，同時(shí)又比OLED具有更高色域，更長壽命等，但目前這項(xiàng)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室走向落地的過渡階段，需要量子點(diǎn)材料合成，量子點(diǎn)印刷器件，印刷顯示工藝技術(shù)，印刷顯示平臺(tái)等部分的均衡發(fā)展，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)還需要3-5年時(shí)間，電致發(fā)光量子點(diǎn)技術(shù)可逐步走出實(shí)驗(yàn)室開始商業(yè)化應(yīng)用的嘗試，因此，可以預(yù)計(jì)電致發(fā)光量子點(diǎn)技術(shù)方向的專利數(shù)量在未來的十年內(nèi)還會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

3 總結(jié)和展望

根據(jù)上面分析可以看出，我國量子點(diǎn)顯示技術(shù)正處于快速發(fā)展時(shí)期，在專利分布上，與國外主要申請人相比也并不處于劣勢;相信經(jīng)過前幾年的量子點(diǎn)顯示技術(shù)積累和隨著中國企業(yè)的自身技術(shù)研究的發(fā)展以及對于知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)的進(jìn)一步提高，中國企業(yè)在該領(lǐng)域?qū)＠暾埛矫鏁?huì)有更大的產(chǎn)出，特別是在電致發(fā)光量子點(diǎn)的技術(shù)分支上，希望國內(nèi)企業(yè)可以抓住國際發(fā)展的總趨勢，提高自主創(chuàng)新程度，使國內(nèi)產(chǎn)品走向市場，實(shí)現(xiàn)顯示領(lǐng)域的彎道超車。

參考文獻(xiàn)

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