量子點顯示專利技術

田允允

摘? 要：以量子點為基礎的顯示技術能夠更加還原大自然中的各種顏色，滿足人們對顯示體驗不斷提升的需求。該文主要以CNABS中文數據庫和SIPOABS英文數據庫中的檢索結果為分析樣本，從專利文獻的視角，針對量子點顯示相關專利申請趨勢，全球目標市場國的申請量以及全球申請人分布情況統計和可視化分析，并對量子點顯示專利的技術發展分支統計分析。

關鍵詞：量子點背光;顯示;QLED;量子點CF

中圖分類號：TN873? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

色域和亮度是決定顯示器質量的2個關鍵參數，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追求。量子點具有顯著量子局限效應和波長連續可調且寬吸收窄發射的特性，可使量子點應用到顯示器中實現較好的色域覆蓋率，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，近十幾年來量子點在顯示技術領域得到了迅速發展。

1 專利申請現狀分析

1.1 數據源與關鍵詞

為了解和分析全球范圍內的量子點顯示技術的專利申請情況，采用分類號結合關鍵詞方式在CNAB數據庫和SIPOABS數據庫檢索，由于該領域的技術分支較多，在檢索中還重點采用中英文關鍵詞擴展與S系統中的各類檢索算符（象W，S，P，/FREC等）相結合的方式保證檢索結果的精準性。

1.2 國內外專利申請數量分布分析

檢索對象為公開日在2019年3月28日之前的發明及實用新型專利，根據檢索結果對申請量統計和分析，專利申請量年度分布如圖1所示。

圖2統計結果顯示，量子點顯示專利在2004-2013年處于基礎知識積累階段，將全球年申請量和中國年申請量數據比較可知，這一階段中國的基礎專利數量較少，申請量子點顯示技術的專利主要集中在國外。從2013-2016年，無論是中國量子點顯示專利的申請量還是全球量子點顯示專利的申請量均呈現爆發式增長，且增長趨勢依然持續（由于2017年以后的部分專利申請文件還未公開，為了保證數據的精準性，2017年及以后的專利申請文件數量未統計）。呈現爆發式增長的主要原因為QD Vision于2013年發表了Color IQ?技術，率先采用了量子管技術實現了量子點電視（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化方向，Samsung、Philips等各大終端廠商先后推出TV、Monitor和手機，海信、康佳與長虹也緊隨其后，一時間量子點在顯示領域的應用成了顯示技術熱點。在后面幾年中，各大面板廠商均大力在量子點顯示技術方向進行專利布局，導致了從2013年之后量子點顯示專利的申請量呈現了爆發式增長。

1.3 全球目標市場國申請量分布分析

圖2顯示了專利申請的地域分布，顯示出顯示領域相關企業產品的市場重心。對量子點顯示專利申請所在國家的分布統計，得到中國、美國、韓國、日本的專利申請數量排在前列，分別占據了專利申請總量的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均看好中國這個巨大的消費市場，同時隨著中國專利制度的不斷完善，各國企業均積極在中國進行專利技術保護，試圖占領中國市場。

1.4 全球范圍內主要申請人分布分析

我們發現全球范圍內量子點顯示技術領域的主要申請人，根據主要申請人可看出全球范圍內量子點顯示技術領域的各個公司的技術儲備實力。對全球范圍內的主要申請人進行統計分析可知，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。國內的面板廠商不斷發力，對量子點顯示技術全面布局，華星光電、京東方、TCL等國內企業也成了全球范圍內的量子點顯示技術的主要申請人。據報告，2017年初京東方已經實現了QLED顯示器樣機，預示著QLED顯示技術存在整體可行性，2018年TCL已經完成了量子點產業鏈的垂直整合，以上均體現出我國對量子點顯示技術的重視，也體現了我國量子點顯示技術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產權具備良好發展態勢。

1.5 量子點顯示技術的主要技術分支的發展

圖3的統計結果顯示，量子點顯示技術的主要技術分支為量子點背光、量子點CF和電致發光量子點，且量子點背光和電致發光量子點的專利申請量的數量遠遠高于量子點CF的專利申請量。

量子點背光的專利申請量數量較高原因為：量子點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、可量產化的量子點顯示器。量子點背光結構主要分為3種形態：On-chip（WO9950916A9）、QD Tube（US2013148376A1）和QD film（WO2014113562A1），On-chip雖然量子點用量最少，但藍光芯片工作時產生的熱量使量子點壽命大幅降低，無法實現商業化應用。QD Tube是將量子點粉體封裝在玻璃管中，克服了量子點直接與高溫芯片接觸，但量子管脆、容易破損，且安裝在導光板側面需要額外空間，造成背光模組笨重，不符合超薄超窄背光模組的發展需求，所以也沒有得到較好發展。QD film為Nanosys與3M聯合開發的將量子點材料包覆在2層PET膜之間，此工藝過程與當前模組制造工藝兼容度高，因此QD film發展成為現在市場上主流的量子點背光技術，但由于其市場成熟度較高，未來也沒有更好的發展方向，因此預計后續專利申請量的增長會稍顯乏力。

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

目前還處于研究階段的電致發光量子點技術，應用在顯示設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。電致發光量子點顯示器穩定性也更好，且可實現柔性顯示，所以電致發光量子點顯示器兼具OLED的薄型、柔性等優勢，同時又比OLED具有更高色域，更長壽命等，但目前這項技術還處于實驗室走向落地的過渡階段，需要量子點材料合成，量子點印刷器件，印刷顯示工藝技術，印刷顯示平臺等部分的均衡發展，業內人士預計還需要3-5年時間，電致發光量子點技術可逐步走出實驗室開始商業化應用的嘗試，因此，可以預計電致發光量子點技術方向的專利數量在未來的十年內還會繼續呈現爆發式增長。

3 總結和展望

根據上面分析可以看出，我國量子點顯示技術正處于快速發展時期，在專利分布上，與國外主要申請人相比也并不處于劣勢;相信經過前幾年的量子點顯示技術積累和隨著中國企業的自身技術研究的發展以及對于知識產權意識的進一步提高，中國企業在該領域專利申請方面會有更大的產出，特別是在電致發光量子點的技術分支上，希望國內企業可以抓住國際發展的總趨勢，提高自主創新程度，使國內產品走向市場，實現顯示領域的彎道超車。

參考文獻

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