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    量子點彩色濾光片專利布局分析來了

      量子點具有分立的能級結構,在受到外加激勵時能夠發射熒光,其發光峰非常窄,因此能夠發射色純度很高的單色光,而且通過改變量子點的尺寸和組分還可以精確調控其發光顏色。因此,量子點被廣泛應用于顯示領域,量子點顯示器件的色彩飽和度甚至高于OLED。彩色濾光片是液晶顯示器實現彩色顯示的關鍵構件,但是傳統的彩色濾光片是吸收型濾光片,光源利用率較低,同時濾光半波寬較寬,從而導致色彩飽和度不高。因此,隨著量子點在顯示領域的廣泛應用,量子點彩色濾光片應運而生,并迅速成為該領域發展熱點和專利布局重點。

      筆者以中國專利文摘數據庫(CNABS)、德溫特世界專利索引數據庫(DWPI)為信息源,檢索得到涉及該技術的446件全球專利申請(公開日截止到2018年3月31日),并據此對相關專利申請概況進行分析,以期為相關申請人提供參考。

      專利申請增長迅猛

      筆者通過分析上述446件專利申請發現,該技術最早在1998年提出,但是由于相關技術并沒有實現產業化應用,因此前期的專利申請數量一直很少。而2013年全球各大廠商開始將量子點應用在顯示器中并推出相關產品,與之對應的是從2012年開始該技術的專利數量迅速增長,進入了快速發展階段。

      從專利申請分布地區來看,全球各主要國家和地區的申請人均對該技術進行了研發和專利布局。其中,來自中國的申請占據一半以上,其次是韓國、美國和日本,因此,專利申請的地域分布與顯示產業分布是相一致的。眾所周知,韓國和日本是顯示行業發展最早的國家,后來隨著中國企業的興起,中國的專利申請量實現了反超。

      專利布局呈現多元

      各國申請人的技術輸出方式各異,其中,中國申請人除了在國內申請之外,還主要在韓國和美國進行專利布局;而韓國的申請重點是通過《專利合作條約》(PCT途徑),且韓國和美國申請人在各個主要國家和地區的布局都相對均衡。

      該技術專利申請量排名前三位的申請人分別是京東方、華星光電、三星,這三家企業在顯示領域都有很高的知名度,并且三者的專利申請基本上占據了全球申請量的絕大部分。但是這三位申請人的布局策略并不相同:三星最早開始申請相關專利,雖然其總申請量較少,但是更偏向于在各個技術分支中的均勻布局,而且更側重于材料方面的布局;京東方雖然起步較晚,但是其在之后幾年均保持相對穩定,側重于對空間位置和結構等方面的布局;而華星光電起步最晚,可是增長十分迅速,側重于制備方法方面。

      而在技術改進方面,涉及量子點層單獨作濾光片的基礎專利申請量最多,占總申請量的55%。筆者分析,這主要是因為量子點濾色片直到2012年之后才得以迅速發展,仍屬于新興的研究熱點。但是除此之外,申請人還從各個不同的角度對該技術進行改進,例如量子點結合色阻作濾光片、量子棒層替代濾光片和偏光片、量子點及其形成方法、添加其他光學微粒、量子點層基材及其他添加劑等。

    濾光片

      技術改進競爭激烈

      通過對上述446件全球專利申請進行梳理,筆者發現,量子點彩色濾光片主要有以下兩個技術改進方向。

      第一種是對空間位置和結構的改進。加州大學在1998年提交了公開號為US6864626B1的專利申請,是該領域最早的基礎專利,主要構思是在各個像素單元中設置特定尺寸的納米晶體,以產生所期望顏色的光;2005年三星提交了公開號為US2007007881A1的專利申請,三色濾光層為分別含有三色磷光體和量子點的光發射層,進一步提高了顯示裝置的色彩飽和度和顯示質量;2007年友達光電提交了公開號為US2009039448A1的專利申請,在陣列基板的柵絕緣層中對應各個子像素分別設置相應顏色的量子點,從而使得柵絕緣層同時兼具了彩色濾光層的作用,避免了對位偏差;2013年三星提交了公開號為US2014268633A1的專利申請,使用藍光背光源時在藍色子像素中僅設置透明材料以節約量子點材料;但是,當選擇藍光作為背光激發各單色量子點層時,藍色背光只是部分被吸收,因此會造成混色。為了解決該問題,主要有以下三種方式:2013年京東方提交的一件名為“液晶顯示屏、顯示裝置及單色量子點層的制備方法”
    (公開號:CN103293745A)的專利申請,在量子點彩色濾光片的出光側設置藍光吸收層,防止透射藍色背光;2014年京東方還提交了一件名為“彩色濾光片及顯示裝置”(公開號:CN203658706U)的專利申請,在紅、綠子像素中添加黃光量子點以補償透射的藍色背光;2014年華星光電提交了一件名為“高色域液晶顯示模組結構”(公開號:CN104090408A)的專利申請,在量子點彩色濾光片的紅、綠子像素的出光側分別增設紅、綠色阻單元以濾除藍色背光。

      第二種是對制造方法的改進。首先是量子點層本身的制作,2015年三星提交了公開號為CN105824195A的專利申請,通過調節樹脂組合物中各組分的含量,得到顏色轉換效率優異的濾色片;HCF在2008年提交了公開號為WO2010056240A1的專利申請,通過在特定的基材中加入各種交聯劑,提高量子點層薄膜的穩定性。其次是量子點彩色濾光片的制作方法,主要包括三種:京東方的光刻法(公開號:CN103226259A)、華星光電的熒光猝滅法(公開號:CN105242449A)、華星光電的噴墨打印法(公開號:CN105278150A)和華星光電的電化學沉積法(公開號:CN105259683A)。

      綜上,筆者認為,量子點彩色濾光片的市場正處于孕育和爆發期,其發展前景十分廣闊,競爭也異常激烈。因此,隨著量子點技術的不斷進步和突破,量子點濾光片的申請量很可能會持續增長,并且越來越接近實用化和產業化。在不久的將來,量子點顯示技術將改變人們的生活。(田然
    鐘宇 崔雙魁)

      (本文僅代表作者個人觀點)

      (文章來源:中國知識產權報 原標題:量子點彩色濾光片專利布局分析)

      (責任編輯:崔靜思 蔡瑩 編輯:高云翔 曹雅暉)

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