趙學(xué)武 李 衛(wèi)/文

OLED專利技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析

趙學(xué)武 李 衛(wèi)/文

有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高對(duì)比度、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)，是新一代顯示器件。主動(dòng)矩陣OLED（以下簡稱AMOLED）在大尺寸、高分辨率、全彩、節(jié)能等方面具有優(yōu)勢，是OLED技術(shù)的發(fā)展方向之一。將對(duì)OLED以及AMOLED技術(shù)的專利態(tài)勢進(jìn)行分析，為國內(nèi)OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展及相關(guān)研究提供參考。

有機(jī)發(fā)光二極管 OLED 主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極管 AMOLED 專利態(tài)勢

隨著科技的發(fā)展，廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)以及手機(jī)等信息傳播工具相繼進(jìn)入千家萬戶。作為人們獲取圖形信息的終端媒介，顯示器也獲得了跨躍式發(fā)展。傳統(tǒng)的CRT顯示器由于厚重、體積大等劣勢，已被輕薄、大尺寸的液晶顯示器以及平板顯示器取代。最近幾年，憑借輕薄、易彎曲、便攜性、全彩、高亮度、省電以及可視角廣等優(yōu)勢，發(fā)光二極管顯示器（OLED顯示器）得到國際社會(huì)特別是產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛重視。

在我國，OLED顯示技術(shù)也受到高度關(guān)注。OLED技術(shù)是“863計(jì)劃”中“高清晰度平板顯示專項(xiàng)”中的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。在國家發(fā)改委、科技部、商務(wù)部聯(lián)合發(fā)布的《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南（2007年度）》中，發(fā)光二極管新型平板顯示器件以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路等新型顯示器件為優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。本文將對(duì)OLED以及AMOLED技術(shù)的專利態(tài)勢進(jìn)行分析，以揭示OLED以及AMOLED技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。

一、專利檢索情況說明

（一）檢索范圍與檢索工具

本次專利檢索的范圍是截止到2009年11月全球范圍的OLED專利以及專利申請（以下統(tǒng)稱專利），使用的數(shù)據(jù)庫來自中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（SIPO）、美國專利商標(biāo)局（USPTO）以及歐洲專利局（EPO）。

（二）檢索考慮的主要因素

本次OLED專利檢索除了盡可能從技術(shù)角度列出全面、準(zhǔn)確的檢索式，還重點(diǎn)考慮了下列因素：OLED的技術(shù)優(yōu)勢、OLED的主要技術(shù)問題以及OLED的應(yīng)用領(lǐng)域。這些因素對(duì)OLED技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生很大影響，并直接反映OLED技術(shù)的專利布局以及專利發(fā)展態(tài)勢。

1.OLED的技術(shù)優(yōu)勢

OLED的技術(shù)優(yōu)勢是OLED進(jìn)入平板顯示市場的基礎(chǔ)。隨著OLED的技術(shù)優(yōu)勢被不斷發(fā)現(xiàn)和深入挖掘，OLED技術(shù)不斷向前發(fā)展。OLED的技術(shù)優(yōu)勢主要來自主動(dòng)發(fā)光以及固態(tài)顯示兩個(gè)方面。其中，主動(dòng)發(fā)光不僅使OLED能耗降低、顯示效果更完美（與其他平板顯示技術(shù)相比，OLED發(fā)光效率高、響應(yīng)時(shí)間短、視角范圍大、圖像穩(wěn)定、亮度高、色彩豐富、分辨率高），而且使顯示裝置厚度變薄、重量減輕；固態(tài)顯示不僅使得OLED低溫特性變好，而且提高了抗震性，從而可勝任更為惡劣的工作環(huán)境。

2.OLED的主要技術(shù)問題

與其他平板顯示技術(shù)相比，目前的OLED技術(shù)還存在不少需要改進(jìn)的地方，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是OLED產(chǎn)品的壽命相對(duì)較短；二是OLED的色彩純度不夠；三是大尺寸的OLED實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)比較困難。解決OLED的技術(shù)問題是OLED占領(lǐng)平板顯示市場甚至取代其他顯示技術(shù)的關(guān)鍵，已成為平板廠商技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。筆者非常關(guān)注OLED的主要技術(shù)問題，并將其作為分析OLED技術(shù)的專利發(fā)展態(tài)勢的重要線索。

3.OLED的應(yīng)用領(lǐng)域

OLED技術(shù)發(fā)展到一定階段以后，專利布局將集中在具體應(yīng)用領(lǐng)域。OLED技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，相關(guān)專利涉及的技術(shù)領(lǐng)域也很多。例如，OLED技術(shù)可以應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域 （包括POS機(jī)、ATM機(jī)、復(fù)印機(jī)以及游戲機(jī)等）、通信領(lǐng)域（包括手機(jī)以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端等）、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域（包括PDA、商用PC、家用PC以及筆記本電腦）、消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域（包括音響設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、便攜式DVD以及其他音視頻播放器等）、工業(yè)領(lǐng)域（包括儀器、儀表等）、交通領(lǐng)域（包括全球定位系統(tǒng)以及飛機(jī)儀表等）以及軍事領(lǐng)域（包括坦克以及飛機(jī)等現(xiàn)代化武器的顯示終端等）。

二、OLED專利態(tài)勢分析

截至2009年11月，全球范圍內(nèi)OLED專利總量為64945件。下面從OLED專利年度申請情況、OLED專利年度公布情況、OLED專利主要申請人排名、OLED專利優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)分布情況以及OLED專利技術(shù)領(lǐng)域分布情況五個(gè)角度展開分析。

（一）OLED專利申請年度分布情況

圖1 OLED專利申請年度分布情況1.專利申請年度分布情況是指各年度提出的專利申請數(shù)量的分布情況。

圖1為OLED專利申請年度分布情況（前20位）。可以看出，上世紀(jì)80年代OLED專利年度申請情況變化不大，維持在每年100件左右；隨后，年度申請量有所下降，1987-1994年年度申請量都沒有突破100件；從1996年開始，OLED專利申請進(jìn)入快速增長階段，當(dāng)年申請量達(dá)227件，幾乎為上一年度申請量的兩倍；2001年申請量突破1 000件大關(guān)，達(dá)1 523件；2003年申請量突破3 000件大關(guān)，這表明OLED的市場前景普遍被看好。如圖1所示，2005年OLED專利申請量最高，為3 721件，隨后有所下降?？紤]到以下三個(gè)因素的影響，即發(fā)明專利從提出申請到公布通常有1年半的滯后期；相當(dāng)數(shù)量的美國專利申請沒有進(jìn)行提前公布，只進(jìn)行授權(quán)公告；不少專利申請通過PCT程序完成，國際申請進(jìn)入國家階段的手續(xù)可能在優(yōu)先權(quán)日起30個(gè)月左右辦理?？梢酝茰y2005年之后OLED專利申請量還將繼續(xù)保持增長的趨勢。

（二）OLED專利申請公開年度分布情況

圖2 OLED專利申請公開年度分布情況2.專利申請公開年度分布情況是指各年度公開的專利文獻(xiàn)（包括對(duì)專利申請的公布以及對(duì)專利的授權(quán)公告）的數(shù)量的分布情況。

圖2為OLED專利申請公開年度公布情況（前20位）。從圖2中可以看出，早在上世紀(jì)60年代就有一定規(guī)模的OLED技術(shù)研發(fā)活動(dòng)，但OLED技術(shù)并沒有迅速取得重大突破。1968-1978年以及1987-1996年這兩段時(shí)間是OLED技術(shù)發(fā)展的瓶頸階段，研發(fā)工作進(jìn)展緩慢。從 1996年開始，OLED專利申請進(jìn)入快速增長階段。其中，2007年一共公布OLED專利申請3 809件；2008年略有下降 （共計(jì)3 784件），但維持在高位；截至2009年11月，2009年已公布了3 872件OLED專利申請。以上情況表明，OLED專利申請量及公布量還將繼續(xù)保持增長趨勢。

（三）OLED專利主要申請人申請量

圖3 OLED專利主要申請人申請量

圖3為OLED專利主要申請人（前21位）及其申請量。從圖3中可以看出，主要的OLED專利申請人都是平板顯示器大廠或者是平板技術(shù)許可公司。前21位專利申請人中來自日本的公司最多，為7家；來自韓國的公司有6家；來自美國、德國與中國臺(tái)灣地區(qū)的公司分別有2家；來自英國和荷蘭的公司分別有1家。需要指出的是，韓國的公司主要是三星和LG參股或者控股的公司。專利申請量排名前五位的公司分別是三星SDI、柯達(dá)、三星 DENKAN、愛普生以及IDEMITSU KOSAN（出光興產(chǎn)）。

（四）OLED專利優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)分布情況

圖4 OLED專利優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)分布情況

圖4為OLED專利的優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)分布情況（前20位）。專利申請通常都首先在申請人本國家/地區(qū)提出，而后向其他國家/地區(qū)提出專利申請時(shí)再主張第一次提出專利申請的優(yōu)先權(quán)。因此，可以通過分析OLED專利的優(yōu)先權(quán)國家/地區(qū)分布狀況，了解到OLED技術(shù)研發(fā)活動(dòng)主要集中在哪些國家/地區(qū)。從圖4可以看出，OLED技術(shù)研發(fā)活動(dòng)主要集中在美國、日本、韓國、歐洲以及中國臺(tái)灣地區(qū)。美國專利的申請人主要包括柯達(dá)、摩托羅拉、UDC、歐司朗、3M公司、友達(dá)光電、康寧、杜邦、通用電氣、IBM、英特爾、統(tǒng)寶科技、施樂以及普林斯頓大學(xué)等。中國的申請人主要包括清華大學(xué)、維信諾、鴻海精密、友達(dá)光電、信利和中星微電子等。

（五）OLED專利技術(shù)領(lǐng)域分布情況

圖5 OLED專利技術(shù)領(lǐng)域分布情況

圖5為OLED專利的技術(shù)分布情況 （前20位）。其中，技術(shù)分類的依據(jù)是IPC分類號(hào)的小類。從圖5可以看出，OLED涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常多，包括化學(xué)、電學(xué)、物理、噴涂工藝等技術(shù)領(lǐng)域。其中，涉及基本電氣元件中的半導(dǎo)體器件（H01L）的專利申請共計(jì)16 342件，占總量的25%；涉及電熱以及部分電照明（H05B）的專利申請共計(jì)9 457件，占總量的14.6%；涉及對(duì)用靜態(tài)方法顯示可變信息的指示裝置進(jìn)行控制的裝置或電路（G09G）的專利申請共計(jì)4 673件，占總量的7.2%；涉及染料、涂料、拋光劑、天然樹脂以及黏合劑之外的應(yīng)用材料以及材料的應(yīng)用 （C09K）的專利申請共計(jì)4 430件，占總量的6.8%；涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的雜環(huán)化合物（C07C）的專利申請共計(jì)1 167件，占總量的1.8%。

三、OLED核心專利持有人及其許可狀況

業(yè)界通常把OLED的產(chǎn)業(yè)鏈劃分為上游、中游和下游，上游包括設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商以及零部件供應(yīng)商，中游包括面板制造商以及模組組裝商，下游則是指最終產(chǎn)品供應(yīng)商。OLED核心專利持有人往往處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的形成與發(fā)展有重大影響。例如，柯達(dá)與劍橋顯示技術(shù)兩家公司分別持有小分子OLED和高分子OLED的核心專利，同時(shí)兩家公司分別是小分子OLED和高分子OLED的材料供應(yīng)商，主導(dǎo)了整個(gè)OLED產(chǎn)業(yè)鏈，使OLED產(chǎn)業(yè)形成兩大陣營（參見圖6）。下文將分別介紹上述兩家公司的基本情況及其OLED專利許可情況，此外還將對(duì)另外兩家OLED專利許可組織（即環(huán)宇顯示技術(shù)公司以及工業(yè)技術(shù)研究院）進(jìn)行簡要介紹。

（一）柯達(dá)(Kodak)

圖6 OLED產(chǎn)業(yè)兩大陣營

柯達(dá)公司是小分子OLED企業(yè)的典型代表，也是OLED領(lǐng)域最具影響力的公司之一。1987年，柯達(dá)公司首次用真空蒸鍍法制造出含電子空穴傳輸層的OLED器件，并獲得OLED基礎(chǔ)專利。由于柯達(dá)公司掌握了大量OLED材料和器件設(shè)計(jì)的核心專利，該公司受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，柯達(dá)公司部分OLED專利的被引證次數(shù)非常高。例如，引證US4769292的專利達(dá)546件（柯達(dá)自我引證184件），引證US4539507的專利達(dá)511件（柯達(dá)自我引證93件），引證US4720432的專利達(dá)399件（柯達(dá)自我引證86件）。3.以上數(shù)據(jù)截至2009年11月?？逻_(dá)公司選擇被許可人比較嚴(yán)格，截至目前獲得柯達(dá)許可的公司有20多家，包括先鋒、三星、LG、錸寶科技、奇美以及信利等。

（二）劍橋顯示技術(shù)(CDT)

劍橋顯示技術(shù)公司是高分子OLED企業(yè)的典型代表，其前身是英國劍橋大學(xué)的Cavendish實(shí)驗(yàn)室。1989年，該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)可以采用共軛聚合物制造發(fā)光二極管，并申請了基礎(chǔ)專利（專利申請?zhí)朑B19899011A）。1990年，Cavendish實(shí)驗(yàn)室研制出高分子OLED器件。1992年劍橋大學(xué)投資成立了劍橋顯示技術(shù)公司。

劍橋顯示技術(shù)公司的專利技術(shù)涉及如下領(lǐng)域：OLED的器件、材料、工藝、電極/傳輸層、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備/驅(qū)動(dòng)、光學(xué)設(shè)備、噴墨打印機(jī)、柔性技術(shù)以及光致電壓技術(shù)。該公司在高分子OLED材料、器件和工藝技術(shù)方面擁有核心專利。從1996年首次對(duì)外發(fā)放專利許可開始（第一位被許可人是飛利浦），劍橋顯示技術(shù)公司對(duì)發(fā)放專利許可一直保持積極的態(tài)度。獲得劍橋顯示技術(shù)公司專利許可的公司有愛普生、杜邦、歐司朗、錸寶科技、住友化工、陶氏化學(xué)以及拜耳等。

（三）環(huán)宇顯示技術(shù)公司(UDC)

環(huán)宇顯示技術(shù)公司（英文Universal Display Corporation，簡稱UDC）是一家從事顯示技術(shù)開發(fā)和許可的美國公司。該公司在全球擁有960余項(xiàng)專利以及專利申請，這些專利來自普林斯頓大學(xué)、南加州大學(xué)、密歇根大學(xué)、摩托羅拉和UDC，涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括磷光OLED技術(shù)及材料、透明OLED技術(shù)以及頂部發(fā)光OLED技術(shù)、柔性O(shè)LED技術(shù)、白光OLED技術(shù)、SOLED技術(shù)、有機(jī)氣相處理技術(shù)、噴墨打印技術(shù)以及其他高分辨率成樣技術(shù)、AMOLED技術(shù)以及其他驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)技術(shù)、高功率效率的光提取技術(shù)以及OLED封裝技術(shù)。4.參見 http://www.universaldisplay.com/default.asp?contentID=578。

（四）工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)

工業(yè)技術(shù)研究院 （Industrial Technology Research Institute of Taiwan，簡稱工研院）成立于1973年，長期致力于技術(shù)研發(fā)。2002年，為實(shí)現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的增值與運(yùn)用，工業(yè)技術(shù)研究院成立了技術(shù)移轉(zhuǎn)與服務(wù)中心，并通過其專利組合推廣網(wǎng)進(jìn)行專利許可。5.參見 http://www.patentportfolio.itri.org.tw/。工業(yè)技術(shù)研究院將其專利組合分為六個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，即信息與通信、電子與光電、材料化工與納米、生物技術(shù)與醫(yī)藥、先進(jìn)制造與系統(tǒng)以及能源與環(huán)境。每個(gè)技術(shù)領(lǐng)域下面包含若干子技術(shù)領(lǐng)域（例如電子與光電這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域下面包含光信息技術(shù)、光電半導(dǎo)體技術(shù)以及平面顯示技術(shù)；材料化工與納米這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域下面包含電子材料與零組件、光電材料與結(jié)構(gòu)以及觸媒），同樣子技術(shù)領(lǐng)域下面也可能進(jìn)一步包含更小的技術(shù)領(lǐng)域（例如子技術(shù)領(lǐng)域光電材料與結(jié)構(gòu)下面包含了LCD相關(guān)材料、光阻、光學(xué)膜、OLED相關(guān)材料、熒光粉以及其他）。

工業(yè)技術(shù)研究院進(jìn)行許可的專利組合中，明顯涉及OLED技術(shù)的專利組合包括：子技術(shù)領(lǐng)域“平面顯示技術(shù)”下面的 “有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）元件與制程”（共計(jì) 58件專利）、子技術(shù)領(lǐng)域“光電材料與結(jié)構(gòu)”下面的“OLED相關(guān)材料”6. 參見http://www.itri.org.tw/chi/。（共計(jì)26件專利）。此外，有可能涉及OLED技術(shù)的專利組合包括子技術(shù)領(lǐng)域“光電半導(dǎo)體技術(shù)”下面的“發(fā)光二極體”（共計(jì)96件專利）、子技術(shù)領(lǐng)域“光電材料與結(jié)構(gòu)”下面的“熒光粉”（共計(jì)6件專利）。這些涉及OLED技術(shù)的專利主要來自于工業(yè)技術(shù)研究院下屬的化工所、電子所、機(jī)械所、材料所、光電所等單位以及臺(tái)灣交通大學(xué)陳金鑫教授。

四、AMOLED專利態(tài)勢分析

（一）AMOLED專利年度申請情況

圖7 AMOLED專利年度申請情況

圖7為AMOLED專利年度申請情況（1992-2009年）。可以看出，上世紀(jì)90年代AMOLED專利年度申請情況變化不大，維持在每年1件左右。從1997年開始，AMOLED專利申請進(jìn)入快速增長階段，當(dāng)年申請量達(dá)6件；2002年申請量突破100件大關(guān)，達(dá)119件；2003年申請量突破200件大關(guān)，這表明AMOLED的市場前景普遍被看好。從圖7可以看出，2003年申請量最高，為227件，隨后有所下降?？紤]到以下三個(gè)因素的影響，即發(fā)明專利從提出申請到公布通常有1年半的滯后期；相當(dāng)數(shù)量的美國專利申請沒有進(jìn)行提前公布，只進(jìn)行授權(quán)公告；不少專利申請通過PCT程序完成，國際申請進(jìn)入國家階段的手續(xù)可能在優(yōu)先權(quán)日起30個(gè)月左右辦理?？梢酝茰y2003年之后OLED專利申請量還將維持在100件以上。

（二）AMOLED專利受理國家/地區(qū)分布情況

圖8 AMOLED專利受理國家/地區(qū)分布情況

圖8為AMOLED專利受理國家/地區(qū)分布情況。可以看出，申請人選擇的受理國家/地區(qū)非常具有針對(duì)性。以40件以及200件為分界線，可以把受理國家/地區(qū)分為三檔：處于第一檔 （高于200件）的受理國家/地區(qū)為日本，達(dá)303件，這主要是由于日本是AMOLED技術(shù)研發(fā)較為集中的地域；處于第二檔（40件至200件）的受理國家/地區(qū)包括我國臺(tái)灣地區(qū)、美國、韓國以及中國大陸，分別為189件、188件、145件以及86件，這些國家/地區(qū)是AMOLED主要的制造地和銷售地；處于第三檔（低于40件）的受理國家/地區(qū)包括法國、德國、歐洲、加拿大、英國、德國、荷蘭、中國香港等，這些國家/地區(qū)主要集中在歐洲，主要原因是歐洲不是AMOLED主要的研發(fā)地和制造地，但是AMOLED潛在的銷售地，因此申請人在這些國家/地區(qū)有少量的專利布局。

（三）AMOLED專利主要申請人申請量

圖9 AMOLED專利主要申請人申請量

（四）AMOLED主要申請人專利布局情況

圖9為AMOLED專利主要申請人及其申請量（前10位）。從上圖可以看出，主要的AMOLED專利申請人都是平板顯示器大廠或者是平板技術(shù)許可公司。前10名專利申請人中來自日本的公司最多，為3家；來自韓國和中國臺(tái)灣地區(qū)的公司分別有2家；來自美國、英國和荷蘭的公司分別有1家；來自英國和荷蘭的公司分別有1家。專利申請量排名前五位的公司分別是友達(dá)光電、半導(dǎo)體能源研究所、三星、LG飛利浦以及統(tǒng)寶光電，這與OLED的主要申請人有較大不同，后者分別是三星SDI、柯達(dá)、三星DENKAN、愛普生以及IDEMITSU KOSAN（出光興產(chǎn)）。

圖10 AMOLED主要申請人專利布局情況

圖10為AMOLED專利主要申請人專利布局情況（前10位）。衡量申請人專利布局情況的指標(biāo)是同族專利數(shù)大于3的專利申請?jiān)谏暾埧偭恐兴及俜直??？梢钥闯?，三星、柯達(dá)以及劍橋顯示技術(shù)非常重視全球?qū)＠季?，同族專利?shù)大于3的專利申請占4成以上，這主要是由于柯達(dá)以及劍橋顯示技術(shù)是最重要的OLED技術(shù)許可公司，而三星是AMOLED最大的制造商。另外，飛利浦、愛普生以及半導(dǎo)體能源研究所作為AMOLED技術(shù)研發(fā)企業(yè)，通過技術(shù)轉(zhuǎn)移和技術(shù)許可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是其主要盈利模式，因此也比較重視全球?qū)＠季?。EIP