基于專利分析透視有機(jī)發(fā)光顯示器OLED的發(fā)展前景

1、基于專利分析透視有機(jī)發(fā)光顯示器OLED的開(kāi)展前景論文摘要：通過(guò)對(duì)WPI數(shù)據(jù)庫(kù)中的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，介紹OLED技術(shù)的開(kāi)展過(guò)程、研究動(dòng)態(tài)和開(kāi)展趨勢(shì)，說(shuō)明OLED顯示技術(shù)的光明前景。論文關(guān)鍵詞：德溫特,專利一、OLED顯示器簡(jiǎn)介隨著人類社會(huì)的開(kāi)展，人與人之間信息通訊交流的范圍不斷擴(kuò)大，顯示產(chǎn)業(yè)逐漸成為電子信息產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)，平板顯示器由于厚度薄、質(zhì)量輕、功耗小、輻射低、沒(méi)有閃爍等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)逐步取代了重而大的陰極射線管顯示器CRT且得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展，平板顯示器的主流產(chǎn)品主要包括液晶顯示器LCD、等離子顯示板PDP和有機(jī)發(fā)光顯示器OLED。其中OLED是一種自發(fā)光顯示器，其有機(jī)發(fā)光顯示的原理是用I

2、TO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子和空穴傳輸層，電子和空穴分別經(jīng)過(guò)電子和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，并在發(fā)光層中相遇，發(fā)生輻射復(fù)合而導(dǎo)致發(fā)出可見(jiàn)光。電子和空穴之間的能差越大，發(fā)射光線的頻率越大。通過(guò)精心選擇陽(yáng)極和陰極的材料以及聚合物層的結(jié)構(gòu)能使復(fù)合率到達(dá)最大，從而使發(fā)射光線最強(qiáng)；對(duì)發(fā)射層用少量高熒光分子摻雜可以明顯提高效率和增強(qiáng)對(duì)色彩的控制。OLED顯示器不需要背光、濾色鏡和偏振器等附加設(shè)備。二、專利知識(shí)簡(jiǎn)介一般認(rèn)為，廣義的知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括一切人類智力創(chuàng)作的成果，狹義的知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要包括專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)和版權(quán)。專利權(quán)是知識(shí)產(chǎn)權(quán)的主要組成局

3、部之一。專利權(quán)簡(jiǎn)言之是創(chuàng)造創(chuàng)造人對(duì)其依法授予專利的創(chuàng)造、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)所享有的權(quán)利，專利權(quán)保護(hù)的對(duì)象是無(wú)形資產(chǎn)，其具有專有性、時(shí)間性和地域性的特點(diǎn)，專利權(quán)人有權(quán)將權(quán)利客體作為交易標(biāo)的進(jìn)行轉(zhuǎn)讓，還有權(quán)在受到不法侵害時(shí)請(qǐng)求損害賠償以保護(hù)自己的權(quán)利。專利法規(guī)定專利申請(qǐng)分為創(chuàng)造、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)三種類型，其中創(chuàng)造專利是最主要的一種，對(duì)于創(chuàng)造專利權(quán)的審批需要通過(guò)一系列嚴(yán)格的審查才能被授予專利權(quán)，尤其是新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性的審查，本文的分析也主要是通過(guò)對(duì)創(chuàng)造專利申請(qǐng)的分析來(lái)研究平板顯示器的開(kāi)展趨勢(shì)。三、專利分析1數(shù)據(jù)樣本構(gòu)成本文進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)樣本主要其收錄了1500萬(wàn)條根本創(chuàng)造專利，覆蓋了3500

4、萬(wàn)條專利，每年增加150萬(wàn)篇專利；專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)還將收錄文獻(xiàn)的文摘局部全部翻譯成英文，并根據(jù)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容重新進(jìn)行編寫(xiě)，使其更能充分表達(dá)原專利的主題；WPI還利用自己獨(dú)特的專利文獻(xiàn)的分類方法，使得數(shù)據(jù)更為條理化且便于專業(yè)人員檢索，德溫特?cái)?shù)據(jù)以其質(zhì)量高，覆蓋范圍廣的特點(diǎn)贏得了全球各大型企業(yè)以及多個(gè)主要國(guó)家專利局的信賴。由于WPI中已經(jīng)包括了中國(guó)的創(chuàng)造專利申請(qǐng)，因此本文不對(duì)中國(guó)專利檢索系統(tǒng)CPRS中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2檢索領(lǐng)域和關(guān)鍵詞OLED顯示技術(shù)涉及的技術(shù)領(lǐng)域及其應(yīng)用領(lǐng)域均比較廣泛，包括材料、光學(xué)系統(tǒng)、光源、驅(qū)動(dòng)控制、半導(dǎo)體制作工藝、電視、通信設(shè)備等等方面，確定適宜的檢索領(lǐng)域是獲取全面、準(zhǔn)確的分析

5、樣本的根底。經(jīng)過(guò)全面的分析和考慮，根據(jù)第8版國(guó)際專利分類體系IPC，將OLED顯示技術(shù)的檢索領(lǐng)域和關(guān)鍵詞確定如下。電致發(fā)光光源方面：H05B33；驅(qū)動(dòng)控制與電路方面：G09G3，半導(dǎo)體工藝方面：H01L21，H01L29，H01L33，H01L27，H01L51；材料方面：C09K11；光學(xué)元件方面：G02B5，G02F1；制作工藝方面：C23C材料的鍍覆；顯示裝置方面G09F9。OLED領(lǐng)域的關(guān)鍵詞比較多，經(jīng)過(guò)考慮最后確定為：OLED，PLED，OEL，POLED，PMOLED，AMOLED，SMOLED，OELD，organiclightemittingdiode,polymer,pass

6、ivematrix,activematrix,flexible,organic,electroluminescence,electroluminescent,display；電致發(fā)光，場(chǎng)致發(fā)光，電場(chǎng)發(fā)光，電激發(fā)光，有機(jī)，聚合物，大分子，小分子，高分子，低分子，有機(jī)發(fā)光，有機(jī)二極管，顯示等等。通過(guò)以上檢索領(lǐng)域和關(guān)鍵詞檢索到的樣本總量為，由于專利審批的特殊性，數(shù)據(jù)截止日期為2007年4月30日，在WPI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，共得到46472篇專利文獻(xiàn)。3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析1專利申請(qǐng)按照年代分布的統(tǒng)計(jì)分析在WPI數(shù)據(jù)庫(kù)中有機(jī)電致發(fā)光顯示領(lǐng)域所取得的樣本總量為47053件，如圖1所示，總體呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，19

7、81年至1994年之間的申請(qǐng)量上升趨勢(shì)較慢，1996年之后申請(qǐng)量開(kāi)始大幅增長(zhǎng)，特別是在2000年以后，申請(qǐng)量激增，到2004年年申請(qǐng)量突破1萬(wàn)件，到達(dá)11348件，而從2004年以后，OLED相關(guān)的專利申請(qǐng)開(kāi)始飽和且呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。圖1OLED專利申請(qǐng)按照年代分布的情況2專利申請(qǐng)按照主要申請(qǐng)人的統(tǒng)計(jì)分析圖2OLED專利申請(qǐng)按照主要申請(qǐng)人分布的情況圖2是WPI中OLED領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量按照申請(qǐng)人的分布情況。從圖中可以看出，精工愛(ài)普生株式會(huì)社申請(qǐng)的專利數(shù)量占據(jù)首位，為4060件；三星公司包括三星SDIDENKAN株式會(huì)社和三星電子株式會(huì)社位居第二，2224件；LG.公司包括LG菲利浦LCD株式會(huì)社和

8、LG電子株式會(huì)社排名第三，1402項(xiàng)；位居第四的是松下公司，1351項(xiàng)；夏普公司位列第五，1330項(xiàng)；排名居前的還有株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所、索尼、富士通、佳能和三洋電機(jī)，申請(qǐng)量均在800件以上。在排名前二十位的申請(qǐng)人中，日本公司占據(jù)16席之多，韓國(guó)公司2家，美國(guó)公司1家，歐洲公司1家。3對(duì)主要公司的專利申請(qǐng)的統(tǒng)計(jì)分析圖3是對(duì)專利申請(qǐng)數(shù)量排在前五位公司的專利申請(qǐng)的分類號(hào)分布的情況，由圖可知，這5家公司的專利申請(qǐng)均涉及了OLED的多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，但是各公司之間有所差異，其中精工愛(ài)普生在H05B33、H01L51、G09F9、G02F1、H01L29、H01L21、G09G3、H01L27分類號(hào)下的

9、數(shù)量均是最多的；松下在C09K11分類號(hào)下的申請(qǐng)數(shù)量最多，主要致力于發(fā)光材料的研究。圖3申請(qǐng)量在前五位的公司專利申請(qǐng)的分類號(hào)分布情況4有機(jī)電致發(fā)光顯示領(lǐng)域主要公司和重點(diǎn)技術(shù)分析I主要公司情況目前，在OLED技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有200多家廠商和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研發(fā)工作，比較主要的公司為：日本的精工愛(ài)普生SEIKOEPSONCORP、松下MATSUSHITADENKISANGYOKK；MATSUSHITAELECTRICINDCOLTD、夏普SHARPKK、株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所SEMICONDUCTORENERGYLAB、索尼SONYCORP、富士通FUJIPHOTOFILMCOLTD；FUJIFILM

10、COLTD、佳能CANONKK、三洋電機(jī)SANYOELECTRICCOLTD、先鋒PIONEERELECTRONICCORP；TOHOKUPIONEERKK、出光興產(chǎn)IDEMITSUKOSANCOLTD；韓國(guó)的三星SAMSUNGDENKANKK；SAMSUNGELECTRONICSCOLTD；SAMSUNGSDICOLTD、LGLGPHILIPSLCDCOLTD；LGELECTRONICSINC；美國(guó)的伊斯曼柯達(dá)EASTMANKODAKCO、CDT；歐洲的皇家飛利浦KONINKPHILIPSELECTRONICSNV，中國(guó)臺(tái)灣的友達(dá)、錸寶等。II重點(diǎn)技術(shù)分析通過(guò)對(duì)專利申請(qǐng)進(jìn)行分析可知，目前OL

11、ED的研發(fā)工作主要致力于以下幾個(gè)方面，各個(gè)公司主要在以下這些方面提出了大量的專利申請(qǐng)。i對(duì)于使用壽命的改良由于OLED所用材料本身的特性，OLED的使用壽命一直是OLED顯示領(lǐng)域著力解決的問(wèn)題，以前的OLED的壽命只能到達(dá)1萬(wàn)小時(shí)，不能廣泛應(yīng)用于 主屏、電視機(jī)、手提電腦中。尤其由于發(fā)出藍(lán)光的材料發(fā)光時(shí)消耗電力大,產(chǎn)生的熱量較多，因此材料容易劣化,使用壽命較短。近幾年來(lái)，利用不同主客體材料之間的搭配，在色純度相同的前提下，OLED的使用壽命得到了大幅度的改良。日本出光興產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)的發(fā)光材料在OLED壽命提高方面成績(jī)顯著，尤其在長(zhǎng)壽命化難度較高的藍(lán)色發(fā)光材料上，獲得突破進(jìn)展。出光興產(chǎn)在2005年1

12、0月研發(fā)成功使用壽命到達(dá)2.3萬(wàn)小時(shí)的發(fā)光材料，到達(dá)業(yè)界的領(lǐng)先水平。出光興產(chǎn)株式會(huì)社提出公開(kāi)號(hào)為CN1943279A的專利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種有機(jī)電致發(fā)光器件，其發(fā)光層含有具有特定結(jié)構(gòu)的硅雜環(huán)戊二烯衍生物和具有特定結(jié)構(gòu)的硼烷衍生物，還含有含胺化合物，這種有機(jī)電致發(fā)光器件具有極好的耐熱性、長(zhǎng)壽命和高電流效率。出光興產(chǎn)株式會(huì)社還提出公開(kāi)號(hào)為CN1842234A的專利申請(qǐng)，提供具有有機(jī)發(fā)光介質(zhì)層的有機(jī)電致發(fā)光裝置，該有機(jī)發(fā)光介質(zhì)層包括特定的芳基胺化合物、蒽衍生物、螺芴衍生物、具有稠環(huán)的化合物和金屬絡(luò)合物的化合物，這種有機(jī)電致發(fā)光裝置具有高色純度、優(yōu)異的耐熱性和長(zhǎng)壽命。ii對(duì)于屏幕大型化、提高分辨率方面的

13、改良OLED顯示器根據(jù)使用材料的不同，其生產(chǎn)制造方法也大不相同，假設(shè)使用低分子材料，主要通過(guò)真空蒸鍍方法形成有機(jī)顯示薄膜，為了不使影像產(chǎn)生失焦問(wèn)題，目前采用蔭罩shadowmask技術(shù)，但是該方法存在多種缺點(diǎn)，例如襯底和蔭罩之間的對(duì)齊問(wèn)題，必須小心將像素形成于適當(dāng)位置，否那么難以滿足大尺寸、高分辨率的要求。而且，當(dāng)希望增加襯底尺寸時(shí)，操縱蔭罩來(lái)成形恰當(dāng)定位的像素非常困難。為了解決這些問(wèn)題，以在較大的EL板上維持像素點(diǎn)的精度，美國(guó)EASTMANKODAKCO公司提出公開(kāi)號(hào)為US6582875B1的申請(qǐng)，其提出一種制造OLED設(shè)備的方法，包括提供具有可傳熱有機(jī)材料的供體元件；形成根本均勻的線性激光

14、束；提供響應(yīng)于線性激光束并適于形成多路線性激光束的空間光調(diào)制器；單獨(dú)調(diào)制所選的信道形成一個(gè)或多個(gè)激光束段，其中各個(gè)段都包括一個(gè)或多個(gè)激光束信道，激光束段在第一方向上具有根本正方形的亮度輪廓，在與第一方向垂直的第二方向上具有根本為高斯形的亮度輪廓，激光束段指向供體元件；以及供體元件產(chǎn)生熱量，從而加熱基底上所選區(qū)域內(nèi)的可傳熱有機(jī)材料。OLED的發(fā)光原理是由電流驅(qū)動(dòng)有機(jī)分子發(fā)光半導(dǎo)體層受激發(fā)光而進(jìn)行顯示，目前有機(jī)材料分為小分子和高分子兩種類型。由于小分子基OLED顯示器件的制造需要用到真空蒸鍍的沉積設(shè)備，因此小分子基OLED本錢(qián)較高，不利于大規(guī)模制造。如果使用高分子作為主要材料，有利于實(shí)現(xiàn)OLED的

15、大尺寸和高精度，同時(shí)在薄膜制造方面相對(duì)簡(jiǎn)單，本錢(qián)也更低，但是高分子OLED技術(shù)目前在材料合成、純化以及彩色化方面較困難。韓國(guó)和美國(guó)多家公司正致力于這方面的研究，同時(shí)也申請(qǐng)了多項(xiàng)專利技術(shù)。韓國(guó)KDTCOLTD公司提出的專利申請(qǐng)全色OLED顯示器結(jié)構(gòu)及利用光致發(fā)光層的制造方法;KR20060081649A提供一種全色OLED有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，包括濾色片形成在濾色片前部的基底，基底的后部形成有用于阻光的黑底，濾色片和OLED之間形成有發(fā)光鼓勵(lì)漫射材料層。OLED包括發(fā)光層，透明陽(yáng)極和具有高反射率的陰極。通過(guò)順序堆疊空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻塞層、電子傳輸層和一個(gè)電子注入層形成發(fā)光層。

16、美國(guó)EASTMANKODAKCO提出的專利申請(qǐng)WO2007028940A1提供一種顯示元件，其具有三個(gè)子元件，其中每個(gè)子元件都包括電致發(fā)光材料和紅色熒光劑、藍(lán)色濾光器或綠色濾光器。其中的電致發(fā)光材料包括磷光粒子?？捎糜谏a(chǎn)全色像素式顯示器，是有效的低本錢(qián)彩色顯示器，易于制造。該元件用磷光體作為電致發(fā)光材料，顯示器的壽命得到提高。iv柔性O(shè)LED的開(kāi)展由于OLED能夠在不同材質(zhì)的基板上制造，OLED可能做成柔軟的顯示器。高分子膜具有機(jī)械柔軟性，因此高分子材料特別適合運(yùn)用于軟性顯示面板。柔性顯示器薄而輕、便于攜帶，因此能夠彎曲的柔性顯示面板是未來(lái)顯示技術(shù)的開(kāi)展方向，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于柔性彩色OLED顯

17、示面板的開(kāi)發(fā)都有突破性進(jìn)展。柔性O(shè)LED還可以用作光源，并有相關(guān)專利申請(qǐng)?zhí)岢觥Ｃ绹?guó)EASTMANKODAKCO提出具有柔性O(shè)LED照明光源的發(fā)光裝置US2003222559A1，該發(fā)光裝置包括固態(tài)區(qū)域照明光源和容納光源的燈具，照明光源具有柔性基底、沉積在柔性基底上的柔性O(shè)LED層、覆蓋OLED層的柔性封蓋，OLED層包括第一和第二電極，用于為OLED層提供電源。四OLED顯示器的應(yīng)用前景通常，一項(xiàng)專利從申請(qǐng)到實(shí)施再到進(jìn)入產(chǎn)品市場(chǎng)需要5-6年甚至10年的時(shí)間，所以從某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)情況可以推測(cè)其未來(lái)十年的開(kāi)展趨勢(shì)和市場(chǎng)情況。如果一個(gè)領(lǐng)域的申請(qǐng)數(shù)量近十年來(lái)一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明這個(gè)領(lǐng)域處于開(kāi)展

18、階段，市場(chǎng)前景看好。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，有關(guān)顯示器件的專利申請(qǐng)量也是與日俱增，顯示器件從陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯示器，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)展為電致發(fā)光顯示器。OLED已經(jīng)解決了幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題，例如改良三色發(fā)射單元的特性，能大規(guī)模生產(chǎn)將發(fā)射器排列在玻璃基板上以及采用高效、低能耗的驅(qū)動(dòng)方法，此外OLED顯示器作為一種高亮度、寬視角、全固化的電致發(fā)光器件，本身具有諸多優(yōu)點(diǎn)：OLED的厚度更?。挥袡C(jī)發(fā)光材料眾多、價(jià)格廉價(jià)且易大規(guī)模、大面積生產(chǎn)，容易實(shí)現(xiàn)超薄、大面積平板顯示；OLED的發(fā)光顏色從紅外到紫外，能覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光，這是實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的前提；有機(jī)材料的機(jī)械性能良好，能夠在不同材質(zhì)的基板上制造，易加工成各種不同的形狀，可以做成完全柔軟的顯示器。由此可見(jiàn)，OLED顯示器在顯示面板大小、色彩逼真度、響應(yīng)時(shí)間、視角以及亮度等方面有著其它顯示技術(shù)不可比較的優(yōu)勢(shì)。隨著OLED性能的不斷突破，OLED產(chǎn)品逐步進(jìn)入更為廣闊的市場(chǎng)，根據(jù)DisplaySearch統(tǒng)計(jì)，200