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新闻资讯 - 专利视点 - 中国OLED产业应提升技术能力和专利水平
     近日,有媒体报道称,全球屏幕最大、机身最薄的有机发光二极管(OLED)电视机(LG公司生产,55英寸屏幕)将于2012年下半年上市销售,售价约为1万美元。而在此之前,三星公司在2012年世界博览会上也发布了一款55英寸的高清OLED电视ES9500,并计划于今年下半年首先在韩国发售。在前不久举办的2012中国平板显示学术会议上,有专家预测,到2018年,全球OLED显示市场收入将达到224亿美元,OLED照明市场收入将达到60亿美元。OLED电视机和照明将进入市场推广期,逐渐走入寻常百姓家。

  近年来,中国OLED技术和产业发展快速,涌现出维信诺、彩虹、天马、京东方等一批具有良好发展前景的企业。但是,与国际知名的三星、LG、友达等厂商相比,国内企业在产业环境、技术基础和资金支撑等方面仍处于弱势。

  2011年,国家知识产权局专利分析普及推广项目“有机发光二极管”课题组对OLED领域的专利申请进行了检索分析,最终形成了《有机发光二极管产业专利分析》报告。该报告采用的专利文献数据主要来自中国专利检索与服务系统(S系统)、中国专利文献检索系统(CPRS)和欧洲专利局检索系统(EPOQUE)等数据库。本文从该报告中撷英,以期为我国相关行业和企业发展带来启示。

  全 球 申请数量呈增长趋势

  各技术分支发展均衡

  全球OLED领域专利申请量呈快速增长态势,99%的专利申请集中在中国、日本、韩国、美国和欧洲。其中,美国市场最受重视,中国市场最受美国申请人和日本申请人的关注。此外,该领域专利申请逐渐从产业链上游向下游转移,下游的封装技术最具发展潜力。

  课题组经检索得知,全球OLED领域的专利申请量呈快速增长态势,截至2010年1月1日,该领域全球专利申请总量达7.0432万项。最早的OLED专利申请是1980年柯达公司提交的,专利号为US4356429A。1987年至1997年,该领域全球专利申请量开始缓慢增长,1997年申请量大幅攀升,2008年申请量出现一定程度的下降,2009年之后恢复上升趋势。申请人数量发展趋势与申请量发展趋势大致相同。

  如图1所示,全球OLED领域专利申请总体发展态势可分为:(1)缓慢发展期:1980年至1996年。缓慢发展期一共有1022项专利申请,前期申请大部分涉及基础技术,申请人集中在美国和日本。从技术分布来看,这一阶段的专利申请主要分布在材料技术分支和结构技术分支,前期以小分子荧光材料为主,后期开始涉及高分子发光材料。(2)快速发展期:1997年至2004年。快速发展期一共有3.7525万项专利申请;2004年,专利申请量达到顶峰,为1.0146项;这一阶段的全球专利申请的年平均增长率达到46%,专利申请在各技术分支均有增长。(3)整固发展期:2005年至今,这一阶段的专利申请量有所回落。截至2010年年初,整固发展期共有1.6523万项专利申请。此外,在这一阶段,专利申请开始向新兴市场扩散,中国和韩国的申请量占全球申请总量的百分比,由快速发展期末的22.7%上升到2009年的28.6%,其中,中国专利申请量的占比从5.6%上升到了9.7%。

  99%的全球专利申请集中在中国、日本、韩国、美国和欧洲,其中,美国市场最受全球申请人的重视,美国申请人和日本申请人最重视中国市场。在上述5个国家和地区中,欧洲申请人的多边专利申请(指同时向两国以上提出的专利申请)占全部欧洲专利申请的比例最高,中国这一比例最低。欧洲、美国、韩国和日本的海外专利申请涉及材料、结构、封装、工艺和设备以及应用5个技术分支,且分布较为均衡。在OLED领域,中国申请人在材料分支领域的海外专利申请最多。总体而言,中国申请人向美国提交的海外专利申请量最多,而中国的国外专利申请也主要来自美国。

  在全球范围内,OLED各技术分支的发展相对比较均衡,各技术分支与总体发展趋势相似。从2003年起,OLED领域专利申请由上游逐渐向下游转移,封装技术分支的专利申请量在整固发展期不但没有出现明显下降,在2008年至2009年还出现了上升。目前OLED向着柔性显示以及透明显示的方向发展,未来封装技术分支仍具有较大发展空间。

 

  中 国 材料分支发展较快

  区域分布特点显著

  自2006年以来,OLED领域中国专利申请向应用方向发展,国内专利申请所占比例逐渐增加,材料分支领域国内专利申请量增长更为迅速,国内申请人中企业所占比例呈上升趋势。此外,该领域专利申请地域分布特点明显,当地政策对OLED产业发展具有极其重要的影响。

  从1990年至2011年9月30日,国家知识产权局受理的OLED相关专利申请共计1.0153万件,其中发明专利申请9819件,实用新型专利申请334件。与此同时,中国的专利授权量为4956件,其中发明专利有4622件。OLED领域中国专利申请以发明专利申请为主,在授权专利申请中,目前有89%的发明专利处于有效状态,说明专利申请人的保护意识较强。

  OLED领域中国专利申请分为四个阶段:第一阶段为1990年至1995年,美德两国申请人在该阶段开始向中国提交专利申请;第二阶段为1996年至1999年,中日两国申请人开始向中国提交大量申请;第三阶段为2000年至2005年,中韩申请人向中国提交的专利申请量增多,各技术分支的专利申请量在这一阶段开始全面增长;第四阶段为2006年之后,专利申请向应用方向发展,中国国内专利申请所占比例逐渐增加。近几年来,材料分支中国国内专利申请量发展更加快速。

  纵观全球,OLED领域的研发主体是企业,各技术分支的专利申请也以企业为主。但在中国国内申请人中,科研院校和企业各占约50%,其中材料技术分支中的大学和研究机构占绝对优势。虽然中国OLED行业处于由实验室阶段向工业使用阶段过渡过程中,但中国国内申请人中研究机构和大学所占比例逐渐下降,企业申请人所占比例呈上升趋势。

  在中国发明专利申请中,申请量最多的技术分支排名依次为材料、应用、结构、工艺和设备、封装。其中,产业链上游的专利申请量最多,发光层材料、电极结构、光学辅助层材料和基板结构属于技术研究热点。在材料技术分支中国专利申请中,中国国内和日本的发明专利申请最多,而且中国国内在该技术分支的发明专利申请量保持增长态势。日本在材料领域中国发明专利申请量排名中处于靠前位置。在应用领域,欧洲专利申请以照明为主,韩国申请以显示为主,中国申请则以显示和照明并重。在对中国专利申请的首次申请地分析中,日本申请量最多,中国国内申请量的增长幅度较大。

  对全国各省、区、市的专利申请量进行排名发现,OLED领域专利申请按地域分布的特点非常明显,例如,长江三角洲、京津冀、珠江三角洲3个区域的申请量占全国申请总量的70%以上。此外,北京、广东、四川等省市在各技术分支的发展较为均衡,专利申请在产业链上下游的分布比较均匀。(参见表1)

  此外,课题组还发现,行业热点区域、专利申请量较多的区域与制定了OLED发展规划的区域大致吻合,尤其是在京津地区、长江三角洲、珠江三角洲等区域,上述特点更加明显。OLED领域区域发展规划与专利申请量之间存在着一定的联系,当地政策对OLED产业的发展具有极其重要的影响。

 

  申请人 跨国公司优势明显

  国内企业有待发展

  近20年来,OLED领域专利申请人数量和申请量均呈现增长趋势,但近几年申请人数量的增长已日渐趋缓,专利申请也越来越向主要申请人集中,这些主要申请人掌握了OLED发展阶段和技术分支的多数核心技术。

  专利申请量排名靠前的全球申请人包括三星、精工爱普生、LG、半导体能源、索尼、富士、佳能、夏普、柯尼卡、松下、先锋、伊斯曼柯达、出光兴产、凸版印刷和飞利浦等企业。其中,韩国三星、日本精工爱普生和韩国LG是OLED领域综合实力最强的公司。日本精工爱普生的专利申请量位居全球首位,其目标申请国以日本为主。韩国三星公司的多边专利申请量最多,专利申请量也排名全球前几位。申请量排名前20位的申请人,除将本国视为先申请国之外,海外专利申请目标国大都为美国,其次为中国。除上述在市场和技术方面均具世界领先地位的跨国公司外,中国专利申请量排名靠前的申请人还包括友达光电、清华大学、维信诺、铼宝科技、统宝光电等。

  如表2所示,2007年至2009年,三星、LG、索尼、富士、佳能、夏普、柯尼卡、凸版印刷、日立显示器等申请人在OLED领域的年专利申请量占其年专利申请总量的比例都在10%以上。

  综合考虑专利申请量、技术活跃程度、在所属领域的技术贡献,三星、出光兴产和友达光电分别作为技术领先者、技术首发者和生产技术型3种类型的申请人代表。如图2所示,三星公司在20世纪90年代才进入该领域,属于进入比较晚的企业,由于受惠于政策、研发、生产与销售等各方面的努力,三星公司在OLED领域的发展十分迅速,经过十几年的发展,目前其市场占有率已超过70%,前景令人瞩目。三星公司的专利申请以韩国本国为主,海外市场主要为美国、中国和日本,海外专利申请也主要集中在这几个国家。此外,三星公司在资本实力、产业基础、技术实力等方面具有显著的竞争优势。

 

 

  关键技术 多晶硅热点技术重在应用

  氧化物前沿技术亟待突破

  非晶硅层结晶为多晶硅层的结晶方法是当今业界对适用于OLED的AMTFT中有源层的研发重点,与多晶硅有源层形成方法相关的专利申请量也较多。在氧化物TFT技术领域,国外相关专利申请的技术内容和保护范围都比国内申请要广泛,因此,国内专利质量仍须进一步提高。

  在OLED技术中,薄膜晶体管(TFT)驱动OLED发光,每个OLED像素由对应的TFT控制,再与外围驱动电路配合,实现显示或照明。因此,TFT是实现有源OLED大尺寸化的关键,TFT技术直接关系到有源OLED产业的发展路线。

  对于适用于有源OLED的非晶硅TFT、多晶硅TFT、有机物TFT和氧化物TFT4种技术而言,多晶硅TFT技术是热点技术,氧化物TFT是前沿技术。从4种TFT技术的主要申请人区域分布来看,申请人主要集中在日韩两国,日本在这方面的研发企业较多,各企业研发实力相对均衡;而韩国专利申请主要集中在三星和LG两家公司。对国内申请人而言,中国台湾地区的技术实力相当雄厚。另外,在中国大陆,氧化物TFT技术的专利申请主要集中在科研院校。

  非晶硅层结晶为多晶硅层的结晶方法是当今业界对适用于OLED的AMTFT中有源层的研发重点。从国内外专利申请的内容上来看,多晶硅TFT技术主要集中在形成多晶硅有源层的方法、多晶硅有源层自身性能的改进以及与多晶硅有源层配套的部件结构改进3个方面。其中,与多晶硅有源层形成方法相关的专利申请量较多。从国内外专利申请来看,国内申请人主要研发方向集中在多晶硅有源层的形成方法上,而国外申请人除了关注形成有源层的方法之外,还在多晶硅有源层自身性能改进方面拥有大量的专利申请。

  从国内外专利申请的技术内容来看,氧化物TFT技术主要集中在氧化物有源层材料的研发、氧化物有源层的形成方法以及与氧化物有源层配套的部件结构3个方面。其中,国内外申请人的研发方向基本一致。但是从专利申请本身来看,国外相关申请的技术内容和保护范围都要比国内申请广泛。在氧化物TFT技术方面,目前技术尚未成熟到产业应用的程度。

  专利运用 上下游合作促产业发展

  竞争者对抗谋最大效益

  专利运用和保护是专利申请获得授权后的重要策略,而合作和对抗的灵活运用可以极大程度地提高专利权人的利益。在OLED产业中,由于技术的复杂性使得产业主体很难做到掌握上下游全领域技术,因此,产业链上下游可以通过专利合作的方式来加快自身发展步伐,如专利技术引进、交叉许可和专利权入股生产等。

  技术引进是单向合作方式,专利权的非权属人向权属人支付一定的许可费来获得专利的使用权。交叉许可的双方均有一定的专利权,双方可以通过协议的方式互相授权对方使用相关的专利技术。合作生产的参与者是战略协作关系,双方以资金和专利权为基础,成立双方持股的新的研发或生产企业,在新平台上进行生产制造,实现技术的转化和市场占有。

  专利对抗是专利权人运用专利权与主要市场竞争对手进行竞争的有效方式,其中专利诉讼是对抗方式和专利权保护的重要体现。从专利诉讼的主体来看,既包括竞争者之间的诉讼,也包括合作者之间的诉讼。这些专利运用和保护措施可以帮助厂商和研发机构提高专利的运用能力和保护能力。当然,对于国内企业而言,国外龙头企业的专利发展战略和专利申请策略也值得借鉴。(参见图3)

 

  未来发展 整合上下游优势产业

  借鉴同行业先进技术

  我国OLED产业发展前景较为广阔,在技术吸收、研发和上下游合作方面已形成良好的氛围。因此,整合长江三角洲、京津冀和珠江三角洲等区域的上下游优势产业,形成完整产业链,快速提升相关企业技术水平和专利保护水平是我国OLED产业长远发展之道。

  从专利角度看,我国OLED行业已进入关键发展阶段。从技术上看,该行业起步较晚,在高技术领域缺乏话语权和主导权,这在一定程度上制约了产业发展。但产业发展前景较为广阔,在技术吸收、研发和上下游合作方面已具有良好的氛围和发展空间。总体来说,我国相关企业应快速提升技术水平和知识产权保护水平。根据OLED发明专利申请的布局情况,整合长江三角洲、京津冀和珠江三角洲等区域的上下游优势产业,形成完整产业链,避免重复建设,并尽快将科研机构的技术优势进行整合,将对我国OLED产业未来发展具有重要意义。

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