基于專利分析透視有機(jī)發(fā)光顯示器OLED的發(fā)展的內(nèi)容前景

時間：2024-06-30 06:19:39 硬件維護(hù) 我要投稿

相關(guān)推薦

　　論文摘要：通過對WPI數(shù)據(jù)庫中的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，介紹OLED技術(shù)的發(fā)展過程、研究動態(tài)和發(fā)展趨勢，說明OLED顯示技術(shù)的光明前景。

　　論文關(guān)鍵詞：德溫特,專利

　　一、OLED顯示器簡介

　　隨著人類社會的發(fā)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ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定電壓驅(qū)動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子和空穴傳輸層，電子和空穴分別經(jīng)過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。通過精心選擇陽極和陰極的材料以及聚合物層的結(jié)構(gòu)能使復(fù)合率達(dá)到最大，從而使發(fā)射光線最強(qiáng)；對發(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、專利知識簡介

　　一般認(rèn)為，廣義的知識產(chǎn)權(quán)包括一切人類智力創(chuàng)作的成果，狹義的知識產(chǎn)權(quán)主要包括專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)和版權(quán)。專利權(quán)是知識產(chǎn)權(quán)的主要組成部分之一。專利權(quán)簡言之是發(fā)明創(chuàng)造人對其依法授予專利的發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計所享有的權(quán)利，專利權(quán)保護(hù)的對象是無形資產(chǎn)，其具有專有性、時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)在受到不法侵害時請求損害賠償以保護(hù)自己的權(quán)利。專利法規(guī)定專利申請分為發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計三種類型，其中發(fā)明專利是最主要的一種，對于發(fā)明專利權(quán)的審批需要通過一系列嚴(yán)格的審查才能被授予專利權(quán)，尤其是新穎性、創(chuàng)造性和實用性的審查，本文的分析也主要是通過對發(fā)明專利申請的分析來研究平板顯示器的發(fā)展趨勢。

　　三、專利分析

　　1．?dāng)?shù)據(jù)樣本構(gòu)成

　　本文進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)樣本主要來自于歐洲專利局EPOQUE檢索系統(tǒng)中的世界專利索引（WPI）數(shù)據(jù)庫。專利索引數(shù)據(jù)庫是全球最權(quán)威的專利數(shù)據(jù)庫，其收錄了來自全球41個國家和地區(qū)的專利，1500萬條基本發(fā)明專利，覆蓋了3500萬條專利，每年增加150萬篇專利；專利索引數(shù)據(jù)庫還將收錄文獻(xiàn)的文摘部分全部翻譯成英文，并根據(jù)說明書的內(nèi)容重新進(jìn)行編寫，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，德溫特數(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)以及多個主要國家專利局的信賴。由于WPI中已經(jīng)包括了中國的發(fā)明專利申請，因此本文不對中國專利檢索系統(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)動控制、半導(dǎo)體制作工藝、電視、通信設(shè)備等等方面，確定合適的檢索領(lǐng)域是獲取全面、準(zhǔn)確的分析樣本的基礎(chǔ)。經(jīng)過全面的分析和考慮，根據(jù)第8版國際專利分類體系（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)過考慮最后確定為：OLED，PLED，OEL，POLED，PMOLED，AMOLED，SMOLED，ＰＯＬＥＤ，OELD，organiclightemittingdiode,polymer,passivematrix,activematrix,flexible,organic,electroluminescence,electroluminescent,display；電致發(fā)光，場致發(fā)光，電場發(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)庫中進(jìn)行檢索，共得到46472篇專利文獻(xiàn)。

　　3．?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計分析

　�。�1）專利申請按照年代分布的統(tǒng)計分析

　　在WPI數(shù)據(jù)庫中有機(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)逐年增長趨勢，1981年至1994年之間的申請量上升趨勢較慢，1996年之后申請量開始大幅增長，特別是在2000年以后，申請量激增，到2004年年申請量突破1萬件，達(dá)到11348件，而從2004年以后，OLED相關(guān)的專利申請開始飽和且呈現(xiàn)下降趨勢。

　　圖1OLED專利申請按照年代分布的情況

　�。�2）專利申請按照主要申請人的統(tǒng)計分析

　　圖2OLED專利申請按照主要申請人分布的情況

　　圖2是WPI中OLED領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)量按照申請人的分布情況。從圖中可以看出，精工愛普生株式會社申請的專利數(shù)量占據(jù)首位，為4060件；三星公司（包括三星SDI&DENKAN株式會社和三星電子株式會社）位居第二，2224件；LG.公司（包括LG菲利浦LCD株式會社和LG電子株式會社）排名第三，1402項；位居第四的是松下公司，1351項；夏普公司位列第五，1330項；排名居前的還有株式會社半導(dǎo)體能源研究所、索尼、富士通、佳能和三洋電機(jī)，申請量均在800件以上。

　　在排名前二十位的申請人中，日本公司占據(jù)16席之多，韓國公司2家，美國公司1家，歐洲公司1家。

　　（3）對主要公司的專利申請的統(tǒng)計分析

　　圖3是對專利申請數(shù)量排在前五位公司的專利申請的分類號分布的情況，由圖可知，這5家公司的專利申請均涉及了OLED的多個技術(shù)領(lǐng)域，但是各公司之間有所差異，其中精工愛普生在H05B33、H01L51、G09F9、G02F1、H01L29、

　　H01L21、G09G3、H01L27分類號下的數(shù)量均是最多的；松下在C09K11分類號下的申請數(shù)量最多，主要致力于發(fā)光材料的研究。

　　圖3申請量在前五位的公司專利申請的分類號分布情況

　�。�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：日本的精工愛普生（SEIKOEPSONCORP）、松下（MATSUSHITADENKISANGYOKK；MATSUSHITAELECTRICINDCOLTD）、夏普（SHARPKK）、株式會社半導(dǎo)體能源研究所（SEMICONDUCTORENERGYLAB）、索尼（SONYCORP）、富士通（FUJIPHOTOFILMCOLTD；FUJIFILMCOLTD）、佳能（CANONKK）、三洋電機(jī)（SANYOELECTRICCOLTD）、先鋒（PIONEERELECTRONICCORP；TOHOKUPIONEERKK）、出光興產(chǎn)（IDEMITSUKOSANCOLTD）；韓國的三星（SAMSUNGDENKANKK；SAMSUNGELECTRONICSCOLTD；SAMSUNGSDICOLTD）、LG（LGPHILIPSLCDCOLTD；LGELECTRONICSINC）；美國的伊斯曼柯達(dá)（EASTMANKODAKCO）、CDT；歐洲的皇家飛利浦（KONINKPHILIPSELECTRONICSNV），中國臺灣的友達(dá)、錸寶等。

　　II．重點(diǎn)技術(shù)分析

　　通過對專利申請進(jìn)行分析可知，目前OLED的研發(fā)工作主要致力于以下幾個方面，各個公司主要在以下這些方面提出了大量的專利申請。

　�。╥）對于使用壽命的改進(jìn)

　　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)域著力解決的問題，以前的OLED的壽命只能達(dá)到1萬小時，不能廣泛應(yīng)用于手機(jī)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，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進(jìn)。日本出光興產(chǎn)公司開發(fā)的發(fā)光材料在OLED壽命提高方面成績顯著，尤其在長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10月研發(fā)成功使用壽命達(dá)到2.3萬小時的發(fā)光材料，達(dá)到業(yè)界的領(lǐng)先水平。

　　出光興產(chǎn)株式會社提出公開號為CN1943279A的專利申請，公開了一種有機(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、長壽命和高電流效率。

　　出光興產(chǎn)株式會社還提出公開號為CN1842234A的專利申請，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)異的耐熱性和長壽命。

　　（ii）對于屏幕大型化、提高分辨率方面的改進(jìn)

　　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，若使用低分子材料，主要通過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齊問題，必須小心將像素形成于適當(dāng)位置，否則難以滿足大尺寸、高分辨率的要求。而且，當(dāng)希望增加襯底尺寸時，操縱蔭罩來成形恰當(dāng)定位的像素非常困難。

　　為了解決這些問題，以在較大的EL板上維持像素點(diǎn)的精度，美國EASTMANKODAKCO公司提出公開號為US6582875B1的申請，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；形成基本均勻的線性激光束；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或多個激光束段，其中各個段都包括一個或多個激光束信道，激光束段在第一方向上具有基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基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成本較高，不利于大規(guī)模制造。如果使用高分子作為主要材料，有利于實現(xiàn)OLED的大尺寸和高精度，同時在薄膜制造方面相對簡單，成本也更低，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。韓國和美國多家公司正致力于這方面的研究，同時也申請了多項專利技術(shù)。

　　韓國KDTCOLTD公司提出的專利申請“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)光激勵漫射材料層。OLED包括發(fā)光層，透明陽極和具有高反射率的陰極。通過順序堆疊空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻塞層、電子傳輸層和一個電子注入層形成發(fā)光層。

　　美國EASTMANKODAKCO提出的專利申請（WO2007028940A1）提供一種顯示元件，其具有三個子元件，其中每個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，是有效的低成本彩色顯示器，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。

　�。╥v）柔性O(shè)LED的發(fā)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顯示技術(shù)的發(fā)展方向，目前國內(nèi)外對于柔性彩色OLED顯示面板的開發(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?zhí)岢觥?/p>

　　美國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，一項專利從申請到實施再到進(jìn)入產(chǎn)品市場需要5-6年甚至10年的時間，所以從某個技術(shù)領(lǐng)域的專利申請情況可以推測其未來十年的發(fā)展趨勢和市場情況。如果一個領(lǐng)域的申請數(shù)量近十年來一直呈增長趨勢，說明這個領(lǐng)域處于發(fā)展階段，市場前景看好。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)顯示器件的專利申請量也是與日俱增，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)發(fā)展為電致發(fā)光顯示器。OLED已經(jīng)解決了幾個關(guān)鍵的技術(shù)難題，例如改進(jìn)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、價格便宜且易大規(guī)模、大面積生產(chǎn)，容易實現(xiàn)超薄、大面積平板顯示；OLED的發(fā)光顏色從紅外到紫外，能覆蓋整個可見光，這是實現(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，OLED顯示器在顯示面板大小、色彩逼真度、響應(yīng)時間、視角以及亮度等方面有著其它顯示技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。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，根據(jù)DisplaySearch統(tǒng)計，2006年全球OLED市場總產(chǎn)值在5.8億美元左右，較2005年增加10％。2007年尤其是AMOLED產(chǎn)品將快速增長，如三星SDI、三星電子、精工愛普生、日立、友達(dá)、統(tǒng)寶等公司的AMOLED技術(shù)日漸成熟，OLED產(chǎn)值將增至12億美元，較2006年增長了近一倍。

　　根據(jù)專利分析顯示，顯示領(lǐng)域的各主要公司和研究機(jī)構(gòu)都在積極進(jìn)行OLED器件的研究、新品開發(fā)以及市場的推廣，在市場上已經(jīng)可以看到OLED作為一種新型的理想顯示器廣泛地應(yīng)用于移動電話、可視電話、數(shù)碼相機(jī)、PDA、車載顯示器、電腦和電視以及指示燈、環(huán)保光源、工業(yè)照明、交通指示、電子書籍、電子報紙、辦公自動化設(shè)備等方面。尤其因為有了透明、柔軟、可折疊的OLED技術(shù)，電子日報將成為可能，人們每天無需購買傳統(tǒng)的報紙，只需要打開電子日報就可以看到新聞了，這將給顯示器技術(shù)帶來新的革命，使得多媒體顯示器世界變得更加豐富多彩。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 顯示技術(shù)基礎(chǔ),大石嚴(yán)等,科學(xué)出板社(2003年4月)。

　　2 電子產(chǎn)品世界,邵虞,2004年第7期,P33。

　　3 電子產(chǎn)品世界,“回首2006FPD大發(fā)展”,2007年第2期,P36。

　　4 電子知識產(chǎn)權(quán),巫曉倩,2006年第9期,P57。

　　5 現(xiàn)代顯示,萬博泉等,2007年第1期,P15。

　　6 現(xiàn)代顯示,張崇君,總第33期,P8

　　7 上海情報服務(wù)平臺,顧震宇,OLED世界專利分析(2007年6月)。

　　8 慧典市場研究,2007平板電視消費(fèi)3大趨勢(2007年6月)。

【基于專利分析透視有機(jī)發(fā)光顯示器OLED的發(fā)展的內(nèi)容前景】相關(guān)文章：

嵌入式發(fā)展前景分析05-01

證券分析師的發(fā)展前景10-28