量子点显示专利技术

田允允

摘  要：以量子点为基础的显示技术能够更加还原大自然中的各种颜色，满足人们对显示体验不断提升的需求。该文主要以CNABS中文数据库和SIPOABS英文数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献的视角，针对量子点显示相关专利申请趋势，全球目标市场国的申请量以及全球申请人分布情况统计和可视化分析，并对量子点显示专利的技术发展分支统计分析。

关键词：量子点背光;显示;QLED;量子点CF

中图分类号：TN873              文献标志码：A

0 引言

色域和亮度是决定显示器质量的2个关键参数，不断提高显示器的色域和亮度也是各显示器厂家一直以来的技术追求。量子点具有显著量子局限效应和波长连续可调且宽吸收窄发射的特性，可使量子点应用到显示器中实现较好的色域覆盖率，并有望使显示器能够展示出人眼可视的全部色域范围。因此，近十几年来量子点在显示技术领域得到了迅速发展。

1 专利申请现状分析

1.1 数据源与关键词

为了解和分析全球范围内的量子点显示技术的专利申请情况，采用分类号结合关键词方式在CNAB数据库和SIPOABS数据库检索，由于该领域的技术分支较多，在检索中还重点采用中英文关键词扩展与S系统中的各类检索算符（象W，S，P，/FREC等）相结合的方式保证检索结果的精准性。

1.2 国内外专利申请数量分布分析

检索对象为公开日在2019年3月28日之前的发明及实用新型专利，根据检索结果对申请量统计和分析，专利申请量年度分布如图1所示。

图2统计结果显示，量子点显示专利在2004-2013年处于基础知识积累阶段，将全球年申请量和中国年申请量数据比较可知，这一阶段中国的基础专利数量较少，申请量子点显示技术的专利主要集中在国外。从2013-2016年，无论是中国量子点显示专利的申请量还是全球量子点显示专利的申请量均呈现爆发式增长，且增长趋势依然持续（由于2017年以后的部分专利申请文件还未公开，为了保证数据的精准性，2017年及以后的专利申请文件数量未统计）。呈现爆发式增长的主要原因为QD Vision于2013年发表了Color IQ?技术，率先采用了量子管技术实现了量子点电视（US2013148376A1），将显示器的色域范围从72%@NTSC直接增大到接近100%@NTSC，显著提高了显示器的色彩展示能力，为显示器色域提升指明了新的可商业化方向，Samsung、Philips等各大终端厂商先后推出TV、Monitor和手机，海信、康佳与长虹也紧随其后，一时间量子点在显示领域的应用成了显示技术热点。在后面几年中，各大面板厂商均大力在量子点显示技术方向进行专利布局，导致了从2013年之后量子点显示专利的申请量呈现了爆发式增长。

1.3 全球目标市场国申请量分布分析

图2显示了专利申请的地域分布，显示出显示领域相关企业产品的市场重心。对量子点显示专利申请所在国家的分布统计，得到中國、美国、韩国、日本的专利申请数量排在前列，分别占据了专利申请总量的45%、19%、8%、7%，值得注意的是，中国的专利申请量较高表明各国企业均看好中国这个巨大的消费市场，同时随着中国专利制度的不断完善，各国企业均积极在中国进行专利技术保护，试图占领中国市场。

1.4 全球范围内主要申请人分布分析

我们发现全球范围内量子点显示技术领域的主要申请人，根据主要申请人可看出全球范围内量子点显示技术领域的各个公司的技术储备实力。对全球范围内的主要申请人进行统计分析可知，华星光电、京东方、三星、TCL、Nanosys、3M、QD vision HISENSE、LG、大日本印刷为主要的申请人。国内的面板厂商不断发力，对量子点显示技术全面布局，华星光电、京东方、TCL等国内企业也成了全球范围内的量子点显示技术的主要申请人。据报告，2017年初京东方已经实现了QLED显示器样机，预示着QLED显示技术存在整体可行性，2018年TCL已经完成了量子点产业链的垂直整合，以上均体现出我国对量子点显示技术的重视，也体现了我国量子点显示技术的研究水平与成绩以及我国对于专利布局的重视和我国知识产权具备良好发展态势。

1.5 量子点显示技术的主要技术分支的发展

图3的统计结果显示，量子点显示技术的主要技术分支为量子点背光、量子点CF和电致发光量子点，且量子点背光和电致发光量子点的专利申请量的数量远远高于量子点CF的专利申请量。

量子点背光的专利申请量数量较高原因为：量子点背光和显示器的背光模组工艺整合难度低，容易得到高色域、可量产化的量子点显示器。量子点背光结构主要分为3种形态：On-chip（WO9950916A9）、QD Tube（US2013148376A1）和QD film（WO2014113562A1），On-chip虽然量子点用量最少，但蓝光芯片工作时产生的热量使量子点寿命大幅降低，无法实现商业化应用。QD Tube是将量子点粉体封装在玻璃管中，克服了量子点直接与高温芯片接触，但量子管脆、容易破损，且安装在导光板侧面需要额外空间，造成背光模组笨重，不符合超薄超窄背光模组的发展需求，所以也没有得到较好发展。QD film为Nanosys与3M联合开发的将量子点材料包覆在2层PET膜之间，此工艺过程与当前模组制造工艺兼容度高，因此QD film发展成为现在市场上主流的量子点背光技术，但由于其市场成熟度较高，未来也没有更好的发展方向，因此预计后续专利申请量的增长会稍显乏力。

量子点CF技术（KR20070094679A）相比于量子点背光技术，具有更好的光学特性，象具有更高色域以及更高透过率。但量子点CF技术需要将量子点制作工艺与显示面板制作工艺相兼容，现在市场上能够提供量子点CF材料的厂家寥寥无几，且也无法保证量子点的量子转化效率，量子点CF技术的发展存在较大的瓶颈，因此，在量子点CF技术方向上专利的申请数量相对较少。

目前还处于研究阶段的电致发光量子点技术，应用在显示设备上不再需要背光源、液晶盒、偏振片，甚至不需要彩色滤光片。电致发光量子点显示器稳定性也更好，且可实现柔性显示，所以电致发光量子点显示器兼具OLED的薄型、柔性等优势，同时又比OLED具有更高色域，更长寿命等，但目前这项技术还处于实验室走向落地的过渡阶段，需要量子点材料合成，量子点印刷器件，印刷显示工艺技术，印刷显示平台等部分的均衡发展，业内人士预计还需要3-5年时间，电致发光量子点技术可逐步走出实验室开始商业化应用的尝试，因此，可以预计电致发光量子点技术方向的专利数量在未来的十年内还会继续呈现爆发式增长。

3 总结和展望

根据上面分析可以看出，我国量子点显示技术正处于快速发展时期，在专利分布上，与国外主要申请人相比也并不处于劣势;相信经过前几年的量子点显示技术积累和随着中国企业的自身技术研究的发展以及对于知识产权意识的进一步提高，中国企业在该领域专利申请方面会有更大的产出，特别是在电致发光量子点的技术分支上，希望国内企业可以抓住国际发展的总趋势，提高自主创新程度，使国内产品走向市场，实现显示领域的弯道超车。

参考文献

[1]黄轲轲.荧光碳量子点材料制备方法专利技术综述[J].冶金与材料，2018，38（5）：187，189.

[2]刘云朋.量子点材料国内专利申请的技术概况[J].科技展望，2017，27（26）：282.