柔性屏幕技術(shù)—電子紙技術(shù)與其知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析

劉婧

摘 要：目前柔性屏幕技術(shù)的研究方向主要集中在電子紙技術(shù)和柔性O(shè)LED 技術(shù)，他們代表著未來柔性顯示的發(fā)展方向。本文從知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析的角度，探討電子紙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：柔性顯示， 電子紙技術(shù)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)，屏幕

電子紙（Electronic paper 或 E-paper）是一種類紙的、具備記憶功能并采用反射式、可重復(fù)變更內(nèi)容的顯示器。它的外觀好像一種較薄的片狀物，重量輕，可適度卷曲或折疊，用來展示電子形態(tài)的文字和圖畫，成為實(shí)用性強(qiáng)、新型的閱讀工具或載體。

由于電子紙的高對(duì)比度、反射光特性，在任何強(qiáng)烈的光線下都清晰可見，彌補(bǔ)了 LCD等傳統(tǒng)發(fā)光器件的不足。由于電泳顯示技術(shù)的雙穩(wěn)態(tài)特性，并且無需背光源，在各種移動(dòng)設(shè)備中大大增加了的商機(jī)。

從顯示原理分類，電子紙有電泳粒子運(yùn)動(dòng)型、粒子轉(zhuǎn)動(dòng)型、光學(xué)異向型、電氣化學(xué)型、微機(jī)電型。電泳粒子運(yùn)動(dòng)型分為E-ink公司的微膠囊型（Microcapsule）、Sipix公司的微杯型（Microcup）、普利司通公司的電子粉流體型（QR-LPD）；粒子轉(zhuǎn)動(dòng)型分為 Xerox/千葉大學(xué)的碳粉（toner）顯示型、Xerox Gyricon公司的旋轉(zhuǎn)球型（Twist Ball）；光學(xué)異向型分為KDI、富士通、三菱公司的膽固醇液晶（Cholesteric LCD）、Nemoptic、精工愛普生的雙穩(wěn)態(tài)液晶（Bistable TN LCD）；電氣化學(xué)型分為Ntera、Chib大學(xué)的電致變色型（Electro Chromic）、Philip-Liquavista的電潤濕型（Electro Wetting）；微機(jī)電型采用高通公司的微機(jī)電技術(shù)（MEMS）。

電子紙將朝全彩化、可卷曲的方向發(fā)展，可應(yīng)用于電子新聞、公用顯示器、廣告牌、手機(jī)、PDA、數(shù)字相框、Kiosks、可卷式及可穿戴式的顯示器，尤其是在電子標(biāo)簽上具有廣闊的應(yīng)用前景。

具有雙穩(wěn)態(tài)特征的電子紙顯示技術(shù)主要分為L(zhǎng)CD型、粒子型、電化學(xué)型、機(jī)械型4類。其中粒子型中的電泳型顯示（EPD）為目前量產(chǎn)最成功的電子紙顯示技術(shù)，電泳型技術(shù)又分為微膠囊電子墨水和微杯電子墨水兩種，代表公司分別是E-Ink公司和Sipix公司。

柔性顯示是電子紙顯示技術(shù)中的亮點(diǎn)。采用柔性基板，是柔性顯示的關(guān)鍵技術(shù)。目前主要以塑料基板和經(jīng)絕緣處理的不銹鋼帶為主。塑料基板的重量輕，成本低，柔軟性好，可以適應(yīng)卷對(duì)卷的工藝處理；但耐熱性差，一般小于120℃，耐強(qiáng)酸堿能力差，對(duì)工藝的限制大。不銹鋼帶基板是在不銹鋼基體上經(jīng)過絕緣處理后用作電子紙基板，重量要比塑料基板重，柔軟性差，成本較高，較難適應(yīng)卷對(duì)卷的工藝處理。但它耐熱性好，可以適應(yīng)高溫工藝，水和氧不易穿透，器件的穩(wěn)定性好。低成本制作技術(shù)主要是開發(fā)和采用卷對(duì)卷的工藝技術(shù)，這種工藝和傳統(tǒng)的平板顯示工藝完全不同，工藝簡(jiǎn)單、效率高，設(shè)備也偏移，可以大大降低生產(chǎn)成本。

在全球企業(yè)中，開發(fā)和生產(chǎn)柔性電子紙成為趨勢(shì)和熱點(diǎn)。2000年，E-Ink和朗訊科技公司正式宣布已成功開發(fā)第一張利用電子墨水和塑料晶體管制成的可卷曲的電子紙及其所用的電子墨水； 2007年E-Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手表；2009年，LG Display公司展示了一種基于超薄不銹鋼制作的單色和彩色電泳顯示器，支持彎曲和卷曲；2010年，LG公司采用金屬箔基板制作了可彎曲電子紙，基于E-Ink的電子紙技術(shù)，依賴基板上的非晶硅薄膜晶體管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；2010年，友達(dá)光電公司展示了6英寸柔性電子紙，使用在樹脂基板上形成的非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體TFT驅(qū)動(dòng)SipiX的微杯型電子紙；2013年，日本零售技術(shù)展上，一種42英寸柔性黑白電子紙亮相，相比限制在平面上的普通電子顯示屏，這種柔性電子紙可適應(yīng)不同表面；2016年，廣州奧翼電子研發(fā)出全球首款石墨烯電子紙，這款石墨烯電子紙可與柔性驅(qū)動(dòng)底板結(jié)合，制作出超柔性電子紙顯示屏。

隨著柔性電子紙的技術(shù)進(jìn)步以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，柔性電子紙顯示技術(shù)日趨成熟，該技術(shù)的壟斷現(xiàn)象也會(huì)很快被打破，柔性電子紙的市場(chǎng)必將高速增長(zhǎng)。

三星是柔性顯示技術(shù)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，近年來三星通過不斷增加研發(fā)費(fèi)用，加強(qiáng)合作研發(fā)、企業(yè)并購、專利轉(zhuǎn)讓等手段來提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；三星已經(jīng)推出了多款柔性顯示產(chǎn)品，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得了先機(jī)。然而，盡管電子紙技術(shù)領(lǐng)域是柔性顯示的重要組成部分，但該領(lǐng)域并非三星的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。橫向比較三星在其他柔性顯示領(lǐng)域如柔性O(shè)LED領(lǐng)域的投入，其在電子紙領(lǐng)域的布局力度要弱許多。

整體上來看，三星對(duì)韓國市場(chǎng)的關(guān)注度最高，其次注重在美國的專利布局，中國緊隨其后，之后還有日本、臺(tái)灣和歐洲也是三星專利布局不可或缺的地區(qū)。從全球申請(qǐng)量趨勢(shì)分析，申請(qǐng)量從2005年開始逐步發(fā)展起來，經(jīng)多年振蕩式發(fā)展在2011年開始高速發(fā)展，并與2013年達(dá)到了申請(qǐng)量的峰值。從中國申請(qǐng)量數(shù)據(jù)分析，申請(qǐng)量在2005-2008年間年曾一度高于其他技術(shù)輸出目標(biāo)國的申請(qǐng)量，但是在2009年進(jìn)入了一個(gè)漫長(zhǎng)的低谷，雖然此后一直穩(wěn)中有升并在2013達(dá)到峰值，但申請(qǐng)量仍然低于歷史高位的2006、2008年。

在全球企業(yè)中，開發(fā)和生產(chǎn)柔性電子紙成為趨勢(shì)和熱點(diǎn)，隨著電子紙技術(shù)以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，柔性電子紙技術(shù)日趨成熟，并將朝全彩化、可撓式等方向發(fā)展。國外的大企業(yè)如愛普生、三星、E-ink、LG、普利司通等對(duì)核心技術(shù)專利較早的做了全面的布局，而國內(nèi)中國臺(tái)灣地區(qū)的元太科技和友達(dá)光電具有較強(qiáng)的勢(shì)力，尤其是元太科技先后收購了E-ink公司之后，元太科技在電子紙領(lǐng)域成為巨頭，中國大陸為數(shù)不多的幾家公司例如北京派瑞根科技開發(fā)有限公司、京東方科技集團(tuán)股份有限公司、廣州奧翼（熠）電子科技有限公司、鴻海精密、天馬持有一定數(shù)量的專利，與國際一流公司還存在一定的差距。

根據(jù)電子紙部分的專利分析，針對(duì)國內(nèi)柔性電子紙產(chǎn)業(yè)，提出以下建議：

1、柔性電子紙企業(yè)在中國專利布局?jǐn)?shù)量需要進(jìn)一步加大，以加強(qiáng)與國外龍頭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。在專利布局時(shí)不僅僅考慮在中國國內(nèi)，還要考慮走出去，在其他國家和地區(qū)積極進(jìn)行專利布局。對(duì)于柔性電子紙，除了中國外，美國、日本、韓國、歐洲、以及中國臺(tái)灣都是行業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)布局國家和地區(qū)。

2、三星在電子紙方面的專利布局相對(duì)于其在OLED領(lǐng)域要少很多，而且三星在電子紙核心技術(shù)顯示單元方面的技術(shù)與傳統(tǒng)的膠囊型電泳結(jié)構(gòu)不同，因此國內(nèi)企業(yè)可以避開三星的專利布局。

3、E-ink公司在電子紙方面專利布局非常全面，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該盡量回避其專利，避開E-ink布局較強(qiáng)的點(diǎn)，尋找技術(shù)突破口。

4、國內(nèi)幾家企業(yè)相對(duì)于國外龍頭企業(yè)專利布局差距比較大，建議國內(nèi)企業(yè)能夠形成專利聯(lián)盟，一致對(duì)外。

5、石墨烯國內(nèi)專利申請(qǐng)數(shù)量較多，但申請(qǐng)人基本以高校和研究機(jī)構(gòu)為主，企業(yè)參與較少，建議國內(nèi)企業(yè)采取與高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)合作的方式，將研究成果和技術(shù)不斷產(chǎn)業(yè)化，增強(qiáng)國內(nèi)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

6、從封裝專利申請(qǐng)數(shù)量來看，國內(nèi)企業(yè)相比國外公司，還有一定的差距，對(duì)于一些高精技術(shù)或技術(shù)空白區(qū)域，國內(nèi)企業(yè)可進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)。在專利申請(qǐng)方面，一些重點(diǎn)和熱點(diǎn)技術(shù)國外大公司已經(jīng)進(jìn)行了專利布局，國內(nèi)企業(yè)在規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，可在一些小的技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)申請(qǐng)。