量子點發(fā)光二極管專利分析

劉艷 楊慧敏

摘要：QLED（Quantum dot Light Emitting Diode），即量子點發(fā)光二極管，其原理是將量子點層置于電子傳輸和空穴傳輸有機材料層之間，外加電場使電子和空穴移動到量子點層中，電子和空穴在這里被捕獲并發(fā)出光子。QLED具有主動發(fā)光、發(fā)光效率高、響應速度快、光譜可調(diào) 、色域?qū)拸V等特點。本文基于Himmpat全球數(shù)據(jù)庫收錄的專利文獻，經(jīng)檢索、導出數(shù)據(jù)、標引，統(tǒng)計分析量子點發(fā)光二極管領域的全球申請量年代分布、專利來源國、國內(nèi)主要申請人、典型技術專利，為該領域的技術創(chuàng)新發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

1、全球?qū)＠暾埩口厔?/p>

本文統(tǒng)計了2010年-2020年QLED發(fā)光器件領域的全球申請量及歷年申請量變化趨勢，申請量自2015年開始逐漸上漲，至2020年略有下降，由于2020年的申請存在部分案件未公開的情況，因此2020年較2019年申請量下降的情況不能體現(xiàn)實際情況。QLED領域?qū)＠暾垙?015年起到2019呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，2019年為406件，2015-2019年的申請量占據(jù)申請總量的61.3%，可見目前QLED領域仍然具有較強的發(fā)展勢頭，研發(fā)熱度仍在持續(xù)。

2、全球?qū)＠暾埩糠植?/p>

以申請人地址進行統(tǒng)計，在全球?qū)＠暾堉蟹治錾暾垇碓磭袊?113項排名第一，為全球QLED領域相關專利申請量最多的國家，占全球申請量總量的48%，其次是韓國、美國、日本、德國等國家?？梢?，中國在QLED器件領域開展了大量的研究，并針對專利進行了布局。

進一步地，統(tǒng)計國內(nèi)申請人的申請情況，針對申請人進行排名，國內(nèi)QLED領域相關申請量排名第一的是TCL公司，緊隨其后的是京東方、廣東聚華印刷顯示技術有限公司、福州大學、南昌航空大學、瑞聲科技、納晶科技、合肥福納科技等申請人。其中，TCL的申請量占全球總申請量的23%，京東方的申請量占全球申請總量的5%。可見，QLED領域中，國內(nèi)以大型顯示面板制造企業(yè)為龍頭開展技術研究，以及一些大學也針對量子點材料開展了QLED器件的研究。

根據(jù)2020-2021年新申請的申請人排名分析，新申請量由高到低的前幾位依次為京東方、廣東聚華印刷顯示技術有限公司、福州大學、合肥福納科技、TCL，可見，京東方作為國內(nèi)顯示技術巨頭，在QLED的技術方向不甘落后，在近一兩年內(nèi)有長足的發(fā)展和進步，申請量增大，說明研發(fā)投入增加。

3、典型QLED專利技術

2011年，LG 公司提出了一種量子點發(fā)光二極管裝置，在該量子點發(fā)光二極管裝置中，通過應用倒置型的量子點發(fā)光二極管裝置，通過固溶處理，通過溶液法形成量子點發(fā)光層之后，形成空穴輸送層。能夠容易地向量子點發(fā)光層注入空穴的傳輸層材料（US20110291071A1）。2013年，東南大學提出了一種基于石墨烯的柔性量子點發(fā)光二極管器件及其制備方法，在所述陰極上的石墨烯作為空穴層，在所述石墨烯上的量子點作為發(fā)光層，其中石墨烯與量子點之間采用雙功能分子自組裝方式連接，采用雙功能分子連接石墨烯與量子點，可以加速空穴傳輸速率，減小層與層之間的內(nèi)在電阻，降低開啟電壓，提高器件的工作壽命（CN103441221A）。2015年南京理工大學提出了一種溶液法制備的CsPbX3無機鈣鈦礦量子點發(fā)光二極管，發(fā)光顏色可通過改變量子點發(fā)光層材料的鹵素配比進行調(diào)節(jié)，能夠覆蓋整個可見光譜范圍（CN105206718A）。2015年，TCL公司提出了一種基于量子阱結構的量子點發(fā)光二極管，量子點發(fā)光層中的量子點為（Ax1/B/Ax2）n量子阱結構的量子點（CN105405941A）。2016年，TCL公司提出了一種量子點發(fā)光二極管及制備方法，制備量子點發(fā)光層，然后通過原位配體交換的方法將量子點發(fā)光層浸入短鏈配體溶液中1s～10min后取出，隨后用與短鏈配體溶液相同的溶劑沖洗量子點發(fā)光層的表面以除去殘留的短鏈配體，通過對量子點發(fā)光層進行原位配體交換，克服了量子點表面配體影響分散性的問題，通過原位配體交換，調(diào)整量子點之間的空間距離，并通過選擇最優(yōu)鏈長的配體而實現(xiàn)高效率量子點發(fā)光二極管器件（CN106206972A）。2016年，美國蘋果公司提出了一種包括OLED子像素和QD-LED子像素的混合像素的顯示器，OLED和QD-LED疊層被集成到同一像素中，OLED和QD-LED疊層共享多個公共層（US20170221969A1）。2016年，TCL公司提出了一種發(fā)光層是由量子點發(fā)光材料和有機?無機雜化鈣鈦礦材料組成的二極管器件，基于量子點發(fā)光材料能與有機?無機雜化鈣鈦礦材料產(chǎn)生協(xié)同作用，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)絡合物電致發(fā)光，不僅增強了QLED器件的發(fā)光效率、降低器件的開啟電壓，而且通過改變偏壓，可以使QLED器件顯示出不同顏色的光，且對于具有不同結構的量子點復合發(fā)光層，外加偏壓對QLED器件的發(fā)光顏色具有不同程度的調(diào)控作用;此外，有機?無機雜化鈣鈦礦層的引入，還能改善QLED器件的界面性質(zhì)、發(fā)光均勻性以及器件穩(wěn)定性（CN106784392A）。

結語

本文分析了QLED領域的全球?qū)＠暾埩口厔荨⑷蛑饕暾埲?、中國主要申請人以及典型專利技術，了解了該領域發(fā)展趨勢，目前QLED發(fā)光器件仍處于快速發(fā)展時期，國內(nèi)顯示面板龍頭企業(yè)都在競相投入研究開發(fā)，并且國內(nèi)高校也針對量子點材料開展了較多的研究，目前QLED器件領域發(fā)展趨勢強勁。

作者簡介：

劉艷，碩士研究生，助理研究員，國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作四川中心，主要從事專利實審工作。

楊慧敏，碩士研究生，助理研究員，國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作四川中心，主要從事專利實審工作。