OLED专利申请分析

2024-06-20

OLED专利申请分析(共4篇)

OLED专利申请分析 篇1

1 概述

OLED是有机电致发光器件 (Organic LightEmitting Device) 的简称, 它采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板, 当电流通过时, 有机材料就会发光。其具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示和3D显示等诸多优点[1], 使它在平板显示等应用领域有着极为广阔的用途。而OLED显示将成为显示技术中的一个新型技术热点。

1.1 显示技术发展

现代显示技术的发展经历了从CRT阴极射线管到各种平板显示器件的历程[2]。伴随着CRT显示技术的逐渐衰落, 平板显示技术经历了一个飞速发展的时期。LCD、PDP、OLED是目前主流的三种平板显示技术, 具有较高的技术成熟度和市场规模。在OLED技术未成熟的情况下, LCD在当时平板显示器中以其体积小, 重量轻、功耗低的优点得到较为广泛的应用[3,4]。但是由于LCD自身不能发光, 显示依赖于背光源或环境光, 因此存在显示视角小的问题;此外, 由于LCD自身的其他性质, 使之有响应速度慢、低温特性差的缺点。尽管LCD技术仍然在不断地发展, 但LCD技术的发展空间已越来越小, 研发人员已经将更多的研究力量向新型平板显示器方向转移。

与LCD相比, OLED的温度特性、发光效率、功耗、发光颜色、响应时间和视角特性均超过了LCD。因此, OLED被认为是LCD最强有力的竞争者。OLED显示器的基本显示单位由金属阴极、透明阳极和有机薄膜组成[5]。当电场施加到OLED基本显示单位的两级上, 电子和空穴在有机发射层相结合产生出光, 这一过程是电致发光的过程, 它不需要外部光源的支持。OLED作为显示器, 除了传统的手机显示屏和MP3显示屏外, 在仪器仪表、数码相机、笔记本和电脑上都已经有应用, 虽然还处于初级阶段, 但不可否认, OLED显示器因其诸多优点将是未来的发展方向[6]。

2 OLED显示器专利数据分析

2.1 专利数据分析的来源

本文进行分析的数据样本主要来自于VEN数据库, 检索关键词确定如下:OLED, PLED, OEL, POLED, PMOLED, AMOLED, SMOLED, orgamic light emitting diode, electroluminescence, electroluminescent。涉及OLED显示器的分类号为G09G3。通过分类号和关键词对全球的OLED显示器专利申请进行了检索, 数据采集的时间范围是1995-2012年, 检索到30022篇专利文献。

2.2 OLED显示器专利申请按照年代分布的统计分析

在VEN数据库中OLED有机电致发光显示器取得的样本总量为30022件。如图1所示, 在2000年之前, OLED显示器的技术刚刚起步, 1995年327件, 1996年375件, 1997年410件, 1998年596件, 1999年701件, 2000年895件。虽然申请量较少, 但是呈现出逐年增长的趋势。而在之后的5年里, 关于OLED显示器的申请量有了大幅度的增长, 特别是在2002年至2005年之间, 申请量由1980件迅速增长到3938件。可见, 在这个阶段, 许多研发人员发现了OLED显示器的优势, 并大力研发这种新型平板显示技术。2005-2009年之间, 年申请量稳定在3000件以上, 而从2010年开始, OLED显示器的申请开始饱和且呈现略微下滑的趋势。

2.3 OLED显示器专利申请按照国别分布的统计分析

图2是在VEN中检索的OLED显示器专利申请按照国别分布的情况。从图中可以看出, 全球OLED显示器申请量最多的国家是日本, 共15307件;韩国共申请12293件, 略低于日本位居第二。韩国申请量占总申请量的41%, 日本的申请量占总申请量的51%。可见, 韩国和日本均占据了世界申请总量的重要比例, 引领着OLED显示技术的发展。另外, 美国、中国大陆、中国台湾申请量分别为9580、8813、4470件, 占总申请量的比例分别为32%, 29%, 15%, 可见, 美国、中国大陆、中国台湾均为全球OLED显示技术的发展做出了一定的贡献。

2.4 OLED显示器专利申请按照主要申请人分布的统计分析

图3为OLED显示器专利申请按照几个主要申请人的分布情况做出的统计。从图中可以看出, 三星公司总申请量为2648件, 居于首位 (占总申请量的8.8%) ;居于第二位的是LG (乐金) 公司, 其申请量为1886件;排名第三的是索尼公司, 申请量为1744;精工爱普生1590件, 松下1149件, 夏普1092件, 株式会社半导体1017件, 佳能510件, 三洋431件, 富士通104件, 分别排名第四至第十。这些主要申请人当中, 日本公司占了8席之多。

3 OLED显示器专利申请的重点技术分析

通过对专利申请进行分析可知, 目前OLED显示技术的研发工作主要致力于以下几个方面:亮度调整, 显示速度的提高, 能耗的降低, 分辨率的提高等4个方面。

3.1 对于OLED显示器的亮度调整方面

显示器的亮度是影响显示器画质的一个重要因素, 任何一种显示器中关于亮度调整的问题都是研究人员的重点研究对象。从图4中也可以看出, 关于OLED显示器的亮度调整的专利申请数量最多。

早期的OLED显示器的像素电路通常包括OLED显示元件、开关晶体管、存储电容和驱动晶体管, 开关晶体管将数据信号从数据线传输到像素内部, 与从扫描线供应的扫描信号对应。存储电容器存储数据信号, 驱动晶体管将与数据信号对应驱动电流供应到OLED[7]。而这类像素电路可能会由于面板上的负载导致的电压降而不能充分地显示期望的亮度。

近几年, 为了解决这些问题, 研究人员不断的探索研究, 做出了一些有意义的发明。例如, 三星移动显示器株式会社公开号为KR101056233的专利申请[8], 其提出了一种能够显示具有均匀的画面质量的OLED显示器, 其像素单元从外部接收高电势像素电源ELVDD和低电势像素电源ELVSS。电源ELVDD和电源ELVSS被传输到每个像素。然后, 每个像素发射具有与驱动电流对应的亮度分量的光, 驱动电流从电源ELVDD通过OLED流至电源ELVSS以对应于数据信号。存储电容C1的第一电极结合到电源EVLDD, 第二电极结合到第二节点N2。补偿电容C2结合到扫描线Sn和第二节点N2之间, 用于补偿由面板中的负载导致的电压降以提高对比度。

3.2 对于显示速度的提高

显示速度的提高也是显示器领域中一个亟待解决的技术问题, 尤其是针对一些图像数据写入速度要求高的显示画面。例如立体图像的显示, 其必须满足至少在1/120s内完成数据的写入的要求。早期的一些专利申请通常采用高驱动频率工作的驱动器以在扫描期间内扫描整体显示面板且写入图像数据, 从而提高显示速度。但是高驱动频率驱动器却增加了生产成本, 尤其是随着显示面板的尺寸增加并且其分辨率增加, 显示面板的RC延迟也会增加, 从而导致图像数据写入困难, 显示速度受到影响。

三星移动显示器株式会社公开号为 (KR20120110413) 的专利申请[9], 其提出了一种在要求大型化和高分辨率中可以显示立体图像或者平面图像的驱动方法。该方法在第一扫描期间相多个像素中的第一组像素传输多个数据信号;在与第一扫描期间相邻的第一发光期间, 第一组像素根据所写入的数据信号发光;在第二扫描期间相多个像素中的、与第一组像素不同的第二组像素传输多个数据信号;以及在与第二扫描期间相邻的第二发光期间, 第二组像素根据写入的数据信号发光;其中, 包括第一扫描期间以及第一发光期间的第一场以及包括第二扫描期间以及第二发光期间的第二场在时间上被区分。采用这一方法不仅可以提高显示速度, 减少运动伪影, 还可以最大限度地确保发光时间, 同时也减小了驱动频率。

3.3 对于显示器能耗的降低

显示器能耗的降低一直以来都是研究人员着力解决的问题。OLED显示器本身就具备比其他显示器能耗更低的优点。人们在OLED显示器的基础上又做了进一步的研究, 不断的降低OLED显示器的能耗。而降低OLED显示器的能耗方法众多, 在不同的时间阶段人们采用了不同的方法来降低能耗。

2007-2008年期间, 由于OLED显示装置各个像素的自身有机发光二极管具有不同的效率, 所以具有不同电压的数据信号必须被施加到各个像素, 以从各个像素获得均匀的亮度, 因此, 必须在每个像素中形成施加数据信号的数据驱动单元。2012年, 公开号为 (CN103021335A) 的专利申请[10], 在OLED驱动电路中设置一控制单元, 控制单元根据待显示的一帧图像的所有子图像数据, 计算该帧图像的平均亮度, 并以该平均亮度作为基准亮度, 反向调整用于显示该帧图像的各子图像的亮度控制信号, 调整后的亮度控制信号发送至驱动单元, 并根据调整后的亮度控制信号驱动OLED, 使该帧图像按照调整后的亮度进行显示。该发明的有益效果是:OLED显示面板整体功耗较小, 画面质量得到改善。

3.4 对于分辨率的提高

OLED显示器根据使用材料的不同, 生产制造方法也大不相同。若使用低分子材料, 则主要通过真空蒸镀方法形成有机显示薄膜, 为了不使影像产生失焦问题, 目前采用荫罩技术。

4 结语

随着OLED逐渐向大尺寸的方向发展, OLED显示技术的研究仍然存在很大的研发空间。目前, 该技术领域在全球范围看来, 中国虽然与日本和韩国的研究实力存在差距, 但仍然在不断地发展当中。OLED显示技术在全球还处于发展期, 而OLED产业在国内有着良好的市场前景, 我国相关企业应加大研发力度, 掌握相关重要技术和核心技术, 为我国的新型平板显示技术的发展提供强有力的推动力。

参考文献

[1]段珂瑜.OLED显示技术专利分析[J].电子元件与材料, 2013, 32 (8) :68-70

[2]陈新发、廖颖等.OLED显示技术的发展与机遇[M].2004年“安徽制造发展”博士科技论坛.2004.

[3]显示应用呈现技术和市场细化的趋势[J].电子工程.2001 (1) :59

[4]柴天恩.平板显示器件原理及应用[M].北京:机械出版社, 1996.

[5]毛兴武.新型平板显示器件OLED[J].电子世界.2007 (5) :22-23.

[6]华民.中国推出全彩OLED市场广阔商机无限第三代显示器欲展宏图[J].电视技术, 2002, 12:87.

[7]张新华, 陈文彬.一种新型硅基OLED微显示像素电路[J].液晶与显示.2014, 29 (1) :83-87.

[8]裴汉成, 白智媛, 像素.像素电路和包括该像素的有机发光显示器.KR, 101056233[P].2010-03-16.

[9]李白云.显示装置及其驱动方法.KR, 20120110413[P].2011:3-29.

[10]张林涛.一种OLED驱动电路, OLED显示装置及其亮度调节的方法[P].CN, 103021335.2013:4-3.

OLED专利申请分析 篇2

有机发光二级管 (Organic Light Emitting Diode, OLED) 技术是20世纪80年代始于美国柯达公司的新一代显示技术, 其原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光[1,2]。OLED除了具有分辨率高、响应速度快、超轻薄、低功耗、色彩丰富、低成本、可弯曲及在低温条件下能够正常工作, 被业界誉为继LCD之后理想的和最具发展前景的下一代显示器[3,4]之外, 同时还具有可大面积成膜、柔性显示、双面显示等优良特性, 是一种理想的平面光源, 所以在未来的节能环保型照明领域也具有广泛的发展和应用前景。

1936年有机电致发光被发现, 但直到1987年柯达公司开发了平板显示技术才引起人们的重视和关注。此后, OLED在器件的发光亮度、发光寿命和效率方面取得了很大的进步。1997年, 在无源矩阵有机发光二级管的研究方面取得了突破性的进展, 自此, OLED技术的发展速度很快, 已达到实际应用要求, 但主要是以小尺寸为主, 几乎全为被动式矩阵。近年来, OLED显示技术的发展主要是从小屏幕逐步向大尺寸过渡。2007年, 索尼公司首次推出了11英寸OLED电视机, 之后, 全球各大显示器厂家纷纷投入OLED的研发, 推动了OLED产业化的迅速发展[5]。2009年, 三星推出了从2.2英寸到3.7英寸近20款有源矩阵有机发光二极管的面板手机, 在手机市场应用潜力巨大。目前, OLED产品的研究重点主要集中在大尺寸、白光照明、柔性及透明技术方面[6], 且从事OLED生产和研究的机构主要集中在欧、美、日、韩和中国, 相关国家都给予不同程度的政策支持。中国政府也高度重视OLED的发展, 制定了一系列的政策来扶持OLED企业。

专利信息作为技术创新和变革的标志, 具有直接和实时的见证意义[7,8,9]。专利作为技术信息最有效的载体, 包含了全球百分之九十以上的最新科技情报, 而且其内容详实准确。因此, 通过专利的分析能够客观地反应专利总体态势、技术发展路线和研发方向等, 从而为国家、地区、行业和企业制定技术创新路线、研发策略和竞争策略提供不可或缺的支撑[10]。为此, 本文对我国OLED应用领域的发展动态和最新研究成果进行了深入的分析, 并将国内外的专利资源进行对比研究, 分析该领域的专利现状, 以便该领域从业者能够建立适应该领域发展的专利发展策略, 进而对我国OLED行业的整体竞争力提供重要的战略和指导意义。

1 分析系统和分析方法

利用广东省知识产权局专利信息服务平台对对1980年1月1日至2012年12月31日期间的OLED应用专利进行分析, 共检索得到887件相关专利;再利用广东省知识产权局的专利信息分析系统, 对检索出来的专利进行申请趋势、申请人、申请地域等各个方面的深入分析和探讨。

2 中国OLED应用专利分析

利用专利信息平台进行专利检索和筛选, 得到OLED应用领域相关的专利申请量为887件。其中, 发明专利申请量为723件, 占全部检索专利总量的82%;其余164件为实用新型专利, 没有外观设计的申请专利。如图1所示, 可以看出OLED应用领域发明专利申请量远远大于实用新型专利申请量, 说明此领域专利技术含量较高。

从国内和国外的申请情况可以看出, 国外来华专利占去了很大的一部分, 在此次调研的887件中国专利中, 国外来华专利为436件, 占OLED应用领域专利申请总量的49%;而国内申请总量为451件, 只占了总量的51%。整体看来, 在有关OLED应用技术领域, 国外企业在我国的专利申请中非常积极, 占据了近一半的份额;同时也说明全球各国, 尤其是美国和韩国, 都很重视OLED应用领域相关技术的发展和应用布局。

依靠数据库内各国和各省关于OLED应用领域的专利申请, 对申请地域进行分析, 可以直观地表现出各省对OLED应用技术的掌握程度。根据检索出的OLED应用中国专利数据, 按照国省综合情况分析, 得到前十位国省OLED专利申请情况, 如表1所示。可以看出, 国外在华申请OLED应用专利居于前三甲的是美国 (171件) 、韩国 (164件) 、荷兰 (55件) , 占国外申请专利总量的89.5%。其中国外申请人在中国申请OLED应用专利以发明专利为主, 占到了前十位发明专利的63%, 具有较高的技术含量;而国内的实用新型专利则占去了很大的比例。从OLED应用领域中国专利法律状态来看, 国外申请的中国专利中无效专利少于国内, 也体现了国外申请人的竞争性和主动性非常强。同时, 也由于美国和韩国牢牢掌握着OLED应用技术和专利权, 使得我国很难在OLED应用领域取得实质性的突破。国内主要申请区域在江苏和广东, 四川、陕西、北京和上海也有一定的相关专利申请量, 这六个省市占据了国内OLED应用申请总量的90%, 是国内从事OLED应用领域研究、开发和生产的领头军和主力军。同时, 我国OLED应用领域的专利申请人身份大部分为企业, 这说明企业很重视OLED的应用技术。

3 中国OLED应用专利申请人分析

对中国OLED应用领域专利申请量排名前十的申请人进行分析, 如表2所示。排名第一的是韩国的三星移动显示器株式会社, 申请量达61件;排名第二的是四川虹视显示技术有限公司, 申请量为54件, 为中国企业, 专注于未来显示技术的研发与创新;紧跟其后的是伊士曼柯达公司、三星SID株式会社、皇家飞利浦电子股份有限公司、北京维信诺科技有限公司、昆山维信诺显示技术有限公司、清华大学、京东方科技集团股份有限公司和信利半导体有限公司。在前五位申请人中只有一家为国内申请人, 即四川虹视显示技术有限公司, 说明我国OLED应用领域专利技术与国外相比还存在一定的差距。从中国专利的国内申请人的申请量来看, 只有一个是高校, 其余均为企业, 从这一方面可以说明我国政府对OLED应用领域投入较少, 但却受到了企业的重视。

4 OLED应用领域中国专利IPC分析

IPC, 即国际专利分类法 (International Patent Classification) 是一种国际通用的管理和利用专利文献的工具。表3给出了数量较多的5个技术构成。从分布情况可以看出, 相关OLED领域的专利技术主要分布在H01L51, H01L27, H01L21, H05B33, G09F9, 分别占到57.7%, 34.8%, 12.7%, 9.8%, 5.5%。从表中可以看出, H01L51和H01L27两个IPC技术构成最多, 而且远远多于其他的技术结构所占数目。说明其所属技术构成的技术可能是以后的技术热点。

表4为OLED领域中国专利申请人排名前十的IPC分布, 排名前十位的申请人主要专利申请IPC分布都集中在H01L51和H01L27, 三星公司在H01L21方面有一定的专利, 而其他申请人在此方面比较薄弱。

5 中国OLED应用领域专利技术申请及公开趋势分析

从图2可以看出, 在1995年—2001年期间, 中国OLED应用领域的专利申请量和公开量都很少, 主要是因为这一时期OLED应用技术处于基础研究阶段, 并没有许多技术研究转化为实际应用的产品;但从2002年起, 专利申请量的增长速度突飞猛进。从整体态势来看, OLED应用技术领域的专利申请呈现稳中上升的趋势, 目前仍处于研究的热潮, 预计OLED应用具有很好的发展前景。

6 结论

(1) 从专利类型分析, OLED应用专利主要属于发明专利, 占其相关申请专利总量的82%, 表明OLED应用技术领域是一个高技术领域。

(2) 从申请区域分析, 国外来华专利占应用专利总量的49%, 且以发明专利为主, 这说明国外OLED企业在我国专利申请中非常积极, 其竞争性和主动性非常强。

(3) 从专利申请人分析, 前五名有四家是国外企业, 说明我国专利与国外专利差距还非常大;国内专利申请人以企业为主。

(4) 从IPC分类号分析, OLED应用专利技术主要分布在H01L51, H01L27, H01L21, H05B33, G09F9, 器件、设备、电致发光光源等都是OLED应用领域重要的技术。

(5) 从专利申请的总体发展态势分析, 从2002年开始, 我国OLED应用专利开始出现快速增长, 且2008年以后增长显著, 说明我国OLED应用技术前景发展良好。

摘要:采用广东省专利信息服务平台的“七国两组织”专利数据库, 检索1980年1月1日至2012年12月31日期间的OLED应用领域相关的中国专利文献, 建立我国OLED应用领域专利数据库, 了解该技术在国内外的发展历史及研究进展。通过分析该技术专利的申请总量趋势、主要专利申请人分布、IPC分类号分布等, 为OLED应用专利的进一步开发和完善提供参考和依据。

关键词:OLED,应用,专利信息,专利分析

参考文献

[1]常天海, 彭双庆.OLED应用技术的进展[J].真空与低温, 2008, 14 (2) :115-119.

[2]曹艳, 汪辉.OLED技术及柔性OLED性能、缺陷的研究[J].现代显示, 2008 (89) :36-39.

[3]文尚胜.OLED全球专利技术态势分析[J].半导体照明, 2013 (1) :56-59.

[4]赵明.白光OLED光源发展现状及前景[J].记录与媒体技术, 2010 (4) :34-38.

[5]邵勇, 张绮.OLED照明及其关键技术[J].安阳工学院学报2010 (4) :7-9.

[6]段珂瑜.OLED显示技术专利分析[J].电子元件与材料, 2013, 32 (8) :68-71.

[7]陈燕, 黄迎燕, 方建国.专利信息采集与分析[M].北京:清华大学出版社, 2006.

[8]骆云中, 陈蔚杰, 徐晓琳.专利情报分析与应用[M].上海:华东理工大学出版社, 2007.

[9]毛金生, 冯小兵, 陈燕.专利分析和预警操作实务[M].北京:清华大学出版社, 2009.

OLED专利申请分析 篇3

自战略性新兴产业提出以后,国内学术界对战略性新兴产业的内涵[3]、形成机理[4]、形成机制与路径[5]等进行了大量的研究。目前,国内一些学者认为战略性新兴产业形成与发展的基本路径是 “科学发现一技术发明一产业化”[6]。战略性新兴产业的形成与发展过程主要是新兴技术产业化的过程和新兴企业不断涌现、成长壮大的过程[7]。中国科学院在2012 年开展了基础研究与战略性新兴产业之间关系的研究,研究注重关注基础研究在产业发展中所起的作用,并发布基础研究与战略性新兴产业研究报告。报告认为[8],推动产业发展的核心原创力通常都来自于具有产业导向性的基础研究。一方面,产业的兴起和发展依赖于科学原理或技术的基础研究; 另一方面,一些重大的原创性技术也正是在产业需求的大背景下催生的。只有加大对有产业背景的基础研究的支持力度,才可能保证战略性新兴产业发展具有原创活力和可持续发展的后劲。陈傲等[9]指出,后发国家新兴产业发展虽有 “机会窗口”但无 “先天优势”,本土企业必须主动嵌入全球研发网络,高度重视与新兴产业发展密切相关的基础研究和应用开发,积极参与知识产权全球布局。柳卸林和何郁冰[10]指出基础研究和应用开发是中国产业核心技术突破性创新的关键。

大量的学术研究表明,战略性新兴产业形成与发展具有一定的规律性,研发是战略性新兴产业形成与发展不竭的动力和源泉。随着科学技术的迅猛发展,人们越来越认识到科学和产业的相互作用是创新生态学的一个重要方面[11]。但这些研究大多关注的是产业演化而很少关注产业的形成[12]。在产业演化的模型里,更多的是对产业演化后期的研究,而对产业演化前期,也就是对产业形成阶段的研究较少。Phaal等[13]通过对25 个不同的技术密集型产业( Science and technology - based industry) 形成和发展历史进行了研究,指出技术密集型产业的形成过程实际就是由科学到技术、应用、市场的过程;并指出R&D是这些技术密集型产业形成与发展的源动力。也有的学者从单个产业实证的角度研究产业形成与发展。Müller[14],Valk等[15]分别研究了生物技术产业在德国、荷兰发展情况时,指出生物技术的研发是生物技术产业形成和发展的源动力。

以论文、专利为数据来分析产业技术发展变化的文献计量和专利分析方法已成为分析产业形成中技术研发态势的有利工具。HDoul等[16]认为,专利是含有技术、产品、应用和法律状态的重要资源,专利对于产业界具有特殊的意义。Godin[17]在研究科技文献( 科技论文、专利文献、商业文献) 与产业发展的关系时指出科技文献是反映产业的科学基础、知识积累最重要的资源,专利是研究技术发展、产业化状况最丰富的资源。Godin还指出,通过文献计量分析,可以发现产业创新的阶段性特征与产业技术文献出版之间有一定的关联,即可以从技术文献关键词的变化看出技术不同演化阶段的特征: 当描述新兴技术材料特性、工艺特性的关键词转向描述新兴技术产业化的系统分析特性时,这将表明新兴技术开始步入产业化阶段。Martino[18]利用生命周期方法把新兴技术发展划分为五个阶段,即基础研究、应用研究、试验发展、应用和社会影响五个阶段,并指出利用科技文献数据来表征每个阶段的特征,即在基础研究阶段可以利用SCI论文来测量,在应用研究阶段可以利用EI论文来测量,在试验发展阶段可以利用专利数据来测量,在应用和社会影响阶段可以利用商业信息来测量。在Martino研究的基础上,一些学者开始利用科技文献数据来对产业技术演化发展特征进行了研究。如Chao等[19]利用SCI论文数据,采用历史回顾和文献计量分析方法对RFID技术进行分析。Shen等[20]利用专利数据对OLED技术的发展进行了实证分析。

从上面的分析可以看出,战略性新兴产业形成与发展的基本路径是从科学到技术,技术到应用,应用到市场,即 “科学发现—技术发明—产业化”;研发是战略性新兴产业形成与可持续发展的重要支撑和保障; 文献计量和专利分析是研究产业技术研发态势的有利工具。在目前全球日趋激烈的科技竞争背景下,我国需要对战略性新兴产业技术领域的全球研发态势进行分析,以及我国在战略性新兴产业技术领域中所处地位进行研判和分析,进而为我国战略性新兴产业的培育和发展提供研发决策支持。因此,为全面了解和认识战略性新兴产业技术领域的全球研发态势,进一步厘清我国在战略性新兴产业技术领域中的研发现状和所处地位,本文构建基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型,并以OLED产业为例进行实证研究。

1 研究方法

为分析战略性新兴产业技术领域的全球研发竞争态势,本文提出一种基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型( 见图1) 。该分析模型的主要思路是: 首先是以战略性新兴产业技术领域的论文文献为数据来源,利用文献计量分析方法分析全球及中国在这一产业技术领域内基础研究态势; 其次,以战略性新兴产业技术领域的专利文献为数据来源,利用专利分析方法分析全球及中国在这一产业技术领域内技术开发竞争态势;最后,在文献计量和专利分析结果的基础上,对战略性新兴产业研发竞争态势进行综合分析。具体分析步骤如下:

( 1) 战略性新兴产业技术领域文献数据的检索与获取。根据具体战略性新兴产业技术领域的技术表达式确定检索表达式,在文献数据库中检索并下载相关文献文本。

( 2) 战略性新兴产业技术领域的文献计量分析。以下载的论文文献为数据源,利用论文统计、趋势分析、合作网络分析等方法,对全球主要国家在具体产业技术领域内的基础研究情况进行分析。

( 3) 战略性新兴产业技术领域专利数据的检索与获取。根据具体战略性新兴产业技术领域的技术表达式确定检索表达式,在德温特专利数据库中检索并下载相关专利文本。

( 4) 战略性新兴产业技术领域的专利分析。以下载的专利文本为数据源,利用专利统计、专利地图、专利词频分析等方法,对全球主要国家在具体产业技术领域内的技术开发情况进行分析。

( 5) 战略性新兴产业研发竞争态势分析。根据文献计量和专利分析的结果,对战略性新兴产业具体技术领域的研发竞争态势进行综合分析。

2 案例分析

电子信息产业是国民经济的战略性、基础性和先导性支柱产业,对于拉动经济增长、促进产业升级、转变发展方式和维护国家安全具有重要作用。显示产业作为电子信息产业的重要组成部分,并具有明显的拉动效应,目前最具有发展潜力的是Organic Light - emitting Diode ( OLED) 。OLED显示产业是我国的战略性新兴产业中重点发展方向,OLED产业的发展对提升我国显示产业发展水平具有重要战略意义。本文利用基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型,对全球OLED显示产业的OLED技术研发态势和中国在全球OLED技术领域中的研发现状进行分析,以期为我国OLED技术研发和产业发展决策提供支持。

2. 1 基于文献计量的OLED产业技术可视化分析

下面利用文献计量的方法,从论文数量、研究机构、国际合作等方面来研究全球及我国在OLED技术领域内的基础研究情况。

2. 1. 1数据来源。以 “( organic * light - emitting *diode* ) or ( organic * electroluminescence * display* ) or ( organic* light - emitting* devices* ) or oled or oleds or pleds or pled or ( organic* light* emitting* diode* ) or ( organic * light * emitting * devices* ) or ( organic* light - emitting* display* ) or ( organic* light* emitting* display* ) ”为主题检索词,在Web of Science中的SCI - EXPANDED数据库中进行检索,检索年限为1991 - - 2014,文献类型为Article,检索时间是2015 - 12 - 30,共检索出19226篇关于OLED技术研究的SCI论文; 最后以时间序列的形式统计出每年的论文数量,如图2 所示。

2. 1. 2 论文数量分析。为了分析检索出来的19226篇关于OLED技术研究的SCI论文,本文将这19226篇论文导入Thomson Data Analyzer软件中,并对导入的文献数据进行清洗后生成技术报告。技术报告中显示的每年从事OLED技术的研究人员情况如图3所示,每年OLED技术的研究方向情况如图4 所示,全球不同国家发表OLED技术的SCI论文情况如图5所示,全球不同国家累计发表OLED技术SCI论文的比例情况如图6 所示。

从图3 可以看出,自2005 年以后,每年有许多新的研究者从事OLED技术的研究工作。另外,从图4 可以看出,也是自2005 年以后,OLED技术领域内出现了大量的新的研究方向。这些表明近十年关于OLED技术的基础研究非常活跃。

从图5 可以看出,我国关于OLED技术的SCI论文是自1995 年左右开始出现,稍晚于美国和日本,但与其它国家几乎同步; 并自2004 年以后,年发表论文数量已超过美国、日本和韩国等发达国家,成为SCI论文年发表数量最多的国家; 而且从图6可以看出,我国目前是累计发表OLED技术SCI论文数量最多的国家,约占全球的22. 39% 。从图7 可以看出,目前在全球范围内发表关于OLED技术研究的SCI论文前10 名机构中,中国占据3 席,分别是中科院( Chinese Acad Sci) 、吉林大学( Jilin Univ) 和华南理工大学( S China Univ Technol) ,并且中科院是全球发表OLED技术SCI论文最多的机构。这些表明我国在全球OLED技术基础研究领域非常活跃、且已具有很强的研究实力。

2. 1. 3 国家合作分析。随着科学知识的日新月异,以及各国研究资源的限制,国家间的合作研究对提高各国的科研水平和创新能力具有重要作用。为了解我国在OLED技术基础研究方面的国际合作研究情况,需要分析OLED技术国际合作研究网络。

具体步骤是: 首先,将检索出的19226 篇论文导入TDA中,生成国家合作矩阵,并将国家合作矩阵导入到Excel中。然后,将Excel中的国别对数据转换为DL格式的文件,按照Data? Import text file?DL的程序导入到Ucinet软件中; 再使用Ucinet软件中的Netdraw工具生成国家合作知识图谱,如图8 所示。全球OLED技术国家合作研究网络的程度中心度如表1 所示。

在图8 中,节点代表国家,国家的名称在节点右侧显示。节点的大小表示该国与其他所有国家合作共现的总次数; 节点之间的连线表示两个国家间的合作关系,连线的数量表示与该国家合作过的其他国家的数量,连线的粗细表示连线两端的国家合作次数。从图8 中可以看出,节点比较大的机构是“USA ( 美国) ”,其次是 “China ( 中国) ”、 “Germany ( 德国) ”、“UK ( 英国) ”,表明这国家与其它国家合作的次数较多,分别合作1052、819、747、606。同时,也可以看出中国与美国、日本、韩国、德国等国家合作较为密切; 而美国、日本、韩国、德国是这些国家中与其它国家合作次数较多的国家。

2. 1. 4 文献计量结果分析。从发表的关于OLED的SCI论文数量来看,我国的年发表论文数量自2004年以后已超过美国、日本和韩国等发达国家,成为SCI论文年发表数量最多的国家; 而且最近几年,我国论文发表活动频繁,论文数量远远超过其他国家,显示出强劲的发展势头。从研究机构上来看,我国的中科院、吉林大学、华南理工大学、武汉大学、复旦大学、清华大学等大学和研究机构已在OLED技术领域中开展了大量的基础研究工作,并于国际上著名的大学和科研机构进行了密切的合作研究,并且我国的中科院是目前全球发表OLED技术SCI论文最多的机构。从国际合作研究情况来看,我国在关于OLED技术基础研究方面也进行了很好的国际合作研究。

这些说明我国在OLED技术的基础研究方面,已经具有较强的研究实力,并已达到国际先进水平;并且以中科院为代表的研究机构已处在国际研究前沿。这为我国发展以OLED技术为基础的OLED显示产业提供了保障。

2. 2 基于专利数据的全球OLED技术可视化分析

下面利用专利分析法来研究全球及我国在OLED技术领域内的技术开发情况。

2. 2. 1 数据来源。以德温特专利数据库为来源数据库,利用( organic * light - emitting * diode * ) or( organic* electroluminescence * display * ) or ( organic* light - emitting* devices* ) or oled or oleds or pleds or pled or ( organic* light* emitting* diode* )or ( organic* light* emitting* devices* ) or ( organic* light - emitting * display * ) or ( organic * light *emitting* display* ) 为检索词对全球OLED技术进行专利检索,在标题/摘要中检索,检索时间段设为1991 - - 2014 年,检索时间为2015 - 12 - 31,共检索到31350 件专利。

2. 2. 2 全球OLED技术专利地图分析。为了了解全球OLED技术专利发展趋势、分布情况、专利拥有者( 专利权人) 以及研发布局,本文在德温特专利数据库中将已检索到的31350 件专利进行统计分析,提取美国、日本、中国和韩国专利,并对全球OLED技术专利国家分布情况和全球前10 名OLED技术专利权人等进行分析,结果分别如图9 至图12 所示。

从图9 可以看出,日本和美国相对于韩国、中国来说早在90 年代初已经拥有OLED技术专利,而韩国和中国在2000 以后,OLED技术专利才快速增多,特别是韩国。韩国OLED技术专利在2003 年之后急剧增加,并在2005 年之后专利年拥有量超过美国、日本和中国,尽管其专利申请量在2006 年和2007 年有所减少,但截止到2013 年其依然是全球年申请OLED技术专利最多的国家。中国OLED技术专利也在2009 年之后急剧增多,并在2012 年之后专利年申请量超过美国和日本。

从图10 可以看出,目前全球OLED技术专利主要分布在韩国、美国、日本、中国、台湾、德国等国家和地区,其中韩国是全球申请OLED技术专利最多的国家,约占全球专利申请量的40. 70% ,美国约占全球的16. 81% ,日本约占全球的15. 73% ,中国约占全球的11. 15% 。

从图11 可以看出,全球前10 名OLED技术专利申请者主要是一些韩国公司,占据6 席,如三星( SAMSUNG DISPLAY CO LTD, SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD,SAMSUNG SDI CO LTD, SAMSUNG MOBILE DISPLAY CO LTD ) 、 LG ( LG DISPLAY CO LTD,LG ELECTRONICS INC) 等,并且三星和LG申请的专利数量明显较其它专利权人申请的专利数量多; 中国的京东方科技集团股份有限公司( BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD) 也在其列。可以看出,目前,三星和LG是OLED技术领域的两大巨头,具有强大的研发实力。

为了了解全球OLED技术研发布局情况,将检索到的31350 件OLED技术专利利用Thomson Innovation专利地图分析功能生成专利地图,结果如图12 所示。在专利地图中,点表示专利,各点之间的距离表示专利内容的相关程度,等高线表示专利密度( 专利地图以等高线作为绘制的基准) ,山峰区域表示集聚于某一特定技术主题的专利群。专利地图呈现了技术主题分布的情况。而专利地图中不同山峰区域和等高线密度能够反映技术领域内的不同研发热点和研发布局。

从图12 可以看出,目前全球OLED技术的研发热点集中在固体器件及相关制作工艺、场致发光光源、发光材料、显示器件控制电路等方面。

2. 2. 3 主要国家OLED技术专利分布地图分析。为了了解和分析美国、日本、韩国和中国的OLED技术研发重点及在全球OLED技术领域中的分布情况,利用优先权国家/地区字段,在已生成的全球OLED技术专利地图中进行二次检索( 检索词分别为US,JP,KR,CN) ,分别在已生成的专利地图中显示美国专利分布、日本专利分布、韩国专利分布和中国专利分布分布,结果分别如图13 至图16 所示。

从图13 和图16 可以看出,美国和韩国几乎在OLED的所有技术领域都拥有大量的专利,特别是韩国,已在OLED技术领域的固体器件及相关制作工艺、场致发光光源、发光材料、显示器件控制电路等领域进行了大量的专利布局,表现出较强的研发实力。从图14 可以看出,日本在OLED技术领域也进行了大量的专利布局,但专利主要集中在电致发光材料、电致发光光源、固体器件及其控制电路等方面,而在一些技术领域还存在技术空白,如氧化物技术领域。

从图16 可以看出,中国的OLED技术专利主要集中在有机发光材料、电致发光光源、固体器件控制电路等技术领域,但与美国、韩国和日本相比,在专利布局上和研发实力上还有一定的差距。

2. 2. 4主要国家在中国申请的OLED技术专利分析。为了分析其它国家在中国关于OLED技术的专利布局情况,本节在已检索到的31350 件OLED专利中进行二次检索。首先,检索公开国号为CN的专利,共检索到10671 件专利; 然后将这10671 件专利利用Thomson Innovation专利地图分析功能生成专利地图; 最后,在生成的专利地图中再检索优先权国为US、JP、KR的专利,并在专利地图中显示,结果如图17 所示。同时,将已检索到的10671 件专利进行国外专利与中国专利统计对比分析,结果分别如图18 所示。

图17 注: 红色代表KR专利、绿色代表JP专利、黄色代表US专利从图17 可以看出,美国、韩国和日本已在我国进行了大量的OLED技术专利布局,其中韩国和美国的专利布局最多; 韩国主要是在OLED的固体器件、场致发光光源、显示器件及其控制电路等领域进行大量的专利布局,美国主要是在OLED的有机发光材料、显示器件及其控制电路等领域进大量的专利布局,而这些技术领域都是OLED的核心技术领域,并且一些技术领域也是中国OLED技术空白区。

从图18 可以看出,在中国公开的10671 件OLED技术专利中有3524 件是中国专利,外国专利有7147 件; 并且早在1991 年,国外已经开始在我国进行专利布局,一直到2013 年之前,国外企业和个人在中国的年专利申请量都大于中国企业和个人的年专利申请量。

图17 和图18 表明,国外一些企业和个人已经在我国进行了长时间的OLED技术专利布局,申请了大量的OLED技术专利,成为我国OLED技术专利的重要持有者,并且一些专利是集中在我国OLED技术的空白领域,这将对我国企业在OLED技术领域的自主创新产生严重干扰。中国企业必须对此予以高度警惕。

2. 2. 5 专利地图结果分析。前面几节以德温特专利数据库中的OLED技术专利数据为基础,分析了全球OELD技术的整体专利态势,并对OLED技术专利进行了有针对性的重点深入分析,以期客观展现全球OLED的专利布局现状,进而为我国OELD技术领域的研发决策提供数据支持。通过前面的分析,可以看出:

( 1) 目前,全球OLED技术专利主要分布在韩国、美国、日本、中国、台湾、德国等国家和地区,其中韩国是全球申请OLED技术专利最多的国家,约占全球专利申请量的40. 70% ,美国约占全球的16. 81% ,日本约占全球的15. 73% ,中国约占全球的11. 15% ; 并且韩国的三星和LG是OLED技术领域的两大巨头,具有强大的研发实力。中国近几年在OLED技术领域研发比较活跃,在2009 年之后专利申请量急剧增多,并在2012 年之后专利年申请量超过美国、日本和台湾。

( 2) 目前,美国和韩国已在OLED的技术领域拥有大量的专利,特别是韩国,已在OLED技术领域的固体器件及相关制作工艺、场致发光光源、发光材料、显示器件控制电路等领域进行了大量的专利布局,表现出较强的研发实力。中国的OLED技术专利主要集中在有机发光材料、电致发光光源、固体器件控制电路等技术领域,但与美国、韩国和日本相比,在专利布局上和研发实力上还有一定的差距。美国、韩国和日本已在我国进行了大量的OLED技术专利布局,其中韩国和美国的专利布局最多,布局的技术领域都是OLED的核心技术领域,并且一些技术领域也是中国OLED技术空白区。

3 结论

研发是战略性新兴产业形成与可持续发展的重要支撑和保障。客观呈现和全面认识战略性新兴产业技术领域的全球研发态势有助于我国在培育和发展战略性新兴产业过程中的研发决策。为全面了解和认识战略性新兴产业技术领域的全球研发态势,进一步厘清我国在战略性新兴产业技术领域中的研发现状和所处地位,本文构建基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型,并以OLED产业为例验证了该模型的客观性、可行性和有效性。案例结果表明: 我国在OLED产业技术领域研发比较活跃,且在基础研究方面,已经具有较强的研究实力; 但在专利开发方面与国外发达国家相比还有一定的差距,美国、韩国和日本等发达国家已经在我国进行了长时间的OLED技术专利布局,成为我国OLED技术专利的重要持有者,并且一些专利是集中在我国OLED技术的空白领域,这将对我国在OLED产业技术领域的自主创新产生严重干扰。而这些研究结果可以为政府的OLED产业研发决策部门和企业的研发部门在制定研发决策时提供参考。

由于本文只是探索性的将文献计量和专利分析方法引入到战略性新兴产业研发态势的分析中,基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型还有需进一步的深入改进,比如可以将文本挖掘方法以及大数据相关分析方法引入模型中,同时加入产业技术领域内企业的研发、市场数据等异质数据源来增强模型分析的深度和广度,提高对战略性新兴产业研发竞争态势分析的有效性和科学性。这也是作者今后进一步需要研究的方向和内容。

摘要:为探寻战略性新兴产业全球研发竞争态势以及我国在战略性新兴产业研发领域面临的机会与挑战,提出基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型,并以OLED产业为例,验证了该模型的客观性、可行性和有效性。案例结果表明,我国在OLED产业技术领域研发比较活跃,且在基础研究方面,已经具有较强的研究实力;但在专利开发方面与国外发达国家相比还有一定的差距,国外一些企业和个人已经在我国进行了长时间的OLED技术专利布局,成为我国OLED技术专利的重要持有者,并且一些专利是集中在我国OLED技术的空白领域,这将对我国在OLED产业技术领域的自主创新产生严重干扰。

OLED专利申请分析 篇4

上海市科委基金项目 (03DZ11015) :有机电致发光材料和显示器的研制

自1987年Tang等首次制成低压直流驱动的有机电致发光显示器 (OLED) [1]以来,其性能得到长足进步。现在OLED已从实验室走进了生产厂房,各种单色、全彩的器件应用于手机、MP3等便携式数码产品上,其批量制造工艺日臻完善。而目前实现全彩OLED的显示技术主要有:RGB三色排列;白光+彩色滤色膜 (CF) ;蓝光+色变换层 (CCF) [2]。而作为基于液晶全彩化的方式,白光+彩色滤色膜CF技术已经投入了大量的研究开发,并实现了部分商品化。

OLED全彩化技术

实现OLED彩色化的主要方法有三种 (如图1所示) :RGB三色排列发光法、白光OLED[3]+CF法、蓝光+色变换层 (CCF) 法[4]。

目前OLED量产化中采用较多的是RGB三色排列发光技术,但对设备要求较高,对位精度的误差要求也十分严格,制造成本较高。此外由于三种RGB发光材料的不同,发光材料的衰减周期不同,导致了RGB三基色寿命长短不一、三基色色彩饱和度间的差异和解像度高低的不同。

白光+CF法制造工艺相对简单, 白光OLED技术和现已在液晶应用上已非常成熟的CF[5]技术结合起来, 被认为是较容易和较经济的OLED彩色化方法。由于采用单一白色光源, 因此理论上RGB三原色的亮度寿命相同, 没有色彩失真的现象。制程上则不需要考虑屏蔽对位的问题, 并增加了画面精细度, 回避了OLED的三色排列发光法生产过程中的种种困难, 把难题转移到已经相对成熟的CF上, 简化了生产制程, 从而使投资减小, 使经济和性能良好的彩色OLED的实现成为可能。

蓝光+色变换层法是以制备蓝光为发光主体,而后再加色变换层阵列使部分光转换成红色和绿色,从而获得全彩色。该方法制程在材料的选择上也较容易。但该方法的缺点是需要发光效率和色彩度都好的蓝光,目前还未进入到生产化阶段。

O L E D器件除了I T O阳极,包括有机材料等和金属阴极仅有200~300nm左右厚度,其间沉积了注入层、传输层和发光层等小分子有机膜,这些有机膜和金属膜都是在ITO表面上通过真空蒸发方式依次沉积的[7] (图2) 。

而作为白光+CF的方式, 其基板要把RGB像素阵列、OC层、ITO膜、金属辅助电极膜依次旋涂和磁控溅射沉积到玻璃基板上, 这比玻璃基板上直接沉积ITO膜和金属辅助电极膜难度大很多, 降低表面粗糙度上更是困难。一般应用于液晶的CF的基本规格如下, BM层为1.6±0.3µm, RGB层为2.3±0.3µm, OC层为2±0.3µm, 可以看到对于其厚度已经有了近300nm的均匀性的误差, 由于一般液晶层厚只有10µm左右, 基片不平整对于液晶层厚度的不均匀来说, 对整个液晶显示器的质量没有太大的直接影响;而对于OLED器件, 其薄膜也只有约200nm左右的厚度, 即使最后的溅射ITO可以对其表面进行一定程度的修饰, 并进行抛光处理, 整个CF表面仍有一定程度不均匀性, 很难满足OLED苛刻的表面平整度的要求。

另一方面,OLED器件对潮气特别敏感,防潮问题对寿命影响非常明显。如果有水气聚集在电极附近,那么电流驱动的OLED器件中的有机层和金属电极都将会发生电化学反应而产生剧烈变化,结果是器件迅速老化,因此OLED防潮问题比LCD严重得多。对于CF来说,其RGB BM层使用的就是有机物的结构,就必须要采取相应的措施方法来阻隔来自ITO层下面的有机层上所脱出的水气。这对应用于OLED的CF制造技术又是一个新的课题。

实验结果与讨论

将RGB三色排列的矩阵基板和CF基板按照同样生产流程进行清洗、光刻、刻蚀等光刻工艺,达到生产标准进入镀膜工艺,对两种类型的基板按照其相应生产工艺分别制作实现彩色化RGB三色排列的器件和白光器件,进行老化过程后再进行光电参数特性的比较。各器件镀膜工艺如下,材料均为作为生产使用所购置的商品化量产材料。

RGB三色排列结构:HIL/NPB (25nm) /Red/Green/Blue/Alq3 (30nm) /LiF (1nm) /Al (150nm) 。

白光+C F结构:H I L/N P B (25nm) /Blue/Orange/Alq3 (30nm) /LiF (1nm) /Al (150nm) 。

光刻工艺为标准生产设备:清洗, 涂胶, 曝光, 显影, 刻蚀, 脱膜等工艺流程。并分别进行UV Ozone紫外臭氧处理;真空条件下RF plasma O2处理。有机材料蒸发速率为0.1~0.5nm/s不等, 阴极蒸发速率为0.5nm/s;成膜真空度大约为8×10-5Pa。

将上述不同方式制作完成的OLED显示器件进行光电性能参数的测试;同时对两者的ITO基板和CF基板表面进行表面平整度的测试。然而在进行测试过程当中,发现在工作中的所有的白光+CF器件样品表面都不同程度地出现了黑点,而且随着点亮和存储时间的增加,器件表面出现的黑点越来越多,也越来越大;从最初的小黑点缺陷到后来的黑洞直至占到整个发光像素一半以上的面积 (图3) 。

对于出现这样的缺陷或瑕疵 (defect) ,针对OLED的器件还没有明确的标准来限定,而对于一般的显示器件来说,例如液晶显示器件,瑕疵的定义:“在工作或非工作的状态下,有效屏幕上的缺陷即为屏幕瑕疵。”其中对瑕疵的大小长短等等都有明确的界定。当瑕疵达到一定程度,就可以认定其为不合格的产品,不能上市使用。因此在这里沿用LCD的检验标准,那么白光+CF的OLED器件是属于不合格的产品。

而RGB三色排列的OLED器件经过点亮测试以及存储的过程中,并没有出现上述严重的黑点瑕疵。两者基本的材料、制作工艺和制造设备都一样,不同之处也只有两处。

·两者的发光层的结构有所区别:一个是RGB并列蒸镀, 一个B+O叠加蒸镀。然而使用的这些有机材料都是经过测试合格的同一家供应商提供, 且通过了各自的寿命稳定性测试, 并没有发现类似的黑点瑕疵情况。可以基本排出该原因。

·两者使用的基板有所区别:一个是镀有金属电极和ITO薄膜基板,一个是CF镀上ITO薄膜的基板。

在随后对这两种不同基板进行表面粗糙度的AFM测试中,发现了引起黑点瑕疵的主要原因 (图4,图5) 。

在AFM-SPA-400的测试下, 可以观察到, 在同样的4µm×4µm的区域内, CF基板表面的粗糙度是ITO基板表面粗糙度的5倍;而在2µm×2µm的区域内, 可以更明显的观察到CF基板表面凹凸不平的起伏, 其尖峰甚至可以达到40~50nm。所有发光的有机薄膜层都蒸镀在ITO上, 由于其较差的传导率, 一般有机薄膜层的厚度大约为100nm。在基板表面遍布着有机薄膜厚度一半的尖峰 (Spike) , 其表面的形态会直接影响到有机层的表面结构。那么会导致OLED器件的阳极ITO和阴极Al之间很容易出现不稳定的界面, 这样的有机材料和电极之间界面或者有机层和有机层之间界面会降低器件结构的稳定, 也是形成坏点和性能低下的一个因素。

对这两块基板的光电参数的测试也同样验证了所存在的尖峰对于OLED器件的性能有着很大的影响。器件完成后的I-V测试,用来测试基于基板是不同材质的CF和ITO基板上的器件,而且其结构也不同,他们的I-L没有办法作比较。但CF基板有着比ITO的基板更高的电流级别。我们认为这是由于CF基板中类似尖峰的表面有比一般平整的ITO上制作的样品更多注入空穴的效果。

而尖峰较多的表面会比一般平整的ITO上制作的器件更容易集中注入空穴,所以表面形态和OLED器件的漏电流有着直接的联系。因为ITO表面的粗糙引尖峰会成为漏电流的途径。存在的异物等突起,会使这些部位电流密度增高,漏电流加大,功耗增加,严重时造成局部短路,产生黑点,结果是显示器的发光效率降低、寿命缩短,甚至因出现严重黑点而报废。

对于ITO的规格比较统一标准是10µm×10µm正方形面积内的AFM测得的平均粗糙度Ra≤1~3nm、Rp-v≤10~30nm。这样的要求高于普通STN的ITO基板, LCD用CF的ITO表面没有提过如此严格的要求, 因为其前后电极距离有6000nm之多, 几十nm的Spike (突起) 与之相比可以忽略。OLED器件会由于ITO基板表面的粗糙引起的器件像素区域出现黑点, 漏电流过大, 寿命较短等一系列的问题。

结论

对于将CF应用于OLED全彩化显示的技术,目前还有很多课题需要解决。如何解决CF表面的粗糙度,以及阻隔ITO层下面的有机层上水气方面,目前业内还没有满意的解决方案。以上这些ITO薄膜的粗糙不平属于纳米级别的不平问题,灰尘和针孔等缺陷引起的凸凹不平将引起更严重的问题,属于微米级别的不平问题,所以必须严格控制各种灰尘和针眼等缺陷。因此,对于OLED的材料开发也提出了新的课题,同时也需要对OLED的器件结构的改进。

参考文献

[1]Tang C W.Van Slyke[J].Appl.Phys.Lett., 1987, 51, 913-915

[2]李文连.有机EL产业发展的最新动态[J].液晶与显示, 2001, 16 (3) :77

[3]Kido J, Kimura M, Nagai K.Multilayer White-Light-Emitting Organic Electroluminescent Device[J].Science, 1995 (267) :1332-1334

[4]应根裕, 胡文波, 邱勇.平板显示技术[M].北京:人民邮电出版社, 2002:357-359

[5]Nirai Y.Color filter for TFTLCDS[J].Nippon Insatsu Gakkaishi, 1996, 33 (3) :150-154

[6]Sabnis R W.Colour filter technology for liquid crystal displays[J].Displays, 1999, 20:119-129

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