引言:在量子点领域的科研技术,全球各国极为重视。在我国的战略发展中,关于量子点显示的内容已然规划在内。虽然对比美国、韩国等,我国科研开始时间较晚,但成长速度不容忽视。
一、量子点光电器件
量子点:将激子在三维空间中,固定半导体的纳米结构,其外观通常呈现类似于球体的状态,规格在1-20纳米之间,其中涵盖数十到万以上的原子[1]。而其的光电器件是最近几十年成长起来的,国际上美国在该领域的研究比较先进,我国及日韩等国家也不甘落后。如今,在原本专利手段上,开发出新技术,形成新的工艺格局。量子点的光电器件,无疑是人类社会中起到颠覆性作用的工艺,会对信息领域,带来新时代的技术革命。对于我国来说,有助于打破他国在专利及科技上的壁垒,走上行业制高点。
二、量子点光电器件专利布局情况分析
(一)专利总体情况
截止至2019年的六月份,世界上关于此类光电器件的专利成果,拥有超过850个申请项,以及接近300个授权项。单就专利的布局地来看,美国拥有二百余个专利申请项目,我国仅与美国相差一个申请项,韩国拥有一百余项,日本不足60个。通过分析此类专利的国际布局来看,申请国家及地区多年来在此方面的研究,从1993年首个专利项目,由美国提出,至今稳居在世界研究前列,上世纪的相关专利并不多。直到2004年,我国及韩国开始涉猎此领域研发,而且不断出现新的研究成果,在我国持续扩大对科研的资本投入中,促使我国逐渐发展成国际上举足轻重的专利申请国。2004-2006年,短短数年,我国已经手握五个专利申请项,之后的几年,我国的专利申请频率维持在年均五项以上。在2010年之后,国内该领域呈现出猛烈的发展局势,多家相关生产公司出现。而且在2016全年,我国申请项数量超过50个,一举成为国际单年申请数目最多的国家。现如今,国家综合实力有所提升,逐步发展成世界此领域的生产点,从某角度来说,确实推动我国此产业的成长。
和美国比较,我国科技研发时间较短,2010年以前,我国研发成长速度远不及美国。而韩国坐拥世界级的公司,使其融入此领域的时间相对偏早。中国在刚加入该类光电器件领域时,成长速度偏慢,而在国家政策的推动与财政投入中,使得国内市场研发热情高涨,相应基础成长获得坚实的推动力,由此能看出我国拥有科研潜力。以企业的角度来看,三星电子在专利研发中,国际上布局比例相对偏高,而TCL等企业,近些年,在该领域也有专利推出,但只停留在国内层面,未能渗透到全球。造成此种专利局势的原因,可能是国内市场主体与科研机构没有将知识产权提升至战略层面,或者对他国关于知识产权规定,尚不了解。为增强科技发展优势,应当扩展全球专利布局。
(二)科技发展历程
在上世纪,关于量子点的专利科技,更多集中在合成技术和提升性能,前者有热注入、室温合成与阳离子交换等,共有接近250项专利申请项,授权比例在36.18%左右。专项内容包括钝化、核壳等,在数年的科研发展中,合成技术不断完善,在本世纪的前十年间,关于光伏器件、光电转化方面的研究愈发成熟,大量科研人员开始从材料、结构入手,研究量子点的太阳电池,相关申请项多达123个,授权比例约为24.39%。从2010年至今,量子点的研究逐渐转移阵地,出现在发光显示及光纤波导等。例如,发光二极管,其光谱具备可调节性,而且输出色调饱满,发光速度快,可以较为真实显示物体原本的状态,是当前显示科技研究的重要方向之一。但QLED还有缺陷,发光效率尚未达到最佳状态,造成此问题的根因,应当是载流子复合的效率不高。为克服此问题,彭笑刚研究团队,尝试往发光层和传输层之间,添加阻挡层,以控制电子传输,研究出发光波长达到640nm,且半峰宽有28nm,显示图像饱和度较佳的发光器件,其量子效率上升至20.5%。而三星电子研发的此类期间,CuInS²是运用量子点,其吸收波长在500-800纳米之间,属于低毒物质,而且量子生产率能达到80%,半峰宽拥有90-120纳米,显然后者性能更佳。
(二)国内他国专利布局
我国由于人口基数大,使得消费市场规模始终在世界前列,吸引他国企业及科研机构,进入我国开展专利布局。根据总体统计情况而言,他国专利申请数量明显提高是从2014年开始,单年最多申请项有13个,并且国内布局相对偏多的为三星电子。为保证我国企业在国内市场的地位,相关科研机构需重视他国同类型的科研机构,分析其科研与市场推广趋势[2]。
(三)国内申请者的情况
三星电子为我国领土上,专利布局较多的他国机构,而我国的TCL位于国内研发主体中,申请量最大的机构。对比二者在国内的专利布局情况来看,关于显示器件专利,三星电子从2015年起,便已经在我国布局,而存储器早在2006年出现。TCL为响应国家在消费品上的发展战略,从2015年起,两年间重点研发合成、提纯和稳定性等方面,并在2016年,在发光和显示器件中添加量子点技术。
(四)专利发明者的情况
国内外关于量子点的研究,Sarg ent教授与国内彭笑刚教授,属于杰出人物。对比二者的科研情况,Sarg ent教授个人申请数量较多,接近30项,区位布局包括美国、中日韩等。并且早在2004年,其已经手握此领域的光探测与成像传感装置的技术专利。在2006年,为能将专利技术投入市场,成立技术企业,重点生产有关是的探测与传感器件,可优化成像品质。Sarg ent教授成立的公司,拥有的专利数量,只排在三星电子之后。彭笑刚教授专利布局的时间相对更早,从2000年起,并在2009年,成立科技公司,主攻关于量子点的科研项目。
结束语:基于上文分析,国内外在量子点上的科研成绩还有一定差距。为推动我国在该领域的稳定成长,应当增加研发资本投入,以免他国机构在国内市场形成垄断局势。同时,我国机构需注重整体布局,严密保护知识产权,打造专利合围的战略局势。
参考文献:
[1]陆海东.阱中量子点光电器件特性及其信号读出研究[D].华东师范大学,2019.
[2]李尧.金属(锡、铜)硫化物量子点的制备及光电性能研究[D]..云南大学,2019.