量子点彩色滤光片专利布局分析

量子点具有分立的能级结构，在受到外加激励时能够发射荧光，其发光峰非常窄，因此能够发射色纯度很高的单色光，而且通过改变量子点的尺寸和组分还可以精确调控其发光颜色。因此，量子点被广泛应用于显示领域，量子点显示器件的色彩饱和度甚至高于OLED。彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键构件，但是传统的彩色滤光片是吸收型滤光片，光源利用率较低，同时滤光半波宽较宽，从而导致色彩饱和度不高。因此，随着量子点在显示领域的广泛应用，量子点彩色滤光片应运而生，并迅速成为该领域发展热点和专利布局重点。

笔者以中国专利文摘数据库（CNABS）、德温特世界专利索引数据库（DWPI）为信息源，检索得到涉及该技术的446件全球专利申请（公开日截止到2018年3月31日），并据此对相关专利申请概况进行分析，以期为相关申请人提供参考。

专利申请增长迅猛

笔者通过分析上述446件专利申请发现，该技术最早在1998年提出，但是由于相关技术并没有实现产业化应用，因此前期的专利申请数量一直很少。而2013年全球各大厂商开始将量子点应用在显示器中并推出相关产品，与之对应的是从2012年开始该技术的专利数量迅速增长，进入了快速发展阶段。

从专利申请分布地区来看，全球各主要国家和地区的申请人均对该技术进行了研发和专利布局。其中，来自中国的申请占据一半以上，其次是韩国、美国和日本，因此，专利申请的地域分布与显示产业分布是相一致的。众所周知，韩国和日本是显示行业发展最早的国家，后来随着中国企业的兴起，中国的专利申请量实现了反超。

专利布局呈现多元

各国申请人的技术输出方式各异，其中，中国申请人除了在国内申请之外，还主要在韩国和美国进行专利布局；而韩国的申请重点是通过《专利合作条约》（PCT途径），且韩国和美国申请人在各个主要国家和地区的布局都相对均衡。

该技术专利申请量排名前三位的申请人分别是京东方、华星光电、三星，这三家企业在显示领域都有很高的知名度，并且三者的专利申请基本上占据了全球申请量的绝大部分。但是这三位申请人的布局策略并不相同：三星最早开始申请相关专利，虽然其总申请量较少，但是更偏向于在各个技术分支中的均匀布局，而且更侧重于材料方面的布局；京东方虽然起步较晚，但是其在之后几年均保持相对稳定，侧重于对空间位置和结构等方面的布局；而华星光电起步最晚，可是增长十分迅速，侧重于制备方法方面。

而在技术改进方面，涉及量子点层单独作滤光片的基础专利申请量最多，占总申请量的55%。笔者分析，这主要是因为量子点滤色片直到2012年之后才得以迅速发展，仍属于新兴的研究热点。但是除此之外，申请人还从各个不同的角度对该技术进行改进，例如量子点结合色阻作滤光片、量子棒层替代滤光片和偏光片、量子点及其形成方法、添加其他光学微粒、量子点层基材及其他添加剂等。

技术改进竞争激烈

通过对上述446件全球专利申请进行梳理，笔者发现，量子点彩色滤光片主要有以下两个技术改进方向。

第一种是对空间位置和结构的改进。加州大学在1998年提交了公开号为US6864626B1的专利申请，是该领域最早的基础专利，主要构思是在各个像素单元中设置特定尺寸的纳米晶体，以产生所期望颜色的光；2005年三星提交了公开号为US2007007881A1的专利申请，三色滤光层为分别含有三色磷光体和量子点的光发射层，进一步提高了显示装置的色彩饱和度和显示质量；2007年友达光电提交了公开号为US2009039448A1的专利申请，在阵列基板的栅绝缘层中对应各个子像素分别设置相应颜色的量子点，从而使得栅绝缘层同时兼具了彩色滤光层的作用，避免了对位偏差；2013年三星提交了公开号为US2014268633A1的专利申请，使用蓝光背光源时在蓝色子像素中仅设置透明材料以节约量子点材料；但是，当选择蓝光作为背光激发各单色量子点层时，蓝色背光只是部分被吸收，因此会造成混色。为了解决该问题，主要有以下三种方式：2013年京东方提交的一件名为“液晶显示屏、显示装置及单色量子点层的制备方法” （公开号：CN103293745A）的专利申请，在量子点彩色滤光片的出光侧设置蓝光吸收层，防止透射蓝色背光；2014年京东方还提交了一件名为“彩色滤光片及显示装置”（公开号：CN203658706U）的专利申请，在红、绿子像素中添加黄光量子点以补偿透射的蓝色背光；2014年华星光电提交了一件名为“高色域液晶显示模组结构”（公开号：CN104090408A）的专利申请，在量子点彩色滤光片的红、绿子像素的出光侧分别增设红、绿色阻单元以滤除蓝色背光。

第二种是对制造方法的改进。首先是量子点层本身的制作，2015年三星提交了公开号为CN105824195A的专利申请，通过调节树脂组合物中各组分的含量，得到颜色转换效率优异的滤色片；HCF在2008年提交了公开号为WO2010056240A1的专利申请，通过在特定的基材中加入各种交联剂，提高量子点层薄膜的稳定性。其次是量子点彩色滤光片的制作方法，主要包括三种：京东方的光刻法（公开号：CN103226259A）、华星光电的荧光猝灭法（公开号：CN105242449A）、华星光电的喷墨打印法（公开号：CN105278150A）和华星光电的电化学沉积法（公开号：CN105259683A）。

综上，笔者认为，量子点彩色滤光片的市场正处于孕育和爆发期，其发展前景十分广阔，竞争也异常激烈。因此，随着量子点技术的不断进步和突破，量子点滤光片的申请量很可能会持续增长，并且越来越接近实用化和产业化。在不久的将来，量子点显示技术将改变人们的生活。