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中国专利状况

自20世纪90年代初碳纳米管（CNT）出现后，很快就被用到场发射的研究中来。大面积、均匀CNT阴极制作技术已有较大突破，三星公司于2000年6月推出了15英寸的CNT FED全彩色显示器件。作为一种新型的发射体材料，碳纳米管具有许多独特优点，其场致电子发射性能好、工作电压低、发射电流大、发射特性稳定、使用寿命长、原材料来源广泛、易于大批量生产。因此，CNT阴极被认为是最有希望的理想场发射体，成为国内外场发射阴极研究的热点。本文从中国公开专利角度研究国内碳纳米管场发射显示领域专利状况。

笔者以下列两个检索式“S1=(CNT+ＣＮＴ+纳米管场+纳米碳管+碳纳米管+碳微管)*发射*(显示+器件+平板+电视)”、“S2=(FED+ＦＥＤ)*(CNT+ＣＮＴ+纳米管场+纳米碳管+碳纳米管+碳微管)”，在中国专利数据库中进行检索、合并后（时间：2006年7月），发现碳纳米管显示技术相关专利92篇，其中大陆申请人公开的62项，台湾地区申请人公开的5项，国外申请人公开的25项。结果分析如下：

1、专利申请量分析

图1 碳纳米管场发射显示技术中国专利申请量以及（第一）申请人数量

总体来看，碳纳米管显示技术研究在我国起步不久，专利申请数量较少。从专利申请的发展趋势来看，从1999年开始在中国专利局提出了该领域的第1件专利申请，碳纳米管显示技术在我国的发展稳中有升，尤其在2003年以后表现明显。根据专利申请与公开的一般规律预测，2006年的专利申请量仍会有较大幅度的增长。这一趋势表明，随着纳米技术的发展，碳纳米晶体管的产生，解决了场致发射显示较多的关键技术问题，因此，碳纳米管显示这一新型技术的专利申请也出现大幅增长的趋势。

2、专利申请人分析

图2 各年度主要申请人构成图

国内最早开展该领域研究的是北京大学，1999年率先申请了“碳纳米管的组装技术及电子器件”发明专利。自2002年以后，尽管专利申请量不断增加，但该领域申请人数量维持在10个左右，说明专利技术愈发掌控在部分公司手中。另外，申请人数量的稳定并不代表申请人构成相同，由图2可见，2000年以来，北京大学并没有加大在该领域的研究强度，而国内的中原工学院、西安交通大学，国外的三星近3年的专利数量快速增长，尤其是中原工学院，逐渐成为国内该领域的主要研究力量。

3、不同类型专利申请发展趋势分析

图3 各年度申请类别构成图

在我国申请的碳纳米管显示技术的专利共计92件，其中以发明专利为主，共81件，占全部专利申请的88%，实用新型8件，PCT只有3件，但通过PCT程序申请的专利全部为发明专利。从技术的角度看，表明目前碳纳米管显示技术仍然是一个具有较高技术水平的领域，专利申请的技术含量较高。

从发明专利的年代分布趋势来看，碳纳米管显示技术在近几年取得了较大的进展，但实用新型专利数量少、增长慢，表明该技术仍然处于技术与产业的成长期，在产业化和市场应用方面尚未实现较大突破。从PCT申请来看，PCT数量极少，有可能是我国碳纳米管显示市场尚未受到国外厂商的真正关注，但也不排斥因为PCT流程的周期而导致部分国外申请人的专利尚未在中国公开。不管上述哪种情况，国内只要加强企业与科研机构及高校的合作，找准技术研发的突破点，很有可能抓住碳纳米管显示技术及产业发展的契机，抢占国内专利版图。

4、专利申请技术分布情况分析

图4 IPC小类专利申请量比例图

图4显示目前在我国申请的碳纳米管显示技术的专利分布在10个IPC小类中，但主要的专利申请集中分布在H01J（场致发射显示放电管），其余涉及C01B（非金属元素）、G02F（场致发射显示面板结构设计、生产工艺及设备）、G09G（场致发射显示驱动技术）、H01L（场致发射显示半导体器件）、H05B（场致发射电热）等技术，分析显示我国在碳纳米管显示领域的研发主要还集中在基础技术领域。

自20世纪90年代初碳纳米管（CNT）出现后，很快就被用到场发射的研究中来，解决了FED较多的关键技术问题，成为推动FED领域申请量快速增长的原因。大面积、均匀CNT阴极制作技术已有较大突破，三星公司于2000年6月推出了15英寸的CNTFED全彩色显示器件。作为一种新型的发射体材料，碳纳米管具有许多独特优点，其场致电子发射性能好、工作电压低、发射电流大、发射特性稳定、使用寿命长、原材料来源广泛、易于大批量生产。因此，CNT阴极被认为是最有希望的理想场发射体，成为国内外场发射阴极研究的热点。本节从公开专利角度研究国际碳纳米管场发射显示领域专利状况（数据来源于Derwent专利和中国专利，截至2006.7）。

1、申请量分析

图1 CNT FED专利年度分布

1993年出现了碳纳米管场发射显示领域的第一项专利申请，为日本专利，但在1999年以前，碳纳米管场发射显示技术基本没有大的发展。1999年开始，国际专利申请出现了快速增长的趋势，同年，中国专利局收到来自北京大学的该领域第一项中国专利申请。至此开始，国内外碳纳米管场发射显示技术不断发展，专利申请量也平稳增长。国际专利在2004年以202项达到申请量高峰，国内专利则在2005年以29项达到高峰，碳纳米管场发射显示器件的优势正在被国内外研究机构逐渐挖掘和认可。

2、关键技术分析

图2 CNT FED领域关键技术

上图展示了碳纳米管场发射显示领域最为关注的10个技术领域。H01J代表的电子管或放射灯，以及C01B代表的非金属元素及其化合物是国内外专利共同关注的关键技术点，可见，对碳纳米管场发射显示器件的研究主要还在基础零部件和材料方面，尚未达到产业应用的成熟期。另外，中国专利在上述10个国际前沿技术领域中，仅涉及到4项，而且只在H01J和C01B领域超过10项申请，显然，涉及技术领域不够全面且停留在基础研究阶段，中国碳纳米管场发射显示产业化的进程任重道远。

3、专利地域分布

图3 CNT FED专利地域分布

从上图左展示的国际专利分布情况来看，日本碳纳米管场发射显示专利以45%的绝对优势居胜，与其在整个FED领域的专利情况保持相同势头，但所占份额有所下降；韩国位居第二，所占比重达24%，比其在整个FED领域的排名提升1位，可见，韩国对FED的研究主要集中在碳纳米管场发射显示领域，是其强势所在；美国排名第三，所占比重16%，较整个FED领域排名下滑1位；排名第四、五的分别是中国大陆和中国台湾。

上图右展示了中国专利分布情况，可见，中国乃是本土申请的主要力量。领域排名第一的日本并未就该技术在中国要求过多保护，而是同为亚裔邻邦的韩国更为关注中国市场。

4、优势竞争者

Derwent专利			中国专利
序号	申请人	专利数	序号	申请人	专利数
1	SAMSUNG SDI CO LTD	105	1	中原工学院	26
2	MITSUBISHI ELECTRIC CORP	32	2	三星SDI株式会社	14
3	SONY CORP	31	3	西安交大	6
4	LEE C	27	4	清华大学	5
5	IND TECHNOLOGY RES INST	25
6	ISE ELECTRONICS CORP	22
7	HITACHI LTD	21
8	LG ELECTRONICS INC	21
9	CANON KK	20
10	NORITAKE CO LTD	19

从碳纳米管场发射显示专利拥有量排序来看，日本企业申请专利最多，占据六席，但不够重视在中国的专利申请；三星SDI以105项的绝对优势当仁不让排名申请量首位，堪称行业龙头，同时在中国也申请了多项专利保护；在国内，提出该领域第一项专利申请的北京大学之后并没有加大研究强度，而中原工学院近3年的专利申请量快速增长，逐渐成为国内该领域的主要研究力量。