基于专利信息的OLED技术创新网络演化研究

　　摘要[目的/意义]作为下一代显示器材料的OLED(有机发光二极管)发展迅猛,从社会网络角度对其专利信息进行分析能清晰地掌握其全球技术分布态势。[方法/过程]常规静态网络分析呈现问题较为单一,而技术创新具有复杂性,利用动态网络分析方法,分时段建立多个层面的模型,可观察网络指标的演化情况。以OLED技术领域的相关专利信息为数据源,建立多重属性节点的技术创新网络,并分时间段对网络进行演化测度分析。[结果/结论]研究发现,网络中的多个指标存在演化趋势,展示出OLED技术领域发展趋势以及当前创新热点。专利权人之间的合作强度有下降趋势,OLED技术所涉及的领域越来越广泛,专利权人涉及国家的数量逐渐减少。

　　关键词OLED专利信息技术创新网络演化专利权人

　　2019年是折叠屏手机集中爆发的一年,华为、三星、苹果等国内外手机大厂纷纷曝光了自己的折叠屏手机,这也显示出有机发光二极管显示器(下文简称OLED)在未来很可能完全取代液晶显示器(以下简称LCD)。OLED有多种优点:自发光,广视角,耗能低,可弯曲等,世界上各大显示器制造商都在加紧产业布局。在2016年以前,全球柔性OLED面板产能几乎全部集中在韩国三星,其市场份额超过90%,近两年来,中国面板企业大规模投资柔性OLED生产线,已建或在建的生产线达到12条[1]。在市场的巨大需求下,OLED产业前景广阔,以技术创新网络演化角度把握产业发展现状与趋势变得尤为重要。作为技术载体的专利是科学发现的重要组成部分,专利文献包含了世界科技信息的90%以上[2]。

　　学者们对OLED技术专利进行了细致研究,内容主要包括专利数量、专利权人、IPC以及国家分布四个方面。段柯瑜等人通过检索VEN专利数据库发现美国研究OLED最早,研究水平处于世界领先水平,但专利数量优势却被韩国超越,所涉及内容主要集中在电致发光材料、电致发光电源,电发光面板等领域[3]。我国大陆专利数量增长较快,但近一半为实用新型。OLED领域的专利权人主要集中在东亚和欧美地区,OLED的早期研究主要在欧洲,因此欧洲有很多OLED核心专利持有人,而技术产业化主要集中在东亚地区。赵学武等人通过分析来自SIPO、USPTO、EPO三个专利数据库的OLED专利数据发现,主要的OLED专利申请人都是平板显示器大厂或者是平板技术许可公司,专利持有量靠前的公司中日本和韩国的企业较多[4]。

　　不同企业所涉及的主要技术领域不尽相同,罗家秀对比四家公司(索尼、三星、徕宝、维信诺)在美国专利布局情况发现,索尼主要集中在控制装置和电路,三星和维信诺主要集中在电极等零部件,徕宝主要集中在固态器件上[5]。目前关于OLED专利的研究大多集中于数据的静态分析上,少有学者以网络演化这一动态视角去度量OLED专利的变化情况。技术创新网络演化宏观上表现为网络的结构伴随着外部环境和内部环境的变化而不断调整,微观上表现为网络组织内部各个网络节点间的连接关系的演化,是每个局部网络连接关系的演化导致了整个网络组织的结构变化[6]。

　　Koka将技术创新网络演化的过程分为四个主要阶段:网络扩张、网络动荡、网络加强和网络收缩,划分依据是外部环境不确定性的变化和外部环境资源丰富度的变化[7]。基于技术创新网络演化的丰富内涵,学者们在多个领域利用专利数据进行实证研究。黄永宝利用手机专利数据,通过社会网络分析方法建立技术创新网络演化描述模型,分析了我国手机产业技术创新网络的演化路径[8]。李登杰等人以中药制剂领域专利为例构建具有多重属性节点的技术创新网络,通过实证研究发现技术创新网络的重要节点和连接随时间不断更迭[9]。

　　刘彤等人以北京地区纳米技术领域专利为例构建具有多重属性节点的专利网络,利用动态网络分析方法对专利合作网络的演化和动态特征进行了分析[10]。OLED是显示产业的关键性材料,学者们在此领域进行了详尽的专利研究,但少有学者从动态演化的角度定量观察。专利是技术创新的载体,以OLED显示技术专利信息为基础构建专利权人共现网络、专利权人-IPC网络和专利权人-国家网络,在技术创新网络演化分析中引入社会网络分析方法,从网络属性角度计量相关节点,并深入探讨其含义。以此获得专利权人合作趋势,涉及领域演变以及国家分布扩散等信息,这为我国政府和企业在制定相应战略和政策提供了相关参考。

　　1基于专利信息的演化模型构建

　　1.1数据来源

　　OLED专利数据来源于德温特专利数据库。关于搜索策略的选取,首先从文献中提取关键词,然后通过向领域内的专家征求意见,对关键词进行修正,确定检索式,并通过检索结果对检索式不断优化调整,确定最终检索式进行检索。数据库中最早的OLED专利显示于1994年,因此确定搜索年份为1994-2018年。截至本文最终检索日,检索到25356条专利信息,通过去重除杂后确定最终数据量为24855。将专利数据导入Bibexcel软件中可获得共现矩阵,进一步将矩阵导入Ucinet及其内置程序Netdraw可获得相应指标以及网络图。

　　1.2OLED技术创新阶段划分

　　1987年,华裔教授邓青云和StevenVanSlyke采用超薄膜技术制成了双层有机电致发光器件,经过十年的实验室研究,该项技术才逐渐成形。以OLED专利数据在1994-2018年的分布情况作为聚类样本,使用SPSS中的聚类分析方法对技术发展阶段进行划分,图1中的竖状虚线作为分类的分割线,将1994-2018年分为三个阶段,第1阶段为1994-2006,第2阶段为2007-2011,第3阶段为2012-2018,分别对应技术生命周期中的萌芽期、成熟期、应用期。其中2007年和2018年作为异常值,分别归入第2阶段和第1阶段。

　　1.3测度指标构建

　　动态网络分析需要分析不同类型的节点,节点类包括主体(agent)、情景(event)、知识(knowledge)、位置(location)、组织(organiza鄄tion)、资源(resource)、任务(task)等。本文以专利权人作为主体(agent),IPC作为知识(knowledge),专利申请国作为地点(location),构建多重关系网络a鄄gent*agent网络(以下简称AA网络)、agent*knowledge网络(以下简称AK网络)、agent*location网络(以下简称AL网络)。

　　2技术创新网络整体演化分析

　　2.1技术创新主体合作网络整体演化分析

　　将AA矩阵按照三个不同的时间段转化为专利权人合作关系网络(已去除孤立节点)。专利权人网络存在明显的演化趋势,节点数量在增加的同时,出现了越来越多起桥接作用的节点,专利权人从多个小团体逐步向大网络演变。从表中具体演化数据看,节点个数急剧增加,OLED显示领域的专利权人越来越多。而连接数却在逐渐减少,说明专利权人之间的合作在弱化。网络中的社团数也在逐渐减少,表明OLED的研发小团队在减少。

　　而合作频次以及网络密度则呈现先增加后减少的倒“U冶型趋势。合作频次/连接数可以表示一个阶段单个合作线上的合作强度,上表中的比例分别为10.3、34.7、20.5,也呈现倒“U冶型趋势,表明在该领域合作强度先增加而后有减弱趋势。进一步分析主要合作者指标,将具体节点的度中心性从大到小排列。

　　3结论与建议

　　3.1结论

　　本文以OLED领域显示技术专利为基础,进行了技术创新网络演化分析,分别以专利权人、IPC分类号和优先权国家为节点构建了AA网络、AK网络和AL网络,依据这三个网络模型及其对应相关指标,对每种网络的整体结构和关键节点的演化情况进行了分析。研究发现,随着OLED技术的不断发展,专利权人个数不断增加,合作规模也在不断增加,相关研究小团体逐渐向大网络演变,但同时网络密度呈现倒“U冶型趋势,显示专利权人之间的合作强度在弱化。OLED涉及的技术领域数量持续增加,且相关领域有一定变化,但研究内容还是主要集中于H01J(放电管或放电灯)。另外,美国、韩国和日本是OLED专利的主要布局区域,技术有逐渐向其他国家扩散的趋势,其中我国在该领域发展速度迅猛,涌现出京东方、维信诺等一批优秀企业。

　　3.2政策建议

　　我国OLED产业起步较晚,处于全球价值链末端,同韩国、美国等技术强国之间还存在一定差距。OLED技术及相关产业已列入《中国制造2025》,战略意义可见一斑。随着政策支持力度加大,我国电子科技产业的迅速崛起,OLED相关的显示产业将会迎来发展的新机遇。根据前文分析结果,对国内OLED相关企业提出如下建议。

　　3.2.1加强专利合作,建立核心技术创新网络

　　OLED产业快速发展,专利权人越来越多,但随着技术的不断成熟,专利权人之间的合作开始弱化。中国OLED企业起步较晚,面对逐渐提升的技术门槛,需要主动融入到国际专利合作网络中,吸收先进技术,借此加快研发,建立以自身为核心的专利网络。国内各企业之间也可将京东方等重点企业作为主体,通过制度创新,充分利用内外部创新网络资源,提升核心技术和共性技术创新能力。尤其在超高分辨率印刷AMOLED、中小尺寸可折叠柔性显示领域加强企业间专利合作,以弥补各自技术的相对不足。

　　3.2.2拓宽研究领域,加强面向应用的技术创新

　　科研人员在OLED技术萌芽期只关注核心技术领域,但随着研究的不断深入,涉及的学科越来越多,特别是在技术应用期,OLED显示器开始普及到各类电子终端,OLED技术与更多学科交叉渗透,这也将会为中国的企业提供新的发展机遇。拓宽现有研究领域,重点转向OLED屏幕的终端应用研究,建立相关技术创新链,增大嵌入交叉产业的可能性,以此形成新的产业动能。把握好新一轮的发展机遇将弱化美国及韩国的技术门槛影响,也更利于我国显示面板制造业向产业链上游迈进。

　　3.2.3优化产业发展模式,助力中小企业发展

　　随着技术的不断成熟与产业化,美国,韩国以及日本开始在其他国家制造专利壁垒,特别是在核心专利方面对产业链下游国家实行封锁。我国少数大规模企业难以满足技术应用阶段的OLED产业发展,政府可调整过分依赖大企业的OLED产业发展模式,引导社会资本介入中小企业OLED领域,为创新型OLED中小企业发展营造良好的生长环境。同时,中小企业也应充分了解OLED技术和产业领域竞争态势,站好站准产业生态位,有序推进我国企业向国际产业价值链上游移动,持续提高产业竞争力。

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