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2018年韩国石墨烯专利分析

王明 2018-10-15 3584 201

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韩国的石墨烯基础研究和产业化发展方面比较均衡,专利的申请量仅次于中国。三星、LEE YT、韩国延世大学、成均馆大学、韩国科学技术研究院、LG公司、韩国先进技术研究院共7个申请人所申请的专利数量占据韩国专利总量的42%,是韩国石墨烯专利的主要贡献者。韩国企业一般比较重视与大学建立长期深入的合作,产学研合作程度远高于中国,并且企业集团内部也往往存在密切的协同创新关系。由于这些集团公司的支持和推动,韩国的石墨烯产业发展迅速。

  石墨烯被称为“新材料之王”,具有优异的光学、电学、热学、力学特性。英国曼彻斯特大学的两位科学家用微机械剥离法从石墨中成功分离出石墨烯,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。从此,全世界掀起了研究石墨烯的热潮。近些年,我国石墨烯专利申请数量蝉联世界第一,然而,专利成果转化率较低,项目产业化落地效果不理想。与此同时,韩国的石墨烯专利持有数量居于世界第二位,产业发展迅速,目前全球推进的10个石墨烯国际标准中有5个由韩国主导。所以,分析韩国石墨烯专利的格局,对我们在该领域的科研决策有着积极的参考意义。

  申请爆发于2010年,美、加、日、中注重在韩专利布局

  韩国从2001年就开始了石墨烯专利技术的申请,但在2001~2010年的10年时间里增长缓慢,不过从2010年开始申请数量出现了大幅度的增长,图1显示,2016年是专利申请的爆发年,当年申请数量达到1644件,随后的2017年回落到954件。

 韩国受理石墨烯的专利数量历年变化趋势

  图1 韩国受理石墨烯的专利数量历年变化趋势

  (来源:中科院宁波材料所,统计截至2018年8月29日)

  来自韩国的专利占总数的78.5%,根据图2统计,其他的技术来源国家还包括美国、加拿大、日本、中国、英国、德国、法国。同时,它与这些国家的技术与贸易往来也相对频繁。

石墨烯韩国专利申请来源国家构成

  图2 石墨烯韩国专利申请来源国家构成

  (来源:中科院宁波材料所,统计截至2018年8月29日)

  三星主导专利申请,涉及领域:石墨烯制备、化工设备、活性剂、电子信息

  从图3可以看出,韩国石墨烯专利申请以三星为主导,前20位专利申请人,有3个是企业,6个是研究机构,9个是大学,2个是科研工作者。值得关注的是LG集团的专利申请数量排在第六位,实力不容小觑。韩国单一企业在石墨烯专利申请数量上远远领先于研究机构和大学,侧面反应出韩国强调石墨烯的应用型研究,企业的创新活力较高,并且专利实用价值较高。

韩国石墨烯专利主要申请人

  图3 韩国石墨烯专利主要申请人

  (来源:中科院宁波材料所,统计截至2018年8月29日)

  在韩国申请的专利涉及的主要技术领域包括石墨烯及石墨烯纳米三维材料的制备、化学工艺设备、聚合物表面活性剂、电子信息。LEE YT在石墨烯制备、化学工艺&设备、电化学领域均申请了大量专利。

  除此之外,韩国延世大学、韩国科学技术研究院、韩国先进技术研究院是石墨烯制备及石墨烯纳米三维材料制备领域的重要申请人。在电化学领域,LG、三星、韩国延世大学的专利申请量靠前。电子信息领域,关于显示器件、半导体纳米材料、电极与互连层的形成的专利数量较多,主要专利申请人为三星、LG、成均馆大学、韩国延世大学。

  专利聚焦:储能、电子器件和化工

  目前三星集团拥有的专利中,化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的专利引用次数最高,影响力最大。另外,可以看出三星集团在石墨烯制备领域的专利申请主要集中化学气相沉积法、氧化还原法和有机合成法以及外延生长法,其中化学气相沉积法主要涉及石墨烯薄膜制备、掺杂生长、图案化生长、转移、石墨烯单晶制备以及相关设备等。应用领域的专利申请主要涉及储能(锂电池、电容器、超级电容器、太阳能等),电子器件( LED&OLED、透明导电薄膜、触摸屏、液晶显示,柔性可穿戴设备、晶体管、集成电路、信息存储、传感器、微机电系统等)等方面。

  LG 集团在各技术分支专利申请的布局情况来看, LG 集团在石墨烯制备领域的专利申请主要集中于化学气相沉积法、氧化还原法、插层剥离法等方面,其中化学气相沉积法主要涉及石墨烯薄膜的掺杂改性、转移、图案化等方面;应用领域的专利申请主要涉及储能(锂离子电池、太阳能、燃料电池等);电子器件( LED&OLED、透明导电薄膜、触摸屏、液晶显示、传感器、电缆)等;水处理、空气处理;化工(热界面材料、橡胶塑料、催化、电磁屏蔽等)方面。

  成均馆大学在石墨烯卷对卷制备技术上具有较大影响力,2011 年申请的两件石墨烯相关专利目前的引用率分别高达 64 次和30次。另外,从成均馆大学在各技术分支专利申请的布局情况来看,成均馆大学在石墨烯制备领域的专利申请主要集中化学气相沉积法和氧化还原法,其中化学气相沉积法主要涉及石墨烯薄膜的生长、转移、图案化以及相关设备等方面;应用领域的专利申请主要涉及电子器件(透明导电薄膜、传感器、晶体管、信息存储、触摸屏、柔性显示, LED&OLED、柔性可穿戴设备等),储能(太阳能、锂电池、储氢等)等方面。 成均馆大学在中国申请有 8 件专利,所属领域包括原材料制备,即石墨烯薄膜及转移方法( 5 件),以及储能领域(太阳能电池、热电材料)、化工领域(金属硫族化物薄膜)。

  总结

  韩国的石墨烯基础研究和产业化发展方面比较均衡,专利的申请量仅次于中国。三星、LEE YT、韩国延世大学、成均馆大学、韩国科学技术研究院、LG公司、韩国先进技术研究院共7个申请人所申请的专利数量占据韩国专利总量的42%,是韩国石墨烯专利的主要贡献者。韩国企业一般比较重视与大学建立长期深入的合作,产学研合作程度远高于中国,并且企业集团内部也往往存在密切的协同创新关系。由于这些集团公司的支持和推动,韩国的石墨烯产业发展迅速。


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