崔瑞敏l ,  张 斌2 ,  樊 睿l ,  高彩霞l ,  刘玉飞3 ,4 , *

( l.  工业和信息化部工业文化发展中心 , 北京  l00846; 2.  北京京航计算通讯研究所 ,  北京  l00074 ;

3.  贵州大学材料与冶金学院 ,  贵州  贵阳 550025 ; 4. 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心 ,  贵州 贵阳 5500l4)

摘要:  系统梳理全球聚 3 , 4-乙撑二氧噻吩  (PEDOT)  相关专利 ,  从国内和国外两个视角 ,  对 PEDOT相关专利进行全面分 析 , 深入探讨其专利申请态势 、技术领先国家 、核心创新者以及主要应用领域 。分析发现 , PEDOT技术在全球范围内展现出平 稳增长的态势 ,  中国虽起步较晚 ,  但后发优势明显 ,  高校与企业在推动其研究与商业化进程中起到了决定性作用 。美国和韩国 在 PEDOT研发与应用市场的活跃度较高 , 拥有大量的专利 , 韩国的研发力量主要集中在几家大型公司 ,  而美国的专利申请人则 相对较为分散 。基本电气元件领域是 PEDOT应用最热门的研究领域 , 在医学和物理等领域 , 尤其是在诊断 、外科设备及光电设

备中的应用亦值得进一步探索和研究。

关键词:  聚 3 , 4一乙撑二氧噻吩 ; 专利分析 ; 技术主分类

中图分类号: TQ325           文献标识码:  A          文章编号:  l005一5770  (2024)  ll-0

doi : l0. 3969/j. issn. l005-5770. 2024. ll. 002                                        开放科学  (资源服务)  标识码  (OSID) :

Application Situations of poly (3 ,  4-ethylenedioxythiophene)  Based on patent Analysis CUI Ruiminl , ZHANGBin2 , FANRuil , GAOCaixial , LIU Yufei3 ,4

( l.  Industrial Culture Development Center of MIIT,  Beijing l00846 ,  CHina;

2. Beijing JingHang Computation and Communication ResearcH Institute ,  Beijing l00074 ,  CHina;

3. Institute of Materials and Metallurgy ,  GuizHou University ,  Guiyang 550025 ,  CHina;

4. National Engineering ResearcH Center for Compounding and Modification of Polymer Materials,  Guiyang 5500l4 ,  CHina)

Abstract :  A compreHensive examination  of  poly ( 3 , 4-etHylenedioxytHiopHene)   ( PEDOT)   patents   was conducted  from botH domestic and international perspectives. THis in-deptH analysis delved into tHe trends of patent applications,  leading tecHnological nations, key innovators,  and primary application fields  for PEDOTtecHnology. THe  findings  sHow  tHat tHere is a global  steady growtH trend in PEDOTtecHnology. For CHina ,  despite tHe start is late ,  tHere  is a remarkable catcH-up growtH. THe collaborations between universities and enterprises Have played a decisive role in advancing its researcH and commercialization process. THe United states and soutH Korea exHibit HigH levels of activity in PEDOTresearcH and application markets,  possessing a substantial number of patents. In soutH Korea , researcH efforts are largely concentrated witHin a few major corporations,  wHereas patent applicants in tHe United states are more diverse. THe field ofbasic electrical components emerges as tHe most popular area of researcH for PEDOTapplications. FurtHermore ,  its potentials in medical and pHysical  fields,  particularly  for  diagnostics,  surgical  equipment ,  and  optoelectronic devices, Hold  promise  for  furtHer explorations.

keywords :  Poly(3 ,4-etHylenedioxytHiopHene) ;  Patent Analysis;  TecHnical Main Classification

随着全球对可持续能源和智能材料的不断追求 , 导电聚合物因其独特的电学 、光学等性能 , 在电子器 件 、生物医学 、能源存储和转换等领域展现出巨大的 应用潜力 。其中 ,  聚 3 , 4-乙撑二氧噻吩  (PEDOT) 作为一种高性能的导电聚合物 ,  因其具有高电容 ,  良 好的导电性 、化学稳定性 、成膜性 、生物相容性等特 点 , 成为研究热点 。 自 20 世纪 80 年代末 , 德国拜耳 公司的科学家研发出 PEDOT以来 , 其迅速成为导电 聚合物家族中的一颗璀璨明星[l一3] , 被作为电极材

料 [4一8] 、电磁屏蔽材料[9一l2] 、传感器材料[l3一l6] 、防腐 材料[l7一20] 等广泛应用。

专利文献作为技术创新的重要记录 , 不仅是科研 成果保护的手段 , 也是洞察技术发展趋势 、竞争态势 和市场潜力的宝贵资源[2l] 。近年来 ,  围绕 PEDOT的 合成工艺 、改性方法及其在各高科技领域的应用 , 全 球范围内涌现出大量专利申请 , 这不仅反映了该领域 的技术创新趋势 , 也揭示了未来市场的发展方向 。本 文采用定量与定性相结合的方法 , 利用专利数据库 ,

* 通信作者: 刘玉飞 , 男 , l990 年生 , 博士 , 教授 , 主要从事高性能材料的研究与开发 。liuyf@ gzu. edu. cn 作者简介: 崔瑞敏 , 女 , l987 年生 , 硕士 , 研究方向为知识产权保护与应用。

对全球范围内PEDOT相关的专利进行了系统梳理和 深入分析 , 探讨了其专利申请态势 、技术领先国家、 核心创新者以及主要应用领域等 。 旨在为科研工作 者 、企业研发部门 、决策者提供有价值的参考信息 , 促进 PEDOT及相关技术的持续发展和商业化应用 。 1 专利信息的获取

基于 Innojoy 数据库中的专利文献为数据源 , 我 们采用名称 、摘要及权利要求书作为检索切入点 , 对  截至 2024 年 6 月 30 日数据库内收录的全部文献进行 系统检索 。以“ PEDOT”为关键词 , 经过精确的检 索 、有效的去噪处理以及申请合并的整合 , 最终筛选 得到中国专利文献 5 292 件 ,  国外专利文献8 965 件。 2    结果与分析

2. 1    专利申请态势分析

2. l. l 专利年度申请趋势

从世界范围看 , PEDOT专利的申请态势大致呈 萌芽期 、快速增长期 、平稳增长期三个发展阶段。 200l 年之前 , PEDOT相关专利申请较少 , 且专利基 本已无法律效力 , 属于萌芽期 。20 世纪九十年代初 ,  PEDOT被研制出来 , l995 年 , 首次应用在关于“ 有 机发光二极管 ” 的专利中 , l998 年 ,  首次应用在关 于“ 电容器”、“凝胶电极的制备 ” 和“ 屏蔽电磁波 涂层制备 ” 中 。2002~20ll 年间 ,  随着 PEDOT应用 领域的逐渐增多 , PEDOT研发与应用相关专利增速 逐渐增大 , 年度申请量迅速增长 , 属于快速增长期。 20l2 年以后 , 专利增速趋于平稳 , 进入平稳增长期。 由于专利公开时间的滞后 , 2022 年和 2023 年的专利 申请数量小于实际专利申请数量。

图 l PEDOT国内外专利年度申请量

Fig l    THe Application numbers of patents for PEDOTbased on application years

中国 PEDOT专利发展起步稍晚 , 第一件专利是 l997 年英国达勒姆大学申请的 《聚合物发光二极管》 (申请号为 CN97l99523. 0) 。20l0 年之前 ,  PEDOT

相关专利申请较少 , 属于萌芽期 , 且该时期专利多为 国外申请人申请 , 其中 2005 年及之前申请的 83 件专 利 , 有 75 件为国外申请人申请 , 20l0 年及之前申请 的 306 件专利 , 有 l87 件为国外申请人申请 。20ll 年以后 ,  中国专利年度申请量迅猛增长 , 并于 202l 年超过其他国家总的年度申请量。

2. l. 2    中国专利申请人

PEDOT中国专利的申请人类型如图 2 所示 ,  可 以看出申请人类型为院校的专利占 56% ,  高校在 PE-  DOT的研发应用上扮演着至关重要的角色 , 展现出 了极高的活跃度和影响力 。 申请人类型为企业的专利 占 39% , 个人和组织的申请很少 , 分别占 4%和 l% 。

PEDOT中国专利的申请量排行前十的申请人依 次是电子科技大学 、TCL科技集团股份有限公司、 南京邮电大学 、华南理工大学 、浙江大学 、吉林大 学 、福州大学 、苏州大学 、京东方科技集团股份有限 公司 、华中科技大学 , 如表 l 。 申请量排行前十的申 请人仅有 TCL科技集团股份有限公司 、京东方科技 集团股份有限公司两家企业 , 其余八席均为高校。

图 2 PEDOT中国专利申请人类型

Fig 2    Applicants types of domestic patents for PEDOT

表 l PEDOT中国专利主要申请人

Tab l    THe major applicants of domestic patents for PEDOT

2. l. 3 各国在华申请专利分析

5 592 件中国专利中有 678 件为国外申请人申请 ,

占比 l3% 。国外申请人共来自 32 个国家和地区 ,  按 照申请人的国籍进行统计 , 具体申请数量如图 3 。在 各国申请人在华申请专利中 , 韩国和美国申请的专利 最多 , 反映出这两国企业在该领域的活跃程度以及对 中国市场的重视 。韩国申请人比较集中 , 申请数量 l0 件及以上的企业有三星电子株式会社 、乐金显示 有限公司 、株式会社 LG化学 、三星显示有限公司。 美国申请人相对较分散 , l62 件专利分别来自近一百 家企业 、高校和个人 , 其中申请专利数量最多的申请 人为 3M 创新有限公司 。专利申请数量超过 l0 件的 申请人还有英国的剑桥显示技术有限公司和德国的赫 劳斯贵金属有限两和公司。

图 3 各国申请 PEDOT中国专利数量

Fig 3    THe application numbers of foreign applicants for PEDOT patents in CHina

2. l. 4    国外专利主要申请人

国外专利的申请量排行靠前的申请人有韩国的三 星 、韩国高等科学技术学院 、韩国的乐金 、法国原子 能委员会 、法国国家科学研究中心 、美国加州大学 等 , 如表 2 。排行前十的申请人韩国占了七席 , 法国 占了两席 , 美国仅占一席 , 这可能也与韩国申请人比 较集中 、美国申请人相对较分散有关。

表 2 PEDOT国外专利主要申请人

Tab 2    THe major applicants of foreign patents for PEDOT

2. 2    专利地域分析

2. 2. l    中国专利省份申请量

如图 4 所示 ,  拥有 l00 件专利以上有广东 ( 777 件) 、江苏  ( 757 件) 、浙江 (454) 、北京 (4l7) 、 上 海 ( 3l5) 、 四 川 ( 244) 、 陕 西 ( 200) 、 湖 北 (l62) 、福建  ( l38) 、天津  ( l34) 、湖南 ( l26) 、 吉林  (l20) 、山东  (ll3)  l3 个省份 ,  上述 l3 个省 份专利数量约占总数的 75% 。

图 4   PEDOT中国专利主要省份申请量

Fig 4    THe application numbers in major provinces of domestic patents for PEDOT

2. 2. 2 国外专利受理局

专利数量在 l00 件以上的有美国 、韩国 、世界知 识产权组织 、 日本 、欧专局 、德国 、印度 、加拿大、 澳大利亚九个受理局 , 说明 PEDOT的研发与应用市 场在这几个国家和地区较为活跃 。其中数量最多的美 国专利有 2 224 件 ,  韩国专利 2 099 件 ,  世界知识产 权组织  (国际专利)  l 66l 件。

图 5 PEDOT专利主要受理局申请量

Fig 5    THe application numbers  of major Patent Reception Office for PEDOT

2. 2. 3    国际专利技术来源国

国际专利申请的数量可以更直接反应一个国家/地区在某一技术领域研发 、创新的活跃度和投入力 度 。l 66l 件国际专利的技术来源国如表 3 ，技术来源国为美国的专利数量最多 ，为 561件 ， 占了国际专 利总数的三分之一 ，韩国 222 件排第二 ， 中国 202 件 排第三。

表 3   PEDOT国际专利主要技术来源国

Tab 3    Major tecHnical originality countries  of International Patent

for PEDOT

2. 3    技术主分类分析

表 4 为 PEDOT相关国内和国外专利的主分类申 请量排名前十的大类和小类分布 。可以看出 ，涉及的 大类主 要 有 基 本 电 气 元 件 ( H0l) 、半 导 体 器 件 (Hl0) 、医学或兽医学  (A6l) 、测量  (G0l) 、光学 (G02) 、推算或计数  ( G06) 、有机高分子化合物 (C08)  等。

专利数量最多的大类为基本电气元件  (H0l) ， 其中国外专利主分类 H0l 大类有 3 999 件 ， 占国外专  利总量的 44. 6% ， 国内专利 2 7ll 件 ， 占国内专利总  量的 5l. 2% ，这说明基本电气元件是 PEDOT应用最 热门的研究领域 。国内外专利主分类申请量前十的小 类中 ，H0l 大类均占了四席 ，分别为“ 半导体器件 ” (H0lL) ，“用于直接转变化学能为电能的方法或装 置 ” (H0lM) ，“ 电容器 ” (H0lG) ，“ 电缆 、导体、 绝缘体 ” (H0lB) 。

在国外专利中医学或兽医学  (A6l)  大类专利有 498 件 ， 数量排第二 ， 其中 “ 诊断 、外科 、鉴定 ” (A6lB)  小类数量占了近二分之一 ，说明 PEDOT在 医学领域的应用主要集中在诊断 、外科和人体鉴别用 的仪器 、器械和方法上 。 国内专利中 A6l 大类的专 利相对较少 ，排在第八 ，且专利出现较晚 ，最早的一 件专利是 20l0 年申请 ，但 A6lB小类数量占了近三 分之二 ，再次印证了 PEDOT在诊断 、外科和人体鉴 别用的仪器 、器械和方法上的应用也将是 PEDOT应 用研究的热点。

物理  (G)  部的测量  (G0l) 、光学 (G02) 、推算或计数  (G06)  三个大类也是 PEDOT应用的热点 领域 ，G0l 大类专利主要集中在“ 借助于测定材料 的化学或物理性质来测试或分析材料 ” (G0lN)  小 类 ，G02 大类专利主要集中在“ 通过改变其中涉及 的元件的介质的光学性质来控制光的光学器件或装 置 ; 非线性光学元件 ; 光的变频 ; 光学逻辑元件 ; 光 学模拟/数字转换器 ” (G02F)  小类 ，G06 大类专利 主要集中在“ 电数字数据处理 ” (G06F) 小类。

表 4   PEDOT国内外专利技术主分类

Tab 4    TecHnical master classifications  of domestic and foreign patents for PEDOT

3 结论

近年来 ，全球范围内 PEDOT研发与应用的专利 申请展现出平稳增长的态势 。中国大陆在此领域的专 利申请虽起步较晚 ，但后发优势明显 ，其年度申请量 已超越其他国家总和 ， 且呈现出持续增长的强劲 势头。

PEDOT中国专利的申请主体主要集中于高校及 企业 ，其中高校占比高达 56% ，显著地体现了高校 在 PEDOT研发及应用领域的关键地位 ，其活跃度和 影响力均居显著地位 。地域分布上 ，北上广及长三角 地区的申请活跃度较高 ， 同时 ， 四川 、陕西 、湖北等 省份的申请量亦呈现出较为可观的态势。

在 PEDOT的研发与应用领域 ，美国和韩国均展 现了显著的专利影响力 。从两国专利局的受理数量以 及国际专利的占有量来看 ，美国明显领先于韩国 。然 而 ，在考量单个申请人的专利申请量时 ，韩国在排行 靠前的申请人数量上明显超过了美国 。这一数据表 明 ，韩国的 PEDOT技术主要源自于少数几家大型企 业和高校 ，而美国的专利申请人群体则呈现出相对更 为分散的态势 ，这与国外申请人在华申请的分析结果 相吻合。

PEDOT在 基 本 电 气 元 件 领 域 的 应 用 ,  成 为  PEDOT应用最为热门的研究焦点 。此外 , 其在医学 领域的应用也备受关注 , 特别是在诊断 、外科和人体 鉴别所用的仪器 、器械与方法方面 , 显示出广阔的研 究前景 。然而 , 值得注意的是 ,  国内在此领域的专利 数量相对较少 , 且相较于其他国家 , 起步较晚 。在物 理领域 ,  PEDOT的应用同样广泛 , 涉及材料测试、 光学器件 、电数字数据处理等多个方面 , 展现出其多 样化的应用潜力。

参 考 文 献

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