微隔間技術溯源 速博思佈局新專利網

速博思李祥宇總經理
李祥宇,現任速博思總經理,民國70年畢業於國立台北工專五專部電子科,創業40年。擅新技術、新產品研發未曾失敗。目前帶領菁英成立速博思,以10人規模同步跨越IC設計、面板設計、專利佈局三大領域;研究範圍橫跨觸控、指紋辨識、資安到最近的電子紙,累計取得專利超過300件以上。圖 / 策略風知識新聞網

前兩期我們以答客問的形式,為先進前輩澄清疑義;某種程度也再次複習1-8期核心概念。本期,我打算帶各位進行微隔間專利探源。這期專欄寫作,目的在讓大家更清楚明瞭電子紙微隔間技術的發展史與專利進展,以便更好的介接速博思進入電子紙產業的第一步。

具體來說,微隔間技術從專利發展的角度看,速博思專利出現以前,可以概化為三星起頭、威峰落實、元太補強。不過從今天分享的技術導覽以及針對權利項上的探索,我們可以看到目前這三項專利都存有破口,足以提供迴避專利設計的空間。

三家專利聚焦並著墨在微隔間的形狀與置放的位置,後續也沒有太多衍生專利出現。速博思的微隔間專利項目,主要在補足如何生產與各種使用微隔間需要搭配的其他結構,藉以形成新的專利網,也就是說,我們在微隔間的框架下新增應用專利,讓微隔間專利佈局更完美。

隨著三家專利內容,本文談論許多電泳式電子紙新理論,為見證速博思專利效用必先真正把概念付諸實行,下期我們將揭露速博思進入電子紙產業的第一步,分享創新全彩電子紙的概念驗證(Proof of Concept,POC)計劃。

接下來我們就從三星的微隔間出發,透過專利文獻探源、在獨立權利項上抽絲剝繭,直指三家專利的核心貢獻與侷限,提出速博思的觀點,並重溯我們在全球電子紙新專利網布局的源起與有根有本的發展過程。

源於微杯技術 技術始祖三星 

微隔間的概念源於Sipix的微杯技術,早在卷對捲的微杯製作技術,就曾經被提出來討論過,但是,一直都沒有實際產品推出,要說比較詳細的分析與討論,必須追溯到2007年三星提出的專利US 7,715,089 B2 (韓國優先權2006年)。

圖10-1 三星微隔間技術專利
圖10-1 三星微隔間技術專利

三星這項專利的內容,主要指出把微隔間製作在資料線與閘極驅動線上方,由於這個構成水平與垂直網格的金屬線為不透明,所以,不會影響開口率。有別於微杯與微膠囊的壁面,會跨越在像素電極的面積內,因而造成壁面區域的像素電極成為無效區,這篇專利把微隔間製作的位置與區域進行厚描(thick description),堪稱微隔間技術始祖。

三星這項專利上取得韓國與美國專利核准。參考其獨立權利項,英文版本透過Google翻譯如下:

一種電泳顯示面板,包括:第一陣列基板,包括沿著一個方向延伸的閘極線、沿著垂直於閘極線的方向延伸的資料線、連接到閘極線和資料線的薄膜電晶體以及電連接到第一陣列基板的像素電極,薄膜電晶體。 第二陣列基板,連接至第一陣列基板,並包括能夠與像素電極形成電場的公共電極; 電泳介質,位於第一陣列基板和第二陣列基板之間的充電區域中,其中,電泳介質包括氣相中的顏料顆粒。 

電子墨水非氣體 不受限三星專利

以上引述內容,文末的「電泳介質包括氣相中的顏料顆粒」其實就是三星專利的最大破口。需知目前電子墨水中的顏料粒子存於膠體,也就是溶劑中,不是氣體中。所以,電子墨水不受三星專利限制。

一般在專利主張時,獨立權利項中只要有任何一點不相符,就不構成專利侵權,此外,這個專利會在未來的2-3年,也就是2026年,因逾期自動失效。

無錫威峰微隔間方案 付諸實現 

把微隔間的方案付諸實現的,要屬無錫威峰這家公司。略查這家公司歷史,資料由網路搜尋,歸納如下:

2006 投入USD1200萬成立、2015 電子標籤市佔率50%2016 元太投資威峰RMB3750萬;2017 投入微隔間的研究、2018 DES(微隔間)專利送出;2020 完成DES(微隔間) POC2022年產品DES(微隔間)量產,正式挑戰元太電子紙。2023 主專利苦戰5年取得中、韓、美、歐盟、日、台,6國專利。2023 萊寶高科投資威峰RMB3600萬,威峰市值達18億人民幣。2023 萊寶高科公告擬與浙江湖州市南濤地方政府合資微腔電子紙顯示器件(MED)專案,總投資人民幣90億元。微腔電子紙顯示器件(MED)即無錫威峰的DES(微隔間) 技術。 資料來源:(Google search)

 

圖10-2 無錫威峰微隔間技術專利 
圖10-2 無錫威峰微隔間技術專利

苦下重本 苦戰5年獲6國專利 

這個專利取得中、韓、美、歐盟、日、台6國專利。無錫威峰專利的獨立權利項內容摘要,如下:

一種雙層微結構的顯示電漿模組製造方法,其特徵是所述雙層微結構的顯示電漿模組包括圖元電極(13)及位於圖元電極(13)上方的透明電極(1),其特徵在於,所述圖元電極(13)和透明電極(1)間設有顯示電漿(3)及包圍所述顯示電漿(3)的襯墊邊框(6),所述像素電極(13)和/或透明電極(1)上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿(3)的電漿阻離陣列(14),在所述電漿阻離陣列(14)上吸附有間隔粒子層(16 

不使用間隔粒子 不受專利侷限

本專利最大破口,同樣在權利項引文末尾的「吸附有間隔粒子(16)」。換句話說,只要不使用間隔粒子,就不受上述專利所侷限。

當初需要使用間隔粒子,是因為當時面板廠製作微隔間技術未臻成熟,微隔間的高度因而受到限制,必須使用間隔粒子來補足高度不足(專利面),或是微隔間壁的跨距太大,隔間壁支撐力不足需要間隙粒子幫忙支撐(現實面)。

不過,無錫威峰確實完成微隔間產品,證明微隔間方案可行,因而萊寶高科有信心投入90億人民幣擴產,欲與元太爭奪電子紙天下。

元太整合結構製程 專利高效經濟 

圖10-3 元太微隔間技術專利 
圖10-3 元太微隔間技術專利

2021年電子紙龍頭元太也申請了一篇微隔間專利。目前元太這項專利台灣已經核准,美國還在審查中。專利內容詳述微隔間的優點,節錄部分內容如下: 

[0016]在本案電泳顯示裝置10中,電晶體T、下電極110、緩衝層122、顯示介質DM、間隙壁124等結構皆在下基板100上製造而成,屬於內嵌式(in cell)電泳顯示裝置。 

相較於前面板的結構形成完之後從剝離層上撕下前面板,再透過前面板的黏合層與背板結構彼此壓合的比較例而言,本案電泳顯示裝置10的所有結構製程是整合於單一基板(亦即是下基板100)上,製程效率較佳,可改善製程繁瑣、耗時及高成本問題。

權利涵蓋夠大 惟專利破口仍具

我們同樣來查察元太這個獨立權利項內容,如下:

一種電泳顯示裝置,包括:一背板結構,該背板結構包括一下基板、形成於該下基板上的一電晶體以及電性連接於該電晶體的一下電極。一緩衝層,設置於該背板結構上;一間隙壁,設置於該緩衝層上,且形成一封閉圖案;一顯示介質,設置於該封閉圖案之中,其中該顯示介質包括一電泳介質及分散於該電泳介質中的複數個電泳粒子;一上基板,設置於該間隙壁與該顯示介質之上;以及一上電極,設置於該上基板與該間隙壁之間。

其中,該「間隙壁形成複數個該封閉圖案」,且在一上視圖中,該些封閉圖案是由至少一種多邊形排列而成。這個專利的權利項申請的比前2家要好一些,範圍涵蓋也比較大。

元太這個台灣專利破口,在於「該些封閉圖案是由至少一種多邊形排列而成」,只要在多邊形夾角的區域做些弧度,就可以迴避「多邊形」的權利範圍,另外,在每個邊上做個缺口,也可以迴避「封閉圖案」的權利範圍當然本專利只有台灣獲證,美國還在審查,其他地區則沒申請,所以在大陸生產銷售不受專利侵權節制。

三星起頭 威峰落實 元太強化優點 

如上,三個專利都有迴避專利的設計空間,重點在三家對微隔間都抱持正面看法,微隔間技術的發展從專利發展的角度看,可以概化為三星起頭、威峰落實、元太補強。在權利項上,三家專利都著墨在微隔間的形狀與置放的位置,後續也沒有太多衍生專利出現。

繼往開來 速博思佈局新專利網

速博思在微隔間的專利項目,補足如何生產與各種使用微隔間需要搭配的其他結構,藉以形成新的專利網,也就是說,在微隔間的框架下增加新的應用等專利,讓微隔間的專利佈局更完美,至於是否對現有的微隔間產品形成專利約束力,就看布局多件的微隔間專利有幾件獲得核准。

付諸實行 下期揭概念驗證計劃

今天談論許多電泳式電子紙新理論,接下來是見證效用的時刻了。為了要真正把概念付諸實行,本專欄下期將揭露速博思進入電子紙產業的第一步,分享創新全彩電子紙的概念驗證(Proof of Concept,POC)計劃,敬請期待。( 速博思全彩電子紙專利新知系列:15-10,每週刊出 )。

 

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