科技主路徑分析：一種同被引知識(shí)流的方法*

嚴(yán)婷婷 劉 向 李文靜

(華中師范大學(xué)信息管理學(xué)院 武漢 430079)

0 引 言

科學(xué)文獻(xiàn)通過引證關(guān)系形成的引文網(wǎng)絡(luò)從時(shí)間角度來看是學(xué)科歷史演進(jìn)的時(shí)序圖，從空間角度來看是學(xué)科群，它能夠反映特定領(lǐng)域知識(shí)的發(fā)展和演變[1]。隨著時(shí)間的推移及知識(shí)的增長(zhǎng)，引文網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)演變成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如何從龐大的引文網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵文獻(xiàn)，是分析具體領(lǐng)域變化趨勢(shì)的一個(gè)重要問題[2-3]?；谝牡闹髀窂椒治鰧?duì)于提取特定領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)或關(guān)鍵技術(shù)及其演化路徑具有明顯的優(yōu)勢(shì)[4-5]。

技術(shù)主路徑通過提取網(wǎng)絡(luò)的主干來簡(jiǎn)化復(fù)雜的引文網(wǎng)絡(luò)，并將關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)按照時(shí)間順序排列，以便清晰地展示科技領(lǐng)域重要技術(shù)及其發(fā)展承接關(guān)系[6-7]。Hummon等[8]最早提出基于引文的主路徑分析方法，其采用節(jié)點(diǎn)對(duì)投影計(jì)數(shù)(NPPC)，搜索路徑鏈接計(jì)數(shù)(SPLC)和搜索路徑節(jié)點(diǎn)對(duì)(SPNP)三種方法來衡量鏈接的重要性，然后基于局域或全局最優(yōu)進(jìn)行路徑搜索，得到最高遍歷權(quán)重的路徑。之后，Batagelj[9]在總結(jié)上述遍歷計(jì)數(shù)方法的基礎(chǔ)上提出了搜索路徑計(jì)數(shù)(SPC)方法，指出SPC方法比 Hummon 等提出的三種算法更有效[10]。Liu等[11]對(duì)路徑搜索方法進(jìn)行了完善，提出了關(guān)鍵路線搜索 (key-route search) 方法，這一方法可以通過選擇關(guān)鍵路徑的數(shù)量來解決主路徑單一的問題，得到更加全面完整的演化路徑。祝清松等[12]、陳亮等[13]、Gwak等[14]、劉向等[15]結(jié)合不同方法對(duì)主路徑進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)證方面，研究者將主路徑分析方法應(yīng)用到不同科技領(lǐng)域來探索技術(shù)軌道。楊中楷等[16]究了太陽(yáng)能光伏電池板領(lǐng)域的技術(shù)軌道識(shí)別。李健等[17]基于主路徑研究了太陽(yáng)能領(lǐng)域的知識(shí)擴(kuò)散。Liu等[18]探索了DEA領(lǐng)域的局域、全局和多元主路徑。王婷等[19]、Kang等[20]、顏端武等[21]分別將主路徑方法應(yīng)用到中藥、色譜技術(shù)、石墨烯制備等領(lǐng)域。

然而，主路徑分析采用SPx方法對(duì)直接引證網(wǎng)絡(luò)的邊權(quán)賦值存在以下問題：被引頻率越高、參考文獻(xiàn)數(shù)量越多的文獻(xiàn)，其在遍歷計(jì)數(shù)過程中獲得的權(quán)重越大，被引頻次高可以從一方面體現(xiàn)文獻(xiàn)的重要性程度，然而參考文獻(xiàn)的數(shù)量并不一定可以反映該文獻(xiàn)的重要性[22]。同時(shí)，由于每條引文對(duì)知識(shí)擴(kuò)散的影響不同，在引文網(wǎng)絡(luò)中，權(quán)重相同的邊的重要性也不盡相同。區(qū)別于傳統(tǒng)的SPx方法對(duì)引文網(wǎng)絡(luò)邊的權(quán)重進(jìn)行遍歷計(jì)數(shù)，本文基于知識(shí)流在引文網(wǎng)絡(luò)中傳遞的思想，考慮施引文獻(xiàn)與被引文獻(xiàn)之間關(guān)系的緊密程度，提出了一種根據(jù)施引文獻(xiàn)與被引文獻(xiàn)同被引強(qiáng)度分配知識(shí)流的引文網(wǎng)絡(luò)邊權(quán)賦值算法，據(jù)此計(jì)算得出引文網(wǎng)絡(luò)中各邊的權(quán)重值，然后采用全局搜索方法得到權(quán)重值之和最大的主路徑。最后，由于文獻(xiàn)間的同被引強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間演變發(fā)生變化，基于上述方法構(gòu)建的主路徑在不同時(shí)期也會(huì)存在差異，我們采用有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED) 領(lǐng)域的不同時(shí)間階段的引文數(shù)據(jù)實(shí)證本方法的合理性和有效性。

1 同被引知識(shí)流方法

1.1方法描述主路徑分析方法主要包括以下兩個(gè)步驟：第一步，運(yùn)用遍歷計(jì)數(shù)方法計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的鏈接權(quán)重；第二步，基于局域或全局方法進(jìn)行路徑搜索，得到最高遍歷權(quán)重的路徑即為領(lǐng)域主路徑。本文提出的同被引知識(shí)流方法與傳統(tǒng)主路徑方法(如SPC)相比，改進(jìn)主要體現(xiàn)在第一步計(jì)算鏈接權(quán)重。在SPx方法中對(duì)鏈接進(jìn)行賦權(quán)時(shí)，參考文獻(xiàn)數(shù)量這種無關(guān)因素會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重大小產(chǎn)生影響，而本文中同被引知識(shí)流的方法從節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系緊密程度出發(fā)，依據(jù)同被引強(qiáng)度對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈接進(jìn)行賦值，具體計(jì)算方法如下所述。

基于特征向量中心性的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)影響力評(píng)價(jià)取決于該節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及質(zhì)量。在引文網(wǎng)絡(luò)中，即施引文獻(xiàn)的數(shù)量越多，被引文獻(xiàn)的影響力越大；施引文獻(xiàn)的影響力越大，被引文獻(xiàn)的影響力也越大。我們將引用關(guān)系視為文獻(xiàn)之間影響力傳遞的路徑，如果文獻(xiàn)B引用了A，那么節(jié)點(diǎn)B的部分影響力通過有向邊B→A傳遞到A，即施引節(jié)點(diǎn)的重要性通過引用鏈接分配給被引節(jié)點(diǎn)；就如同投票，B將票投給了A，A獲得影響力。對(duì)于被引節(jié)點(diǎn)而言，施引節(jié)點(diǎn)的影響力越大，其分得的影響力越大；同時(shí)，施引節(jié)點(diǎn)的參考文獻(xiàn)數(shù)量越多，其分得的影響力越小。

由于不同節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的關(guān)系密切程度有所差別，在知識(shí)流的傳遞過程中，對(duì)于同一施引節(jié)點(diǎn)，不同被引節(jié)點(diǎn)分配到的權(quán)重值也會(huì)存在差異。我們可以根據(jù)引文網(wǎng)絡(luò)中兩節(jié)點(diǎn)間的同被引強(qiáng)度來確定權(quán)重值的分配。同被引強(qiáng)度越高，專利文獻(xiàn)相關(guān)的可能性與關(guān)系密切程度越高，傳遞的影響力值也越大。假設(shè)節(jié)點(diǎn)A同時(shí)引用了B和C兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，B與A的同被引強(qiáng)度高于C，我們可以假設(shè)A向B傳遞了更多的影響力。被引節(jié)點(diǎn)B與A之間相關(guān)程度更高，從B到A的知識(shí)擴(kuò)散比從C到A的知識(shí)擴(kuò)散更多。因此同被引強(qiáng)度越高的節(jié)點(diǎn)對(duì)，施引節(jié)點(diǎn)傳遞的影響力越大。

施引節(jié)點(diǎn)根據(jù)關(guān)系密切程度按比例將其影響力傳遞給被引節(jié)點(diǎn)。施引節(jié)點(diǎn)傳遞的權(quán)重值的大小與自身權(quán)重值成正比，與其參考文獻(xiàn)數(shù)量成反比，與施引節(jié)點(diǎn)和被引節(jié)點(diǎn)的同被引強(qiáng)度成正比。每個(gè)節(jié)點(diǎn)所獲得的影響力來自于其所有施引節(jié)點(diǎn)所傳遞的影響力之和。假設(shè)節(jié)點(diǎn)D同時(shí)引用了節(jié)點(diǎn)E，F(xiàn)和G，節(jié)點(diǎn)D的權(quán)重值越大，被引節(jié)點(diǎn)E，F(xiàn)和G的權(quán)重值也越大。但是，如果節(jié)點(diǎn)D有3個(gè)以上的參考文獻(xiàn)，那么每個(gè)分支分配得到的權(quán)重值會(huì)減少。假設(shè)節(jié)點(diǎn)對(duì)(D，E)，(D，F(xiàn))和(D，G)的同被引強(qiáng)度分別為2，1，0，那么節(jié)點(diǎn)D會(huì)通過連接到E的鏈路傳遞更多的權(quán)重值，在邊的權(quán)重值中所占比例最大。

在實(shí)際的引文網(wǎng)絡(luò)中存在一定數(shù)量的同被引強(qiáng)度為0的引文節(jié)點(diǎn)對(duì)(如上述節(jié)點(diǎn)對(duì)D，G)，如果僅根據(jù)絕對(duì)同被引強(qiáng)度分配權(quán)重值，則同被引強(qiáng)度為0的施引節(jié)點(diǎn)與被引節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)傳遞任何值。為了解決這一問題，我們?cè)趥鬟f權(quán)重值的計(jì)算過程中不采用原始同被引強(qiáng)度，而是將每對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的原始同被引強(qiáng)度值加1，然后根據(jù)同被引強(qiáng)度加1后的比值傳遞知識(shí)流；這樣的處理也可以解釋為將引用本身視為施引文獻(xiàn)和被引文獻(xiàn)的一次共現(xiàn)。

1.2操作步驟第一步：數(shù)據(jù)預(yù)處理。提取專利號(hào)、專利引文數(shù)據(jù)及發(fā)布時(shí)間，如表1所示。

表1 專利引文數(shù)據(jù)表

第二步：構(gòu)建專利引文網(wǎng)絡(luò)?？紤]到文獻(xiàn)間的同被引強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間演變而發(fā)生變化，我們嘗試將數(shù)據(jù)集中的專利文獻(xiàn)及其參考文獻(xiàn)以專利文獻(xiàn)為節(jié)點(diǎn)、直接引證關(guān)系為邊，根據(jù)不同時(shí)間階段的引證關(guān)系構(gòu)建專利引文網(wǎng)絡(luò)。設(shè)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始值為1。

第三步：計(jì)算引文網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的重要性度量值及每條邊的權(quán)重。每個(gè)施引節(jié)點(diǎn)根據(jù)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的同被引強(qiáng)度按比例分配自己的重要性度量值，直到達(dá)到引文網(wǎng)絡(luò)中的所有源。根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的重要性度量值CIF計(jì)算每條邊的權(quán)重值。節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j連邊的權(quán)重值Wij與節(jié)點(diǎn)j從引用它的節(jié)點(diǎn)獲得的總權(quán)重值TWj可以表示為：

(1)

(2)

其中Cij為節(jié)點(diǎn)i與j同被引強(qiáng)度，n為節(jié)點(diǎn)i的參考文獻(xiàn)數(shù)量，V為節(jié)點(diǎn)j的施引文獻(xiàn)集合。 圖1為知識(shí)流傳遞過程示意圖，表2為圖1中各節(jié)點(diǎn)的CIF值。

圖1 基于同被引強(qiáng)度的引文網(wǎng)絡(luò)知識(shí)流過程示例

第四步：搜索路徑。本文采用全局搜索策略進(jìn)行路徑搜索，篩選出權(quán)重和最大的路徑，得到不同時(shí)間階段的技術(shù)主路徑。

表2 圖1中各節(jié)點(diǎn)的CIF值

1.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)本文選取OLED領(lǐng)域的美國(guó)授權(quán)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用檢索詞"OLED""organic LED""organic light-emitting diodes""organic electroluminescent""organic electro-luminescence""polymer light-emitting diodes"和"polymer LED" 在美國(guó)專利商標(biāo)局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，檢索字段為：標(biāo)題、關(guān)鍵詞，檢索時(shí)間范圍為1976年1月-2018年5月，得到7 343條專利數(shù)據(jù)作為本文實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些專利的引文共計(jì)179 425條，平均引文數(shù)量24.43。

選取OLED領(lǐng)域美國(guó)專利數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來源的原因如下：a.OLED是相比傳統(tǒng)的LCD技術(shù)而言更具優(yōu)勢(shì)的顯示技術(shù)，其在電子產(chǎn)品、工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)此領(lǐng)域進(jìn)行研究具有一定的理論意義和實(shí)際意義。b.美國(guó)專利作為全球科技創(chuàng)新和發(fā)明的主要陣地，公開和授權(quán)了大量LED、OLED的專利，在專利數(shù)量和專利的覆蓋率等方面具有一定優(yōu)勢(shì)，擁有較為完整的技術(shù)演化路徑。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1同被引知識(shí)流與SPC方法對(duì)比

2.1.1 路徑形態(tài) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，圖2左圖和右圖分別為采用基于同被引知識(shí)流方法和SPC方法，再使用全局搜索得到的主路徑。其中縱坐標(biāo)表示專利申請(qǐng)年，橫坐標(biāo)沒有特殊意義，節(jié)點(diǎn)大小表示專利文獻(xiàn)的被引頻次，邊的線條粗細(xì)表示邊的權(quán)重值。

從路徑形態(tài)對(duì)比觀察圖2左右兩種算法進(jìn)行全局搜索得出的主路徑，可以看出采用基于同被引知識(shí)流方法得到的主路徑的節(jié)點(diǎn)提取會(huì)更偏向于老節(jié)點(diǎn)，從技術(shù)主路徑顯示來看，最早的節(jié)點(diǎn)可以追溯到1965年，比右圖中技術(shù)主路徑源節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)年對(duì)應(yīng)的1979年，早了14年時(shí)間。此外，左圖主路徑中專利節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)年份的平均值為1995.5，右圖平均值為1999.3，從整體來看基于同被引知識(shí)流方法得到的主路徑節(jié)點(diǎn)也更偏向于早期節(jié)點(diǎn)，這是因?yàn)橥灰l次是基于當(dāng)前視角對(duì)過去的審視，隨著領(lǐng)域研究的發(fā)展，重要且相關(guān)聯(lián)的專利節(jié)點(diǎn)會(huì)在后人研究的引文中凸顯出來。

圖2 基于同被引知識(shí)流傳遞的全局搜索(左) 基于SPC的全局搜索(右)

2.1.2 路徑內(nèi)容 從專利內(nèi)容上看，如表3所示，基于同被引知識(shí)流的主路徑共有12項(xiàng)專利，基于SPC方法的主路徑共有15項(xiàng)專利，兩條路徑共有7項(xiàng)重合專利，重合度高，且集中分布在1983-2002年。兩條路徑的差異主要存在于路徑的源節(jié)點(diǎn)及2008年之后的節(jié)點(diǎn)。首先，基于同被引知識(shí)流方法搜索得到的主路徑的源節(jié)點(diǎn)是3172862，這項(xiàng)專利首次公開了含共軛結(jié)構(gòu)的主體有機(jī)材料的電致發(fā)光現(xiàn)象，揭開了對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件的研究；基于SPC方法得到的主路徑的源節(jié)點(diǎn)是4164431，這項(xiàng)專利公開了使用多層有機(jī)組合物的有機(jī)太陽(yáng)能電池，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。其次，兩條路徑高度重合部分(4356429 -…- 6303238)，所有專利都是關(guān)于有機(jī)電致發(fā)光器件，這與基于同被引知識(shí)流方法搜索得到的主路徑的源節(jié)點(diǎn)承接性較強(qiáng)，而與SPC方法得到的主路徑的源節(jié)點(diǎn)(關(guān)于光電轉(zhuǎn)換)關(guān)系較弱。最后，基于同被引知識(shí)流方法搜索得到的主路徑在2008年之后的專利(7332232-9281483-9722193)公開了包含不同的金屬配合物的有機(jī)發(fā)光二極管器件；基于SPC方法得到的主路徑在2008年之后的專利(7279704-9059412-9224963-9385329-9947881)中，專利7279704關(guān)于磷光有機(jī)材料，專利9059412關(guān)于金屬配合物，專利9224963、9385329和9947881則都是關(guān)于鉑配合物。為提高發(fā)光效率，鉑配合物等其他重原子金屬配合物在電致發(fā)光材料領(lǐng)域被廣泛探索[23]。基于同被引知識(shí)流的方法得到的位于主路徑后期的節(jié)點(diǎn)在研究?jī)?nèi)容上承接關(guān)系稍強(qiáng)，而SPC方法得到的位于主路徑后期的節(jié)點(diǎn)稍顯分化。

表3 基于同被引知識(shí)流方法與SPC的全局主路徑中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

總體來說， 基于同被引知識(shí)流方法搜索得到的主路徑能提取出更早的專利技術(shù)，可以追溯到技術(shù)的根源節(jié)點(diǎn)。從內(nèi)容分析可以看出，基于同被引知識(shí)流方法搜索得到的主路徑更為集中，源節(jié)點(diǎn)以及主路徑節(jié)點(diǎn)表示的專利技術(shù)都與有機(jī)電致發(fā)光器件相關(guān)，而基于SPC方法得到的主路徑節(jié)點(diǎn)數(shù)量更多，專利技術(shù)更為分散。相比之下，基于同被引知識(shí)流方法提取出的技術(shù)主路徑對(duì)于理清有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)的演化過程的脈絡(luò)更有理論價(jià)值。

2.2基于同被引知識(shí)流方法的演變路徑將本文得到的7 343篇專利文獻(xiàn)按時(shí)間劃分，每5年為一段，由于2003年以前的數(shù)據(jù)量較少，不作單獨(dú)劃分。然后將1976-2003，1976-2008，1976-2013，1976-2018年的專利文獻(xiàn)和它們的引文構(gòu)成專利引證網(wǎng)絡(luò)，依照上文實(shí)驗(yàn)步驟得到基于同被引知識(shí)流方法的技術(shù)主路徑。表4為OLED領(lǐng)域的美國(guó)授權(quán)專利數(shù)據(jù)按時(shí)間階段劃分的統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

表4 OLED領(lǐng)域的美國(guó)授權(quán)專利數(shù)據(jù)

2.2.1 路徑形態(tài) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，圖3從左至右分別為截至2003、2008、2013的專利數(shù)據(jù)及其引文數(shù)據(jù)構(gòu)成引文網(wǎng)絡(luò)，然后采用同被引知識(shí)流方法得到的技術(shù)主路徑。截至2018年的技術(shù)主路徑如圖2(左)所示。

從路徑形態(tài)上來看，圖3 (左)與圖3 (中) 所示路徑在除源節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)上完全重合，側(cè)面說明有機(jī)發(fā)光二極管領(lǐng)域在2004-2008年間專利技術(shù)沒有較為重大的突破。比較基于同被引方法得到的4條技術(shù)主路徑(圖2 (左) 與圖3)發(fā)現(xiàn)，路徑(4356429-4539507)在整條技術(shù)主路徑中一直占比較大，該路徑連接的兩項(xiàng)專利被引頻次也較高。

1976-2003 (左) 1976-2008 (中) 1976-2013 (右)

2.2.2 路徑內(nèi)容 從路徑內(nèi)容上來看，圖2 (左) 及圖3所示的4條技術(shù)主路徑的源節(jié)點(diǎn)分別為3173050、3172862，這兩項(xiàng)專利都是由Gurnee等人于1965年申請(qǐng)，首次公開了含共軛結(jié)構(gòu)的主體有機(jī)材料的電致發(fā)光現(xiàn)象，揭開了對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件的研究，在專利內(nèi)容上具有相似性。4條主路徑在源節(jié)點(diǎn)后的2個(gè)節(jié)點(diǎn)(4356429，4539507)是完全重合的，專利4356429中美國(guó)柯達(dá)公司的Tang等人首次發(fā)明了具有三明治結(jié)構(gòu)的有機(jī)雙層薄膜電致發(fā)光器件，使器件的開啟電壓大大降低，這是有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化時(shí)代的重要標(biāo)志[24]，自此有機(jī)電致發(fā)光材料與器件在國(guó)際上開始了大規(guī)模的研發(fā)。4539507從提高交流技術(shù)效率方面改善了器件制備工藝。

圖3 (左) 和 (中)所示路徑的中后期節(jié)點(diǎn)(5059861-5276381-5742129-6232713)完全重合，其中專利505986和5276381從開發(fā)新型發(fā)光材料、專利5742129從探索新的器件結(jié)構(gòu)方面提高了發(fā)光效率，6232713則通過屏障將有機(jī)電致發(fā)光裝置彼此分離從而改善了制作工藝。值得注意的是，圖3 (中) 所示路徑與圖3 (左) 相比并無新增節(jié)點(diǎn)，但節(jié)點(diǎn)及邊權(quán)相對(duì)大小發(fā)生改變，說明2004-2008年新增專利更加側(cè)重對(duì)專利5059861-6232713的引用，對(duì)新增專利的同時(shí)引用較少。

圖3 (右) 所示路徑中，中后期專利(如5151629、6130001和6798135)更多涉及開發(fā)新的發(fā)光和傳輸材料，以提高操作穩(wěn)定性、器件壽命、發(fā)光效率和顏色等。這與姜春林等[25]的研究結(jié)論類似：OLED涉及的技術(shù)領(lǐng)域以半導(dǎo)體器件為核心，同時(shí)有明顯的演化趨勢(shì)，如用于控制光的強(qiáng)度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置逐漸變?yōu)橹鲗?dǎo)性技術(shù)領(lǐng)域，這與OLED顯示器的技術(shù)成熟化相關(guān)。此條路徑與前兩條(圖3 (左) 和 (中))相比，在節(jié)點(diǎn)4539507后發(fā)生變化(由5059861轉(zhuǎn)變?yōu)?061569，此二項(xiàng)專利分別關(guān)于公開新型陰極發(fā)光材料、改進(jìn)發(fā)光器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu))，且后續(xù)節(jié)點(diǎn)無一相同，表明在2009-2013年OLED領(lǐng)域?qū)＠芯糠较蜉^之前發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。

圖2 (左) 所示路徑中，中期專利(如5343050、5674597和5834893)以探索新的器件制作工藝及器件結(jié)構(gòu)為主，而后期則主要涉及開發(fā)和研究新型發(fā)光材料，如6303238公開了摻雜磷光化合物的發(fā)射層，7332232研發(fā)了具有過渡金屬的發(fā)射材料和光活性配體，9281483和9722193研發(fā)了磷光金屬配合物以改進(jìn)磷光材料。正如焦志強(qiáng)等[26]的研究所述，理論上，有機(jī)磷光材料發(fā)光效率是有機(jī)熒光材料的4倍，在發(fā)光效率上有突破性的進(jìn)展，磷光發(fā)光材料近來已成為OLED材料極重要的發(fā)展方向。與圖3 (右) 所示路徑相比，此路徑在節(jié)點(diǎn)5151629后改變，由5925980轉(zhuǎn)變?yōu)?343050，此二項(xiàng)專利都是關(guān)于探索新的器件結(jié)構(gòu)，分別為具有梯度(分級(jí))區(qū)域的發(fā)光器件、具有多層結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜。并且在節(jié)點(diǎn)5151629后，圖2 (左) 與圖3 (右) 兩條路徑完全無重疊。

總的來看，圖3所示的1976-2003年與1976-2008年專利數(shù)據(jù)形成的演進(jìn)路徑基本重合，二者與截至2013、2018年的路徑在前期基本重合，屬于領(lǐng)域內(nèi)開創(chuàng)性研究，在研究發(fā)光機(jī)理、探索新的器件制作工藝及研發(fā)新型發(fā)光材料三方面均有涉及，但中后期差異顯著。在1976-2013年專利數(shù)據(jù)形成的演進(jìn)路徑中，中后期專利以開發(fā)新的發(fā)光和傳輸材料為主。在1976-2018年專利數(shù)據(jù)形成的演進(jìn)路徑中，中期專利主要涉及優(yōu)化器件制作工藝及器件結(jié)構(gòu)，后期則注重于新型發(fā)光材料的研發(fā)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，基于同被引知識(shí)流的技術(shù)主路徑并非一成不變，具有動(dòng)態(tài)演變的特性。

3 討 論

3.1貢獻(xiàn)與創(chuàng)新之處基于同被引知識(shí)流方法對(duì)專利引證網(wǎng)絡(luò)邊權(quán)賦值，采用全局搜索方法提取權(quán)重值之和最大的技術(shù)主路徑。相比傳統(tǒng)的主路徑分析方法SPx對(duì)引證網(wǎng)絡(luò)的邊進(jìn)行遍歷計(jì)數(shù),本文采用的基于同被引知識(shí)流方法有以下貢獻(xiàn)和創(chuàng)新之處：

a.解決了參考文獻(xiàn)數(shù)量多的文獻(xiàn)有更大機(jī)會(huì)獲得更高權(quán)重的問題。在引證網(wǎng)絡(luò)中將節(jié)點(diǎn)間傳遞的知識(shí)流的大小作為邊的權(quán)重值，然后根據(jù)邊的權(quán)重值采取全局搜索算法提取主路徑，避免由于參考文獻(xiàn)太多導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)權(quán)重值大入選主路徑而邊的權(quán)重值都很小的問題。

b.本文基于引證網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)關(guān)系來衡量鏈接權(quán)重。在提取領(lǐng)域主路徑時(shí)不僅考慮了節(jié)點(diǎn)的影響，還考慮了節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的密切程度。

c.通過專利文獻(xiàn)的同被引強(qiáng)度確定路徑上的知識(shí)流比重。由于文獻(xiàn)的同被引關(guān)系是由比它們新的知識(shí)內(nèi)容決定的，上述方法得到的主路徑建立在歷史追溯的角度上，反映了不同時(shí)期的當(dāng)前研究者們對(duì)過去知識(shí)的看法，具有動(dòng)態(tài)演變的特性。

3.2局限之處與應(yīng)用范圍基于同被引知識(shí)流方法提取技術(shù)主路徑的方法存在以下三點(diǎn)局限：

a.本文基于專利文獻(xiàn)間的同被引強(qiáng)度對(duì)引文網(wǎng)絡(luò)的邊權(quán)賦值，由于文獻(xiàn)的同被引關(guān)系是由比它們新的知識(shí)內(nèi)容決定的，因此在時(shí)間上存在一定的滯后性，不適于用來發(fā)現(xiàn)前沿研究領(lǐng)域。

b.基于不同時(shí)間階段的專利文獻(xiàn)及其參考文獻(xiàn)所得的主路徑可以發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容的轉(zhuǎn)變，但無法衡量這種轉(zhuǎn)變的大小，可對(duì)此做進(jìn)一步研究。

c.本文基于文獻(xiàn)之間的引證關(guān)系，所以并不適用于沒有引文的專利數(shù)據(jù)。