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121專利期限
諾德豪斯（1969）建立了最優專利保護期限的基本模型。他將生產過程分為三個階段，在第一階段，眾多同質的企業處於完全競爭狀態，它們的平均成本和邊際成本相等，且恒為常數。在第二階段，有一個企業成功地從事了技術創新，獲得了專利保護。這一階段的市場結構是完全壟斷的，原因在於技術創新使得該企業的平均成本低於其他企業，從而將其他企業逐出市場，第二階段的長度等於專利保護期限。在第三階段，專利保護到期，其他企業都能夠無償享有專利技術，市場結構又恢複到完全競爭狀態。這一階段，由於專利技術被普遍采用，整個社會的生產成本和市場價格都要低於第一階段的水平。這一模型表明，若專利保護期延長，預期利潤的增加將促使企業把更多的資源投入到R&D中，從而帶來成本更大幅度降低；但是同時也伴隨著社會損失的增加。當社會從創新中的獲益與福利損失在邊際上相等時，專利的保護期是最優的。
謝勒（1972）對諾德豪斯的研究成果進行了更為直觀的解釋。技術創新受到專利製度的保護後，給企業帶來了好處，即創新企業獲得了超額利潤；專利到期後，社會處於完全競爭狀態，企業超額利潤為零，技術創新給社會帶來的好處完全體現在消費者剩餘中。假定這種剩餘在生產者和消費者之間的分配並不重要，即認為專利權人與社會的收入邊際效用相同，那麼，求解社會福利最大化就等同於對第二階段的生產者剩餘和第三階段的消費者剩餘的現值之和求解最大值。具體而言，即對社會總福利的現值關於專利保護期求極大值，約束條件則是企業從事研發活動時的利潤最大化原則。按照這一原則，謝勒的結論是：確定的最優專利保護期，應當使得延長專利保護帶來的邊際成本等於邊際社會收益。謝勒同時認為，專利保護期不能無限延長。這是因為，隨著保護期的延長，一方麵，研發投入會增加，但取得的技術創新在降低生產成本方麵卻呈現出邊際報酬遞減的趨勢，因此，所增加的生產者剩餘和消費者剩餘越來越少；另一方麵，保護期延長，不僅會使研發成本增加，而且，保護期內喪失的消費者剩餘也會增加。可見，如果保護期過長，會使社會邊際成本超過社會邊際收益，得不償失吳欣望：《專利經濟學》，北京，社會科學文獻出版社，2005年，第20-23頁。。
中國學者陳國富（2006）通過幾何圖形對最優專利保護期進行了研究。他認為，專利期限越長，越能激勵發明者做出節約成本更多的發明。但是，並不能給專利無期限的保護。因為，專利保護是以壟斷價格的低效率為代價的，專利發明一旦出現，它的邊際成本就為零，如果按照效率原則來定價，則應該將其價格設定為零。但若定價為零，就失去對發明的激勵作用了。所以，專利期限的決定依賴於給予發明以動力和容忍壟斷價格的低效率之間所達成的均衡，這種均衡就是邊際收益曲線與邊際成本曲線相交時的結果。如圖12所示，最優專利期限應該為T。
圖12最優專利期限
圖中邊際收益曲線是專利期限的函數，並且與專利期限成反比。邊際收益隨專利期限的邊際增加而減少，主要是因為研發投資的報酬遞減。邊際成本曲線也是專利期限的函數，但是與專利期限成正比。邊際成本隨專利期限的邊際增加而增加，主要是因為壟斷的機會成本遞增。
122專利的範圍
梅吉斯和內爾鬆（Merges & Nelson,1998）將專利保護期限視為專利權人壟斷力量的持續時間，而將專利保護範圍視為這種壟斷力量的覆蓋區域。那麼，如何確定最優的專利保護範圍呢？保護範圍的增加，能增強壟斷力量，提高對發明的激勵，但同時壟斷力量的加強也會帶來社會福利的進一步損失，這是顯而易見的。經濟學家在分析專利保護範圍時，一個研究方向是將它和專利期限結合起來，試圖為最優專利製度的設計奠定理論基礎。吉爾伯特和夏皮羅（Gilbert & Shapiro,1992）將專利的保護範圍量化為企業每年獲取的利潤流量。專利保護的範圍越寬，則年利潤流量就越大。政策製定者的任務就是要在保持企業淨利潤不變的前提下，對專利保護期限和保護範圍進行適當的搭配，從而實現社會福利的最大化。他們最後的結論是：應該選擇“窄範圍”和“長期限”相搭配的專利政策。而克萊姆佩羅（Klemperer,1990）和加利尼（Gallini,1992）的研究則表明，在某些情況下，“寬範圍”和“短期限”相結合的搭配也可以是最優的。這些結論看似相互矛盾，其實是和模型的假設、複雜程度、分析方法和著眼點密切相關的。塔卡羅（Takalo，2002）對此進行了更一般的分析，得出的結論是：如果專利保護範圍相對於期限來說對社會收益影響更大時，那麼縮小專利保護範圍，延長專利期限將會更優；如果專利保護範圍相對於專利期限來說對私人創新收益的影響更大時，那麼擴大專利保護範圍、縮短專利期限將會更優。
對專利保護範圍的另一個研究方向是專利當局在專利授權時對專利技術的新穎性（novelty）、創造性（inventiveness）和實用性（utility）程度要求的高低。寇宗來（2005）、陳國富（2006）認為，專利權不是一種天然權利，它需要政府授予和法律保護。發明者為了獲得專利，必須向專利當局提交請求書、說明書及其摘要和權利要求書等文件。專利當局在審查後可以批準也可以拒絕授予專利。因此，專利的保護範圍受到新穎性、創造性和實用性的製約。對於絕大多數發明而言，實用性對專利申請並不構成實質性的限製，故此，學術界的探討主要集中在新穎性和創造性方麵。
新穎性是獲得專利權的必要條件，而信息不對稱和不完全則是新穎性要求影響申請和審查結果的關鍵所在。從社會福利角度看，如果發明不具有新穎性，就不應該對其進行專利保護，因為這徒然增加了社會的壟斷成本。顯然，在完全信息下，隻有滿足新穎性的發明才可能被授予專利；同樣，也沒有人會用不具新穎性的發明申請專利。但實際情況是，不論發明人在提出專利申請時，還是專利當局在審查專利申請文件時，都不可能完全掌握已有的披露信息，因為他們不可能搜索和核查所有的信息來源，或者說這樣做的成本太過高昂。一般而言，申請者比審查者更具有信息優勢，因為他們對所在行業的各種信息更加了解。由於信息不完全，專利當局可能會批準本不該批準的不具有新穎性的發明。因此，即使知道其發明不具新穎性，發明者也可能提出專利申請。而一旦獲得批準，這種本應無效的專利卻可能由於各種原因得以維持，並給權利人帶來巨大的收益。這就使專利當局在處理新穎性標準時麵臨一個成本收益的權衡：如果要降低在新穎性審查中出現的錯誤，則必須花費更多的成本，但這也減少了因錯誤而帶來的不必要的壟斷成本，增加了自由競爭帶來的收益，究竟降低到何種程度，應當在審查的邊際成本等於競爭帶來的邊際收益這一點為好。
創造性是指和已有技術相比，該發明必須具有“實質性”和“顯著的”進步。如果創造性標準較低，人們就可以對現有專利技術稍加改進申請專利，最終在市場競爭中替代之。所以，過低的創造性標準實際上意味著不可能對技術創新進行有效保護。然而，對“實質性”和“顯著”的界定，不但和法律條文、案例判決相關，也嚴重依賴於專利審查人員的主觀決斷。這樣，和社會最優相比，審查人員可能會犯兩種錯誤。第一類錯誤，是指審查人員沒有將專利授予那些本該被批準的發明；第二類錯誤，是指審查人員將專利授予了那些本該被否決的發明。一個合理的假設是，如果審查人員花費更多的時間和精力，他的主觀評價和社會最優狀態將會更加接近，減少這兩類錯誤。但是，不管審查人員的主觀評價如何，如果相關法律對申請專利的創造性標準確定的比較高，則發明被授予專利的可能性就比較小。由此可見，創造性標準的高低直接反映了專利保護範圍的大小。在製定和實施與創造性要求相關的審查標準時，應該充分考慮由這些導致的經濟後果寇宗來：《專利製度的功能和績效》，上海，上海人民出版社，2005年，第90-92頁。。