【圖文】LED熒光粉及量子點全球專利分析

文章來源:恒光電器

發布時間:2016-06-22

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　　面臨轉折點，裝修照明，重塑LED熒光粉產業

　　近兩年LED市場出現了一些重要的變化，LED照明應用獲得了重大發展，家用照明，中國LED產業也開始崛起。就LED熒光粉而言，氮化物熒光粉仍舊是高CRI（顯色指數）照明和廣色域顯示器應用的主要紅色熒光粉。盡管受到各方專利限制，但是熒光粉供應商們仍獲利頗豐。

　　但是，現在市場上出現了一種新材料，即由GE（通用電氣）公司開發的四價錳摻雜的氟硅酸鉀，并且Denka（日本電氣化學）、Nichia（日本日亞化學）、GE等公司已經實現了該材料的量產。這種新材料得益于其極窄的光譜帶，廠房照明，設計，或可挑戰氮化物熒光粉在顯示應用中的主導地位。

　　量子點技術得益于其設計靈活性（發射波長可調）以及非常窄的發射光譜帶，照明產品，在市場上逐漸興起，星級酒店照明燈具，成為顯示應用十分可靠的替代選擇方案。YAG（釔鋁石榴石）熒光粉目前仍是白光LED應用的最佳黃色熒光粉。但是其使用卻受到Nichia強大的專利保護限制。硅酸鹽熒光粉是YAG熒光粉的最佳替代品，照明資質，但是目前在性能上仍稍遜一籌。自2017年開始，隨著YAG熒光粉關鍵專利開始逐個到期失效，而其價格又大幅低于替代產品，預計YAG熒光粉在2020年前將主導整個熒光粉市場，而硅酸鹽熒光粉除非在性能和成本方面能夠獲得突破性進展，否則其市場份額將顯著降低。

　　熒光粉專利是影響LED產業的重要力量，涉及約50家公司的70余起熒光粉專利訴訟案件，對整個LED產業產生了重大影響。整個LED產業早已為那些基礎專利的失效而做好了準備。這將幫助像中國LED封裝企業這樣的新入局者擴張其海外市場。

　　同時，Everlight（億光電子）一直在努力無效Nichia大部分基礎專利，OSRAM（歐司朗）和Nichia則持續的通過專利訴訟加強其專利影響，工程照明，行業資訊，BOSE聯盟（2000年左右，Toyoda Gosei與奧地利Tridonic Jennersdorf公司、德國Leuchtstoffwerk Breitungen公司、LitecGbR共同組建的Barium Ortho-Silicate Europium聯盟）則通過將其硅酸鹽熒光粉專利許可給眾多中國LED封裝企業， LED置換工程，不斷擴大其專利許可計劃。

　　LED應用領域的熒光粉和量子點全球專利申請趨勢

　　截止2015年9月，全球公開發布的關于LED應用的熒光粉和量子點的授權發明專利超過了7510件。其中，LED射燈，第一批專利由日本公司申請（三菱、松下、日亞、東芝、日本國立材料研究所等）。2003~2007年期間，在Nichia開發了首款高亮度氮化鎵藍光LED后，該領域的專利申請數量開始急劇攀升。第二波專利申請高潮開始于2010年，專利申請主要來自AOT（臺灣榮創）、三星和Stanley Electric（日本斯坦利電氣），申請的專利主要集中于熒光粉的成分，店鋪照明，其技術趨勢相同，但發展較慢。中國LED熒光粉企業如Sunfor Light（四川新力）則是近期剛剛步入LED熒光粉和量子點專利舞臺。

　　總體而言，專利申請高峰出現在2013年，從2013年開始專利申請增長趨勢開始減緩。與此同時，隨著大批待審專利審查通過后，全球授權專利數量應該呈現增長趨勢。

　　這些新材料熒光粉如四價錳活化的熒光粉或量子點熒光粉還遠未達到其技術成熟期，而且它們的商業化應用才剛剛開始，例如在顯示器領域的應用。

OSRAM相關的專利訴訟和授權許可

　　關鍵供應商

　　LED應用領域的量子點技術關鍵專利

　　LED應用領域的熒光粉和量子點相關專利的申請人涉及200多位，包括：Nichia、CREE（科銳）、Osram、Philips（飛利浦）、Toyoda Gosei（日本豐田合成）、Samsung（三星）、LG以及Seoul Semiconductor（韓國首爾半導體）等。

　　許多重要供應商因其基礎專利即將到期而面臨市場挑戰。為了避免新入局者參與競爭，這些領先的LED制造商將更加依賴于近期申請更多的專利，包括屬于同一專利家族的那些基礎專利的延續申請。

　　松下憑借其LED應用的波長轉換器專利位列專利申請人排行榜榜首，其熒光粉成分相關專利的專利引用數位列第七。盡管松下并非LED產業的領導者，但它的LED研發活動非常活躍，包括對于新型熒光粉成分的開發。不過其LED相關專利組合則不限于熒光粉相關的發明。松下廣泛的專利組合使其能夠在LED產業相對自由的運營。

　　與松下相似，東芝也顯示出在該領域較強的專利布局，LED筒燈，盡管它在LED產業的營收表現相對平平。對于東芝近期關于退出白光LED市場的決定將如何影響其整個LED照明市場戰略，我們將拭目以待。

　　LED應用領域的氮化物/氮氧化物熒光粉專利主要申請人分析

　　專利技術和知識產權策略

 　　LED應用領域的熒光粉和量子點專利按類型分類

　　現有的LED應用的熒光粉和量子點專利包括：應用熒光粉或量子點技術的LED專利、熒光粉成分專利、量子點技術專利以及可遠程配置的LED專利。特別提供了關于熒光粉成分（尤其是氮化物和新成分）、量子點、無鎘量子點以及中國供應商的相關專利分析。

　　Nichia和Osram在石榴石熒光粉領域處于專利領先地位。兩家公司都在1996年申請了關于YAG、TAG和多種其它石榴石熒光粉的基礎專利。緊隨這兩家公司之后的是飛利浦和三菱。其它一些供應商則在硅酸鹽/正硅酸鹽熒光粉領域處于領先位置。但是，在材料分類里，關于熒光粉成分的最強專利組合則屬于BOSE聯盟。在氮化物/氮氧化物熒光粉領域， LED置換工程，日本廠商處于支配地位。其它的大公司關于氮化物熒光粉也有相關專利申請，但是，主要是關于LED對氮化物熒光粉的應用，大部分專利未涉及氮化物熒光粉本身的開發。

　　中國最活躍的公司/院校對熒光粉成分的研究主要集中在氮化物，但也涉及新成分的研究，例如銪活化鉬、釩酸鹽、氯硼酸、鎢酸鹽以及銻酸鹽。

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