全球LED专利情况分析
Micro_LED显示技术的专利分析
运营维护技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０５．０７２Micro LED显示技术的专利分析王娜，刘雪莲（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100190）摘要：微发光二极管（Micro Light Emitting Diode，Micro LED）显示技术被誉面向未来的“终极显示技术”，是近年来国内外企业的研发热点。
中国也在Micro LED显示技术方面进行了大量的专利布局。
针对Micro LED显示技术进行了专利分析，通过分析可以看出，国内创新主体虽然在专利申请数量上处于全球领先地位，但是从重点专利数量上来看中国创新主体在芯片微缩、面板制造及应用环节占据一定地位，而对于巨量转移、全彩显示领域技术需要加大研发。
关键词：微发光二极管（Micro LED）；显示；专利分析Patented Analysis of Micro LED Display TechnologyWANG Na, LIU Xuelian(Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office of SIPO, Beijing 100190, China) Abstract: Micro Light Emitting Diode(Micro LED) display technology is hailed to be the “last display technology” towards the future, it is a hotspot for development of domestic and foreign businesses in recent years, anda large number of patent layouts. A patent analysis was conducted herein for Micro LED display technology, as can beseen by analysis, the domestic body of innovation, while leading globally in the number of patent applications, occupiesa certain level in the chip micro-scale, panel manufacturing and application segments from the number of key patents,and the technology in the field of full color display needs to be developed for large volume transfers.Keywords: Micro Light Emitting Diode (Micro LED); display; patent analysis0 引 言微发光二极管（Micro Light Emitting Diode，Micro LED）显示技术是指以自发光的微米量级LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。
我国LED照明产业专利仅占全球一成
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国内外LED产业发展现状与态势特点分析
国内外LED产业发展现状与态势呈现出以下显着特点：
1、国际大厂引领产业发展，利用技术优势占据高附加值产品的生产
日本Nichia、ToyodaGosei,美国Cree、Lumileds、GelCore、欧洲Orsam等国际厂商代表了LED的最高水平，引领着半导体照明产品产业的发展。日本和美国两大区域的企业利用其在新产品和新技术领域中的创新优势，主要从事最高附加价值产品的生产。其中日本几乎垄断全球高端蓝、绿光LED市场，为全球封装产量第二大、产值第一大的生产地区。
3、我国已成为重要封装基地，海内外企业纷纷投资抢占国内巨大市场
自2003年实行半导体照明工程以来，我国LED产业已进入快速发展时期，我国下游封装已实现了大批量生产，正在成为世界重要的中低端LED封装基地。
受国内下游应用产品巨大的制造能力及市场消费的吸引，除积极介入的民营资本外，台湾地区、香港、韩国及日本的众多投资者都已在我国投资，在提高我国的半导体照明产业技术水平和产业国际竞争力同时，也剧了国内市场的抢夺大战。
4、产业投资继续加大，国际知名厂商间合作步伐加快，以占据有利市场地位
随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产加快抢占市场份额。日本Nichia、ToyodaGosei,美国Cree、Lumileds等国际着名半导体照明厂商均加大了投资力度。
随着LED产业分工与竞争的加剧，国际大厂间的参股投资、代加工、代理销售、专利交互授权、策略联盟等合作
从全球来看，半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。美国Cree、Lumileds，日本Nichia、ToyodaGosei，德国Osram等垄断高端产品市场。随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产，加快抢占市场份额。从芯片产能的分布来看，中国台湾地区的InGaAlP系、GaN系芯片产能均为全球第一，目前全球市占率分别为60%、30%；日本GaN系芯片产能位居全球第二。从封装企业的分布来看，主要分布在日本、中国大陆及台湾等国家和地区。目前，我国也已将发展LED和光伏产业提上重要的议事日程，国家近期出台的电子信息产业振兴规划将发展LED、太阳能光伏产业作为主要任务之一。
大功率LED专利技术状况分析
半 导 体 产业 国 际分 工和 相 应 的 利 益 分 配 ，要想提 高我国半 导体照 明领域的 国 际竞 争力 ，必 须在高 功率领域 有 自主 知
明 市场仍将继续增长 ， 过了２１ ，在世 ００ 年
界照明市场上 ，ＨＢ Ｌ Ｄ可 占有很大的比 —Ｅ 重。随着高 功率的 Ｌ Ｄ出现 ，二十 一世 Ｅ 将进入 以Ｌ Ｄ为代 表的新 型照 明光源 Ｅ 对代 ，被称为第四＜￣／ ０ －光源。 Ｌ Ｄ要 在照 明领域 发展 ，进 入特 种 Ｅ 根明 的市场领域 ，并向普通 照明市场 迈
部 高级 经理 ；曾获鹤 山市 杰 出外来工 荣誉称 号和 江 门市 科 学技 术进 步 奖励二 等奖 、 三等 奖 ；中 国标 准化 协会 会 员 ，中 国知 识产 权 学会 高级 会 员， 中国照明 学会 高级 会 员；多次 参与灯 具 国家标准
和 美 国ｕＬ 准 制 订 工 作 ， 标
作者简介 ： 陶玖祥 ：现 任职于真明
丽 集 团 公 司 研 发 总 部 资 深 顾
摘 要 ：文章 介绍 了大 功率 Ｌ Ｄ当今发展趋势 。及其国内专利技术分布情况 。 Ｅ 关键词 ：大功率Ｌ Ｄ 封装专利 Ｅ
问．曾任 鹤 山银 雨 灯饰 有限
公 司标 准 部 经 理 ． 专 利 标 ； 住
据行业分析机构 ｃＲ Ｉ 的研究报告预测 ，全球Ｌ Ｄ Ｅ 市场销售额将从 ２０年的３亿 ０４ ２
美元 增至２ ０ 年５ 亿 美元 ，而大 功率 高亮度 Ｌ Ｄ或基于 Ｌ Ｄ的灯 具 由１亿 元增 至 ０８ ６ Ｅ Ｅ ６
２ 亿美元 ，据美国Ｓ ａ ｇ ｓ ｎｍｔ 预￣２１年将 达５ ｔｔ ｉ ｌ ｉｄ ｒｅ ｅＵ ｉ ｅ ００ 万亿美元 ，成为全球最大产业 之一 。Ｓ ａｇ ｓ ｎｍｔ 公司针对全球Ｈ － Ｅ 及其照明市场的发展 ，预计未来整 ｔｔ ｉ ｌ ｉｄ ｒ ｅ ｅＵ ｉ ｅ Ｂ ＬＤ
二、LED专利发展分析——LED专利发展分析
在美国、 欧盟、 德国、 英国、 法国、 韩国、 日本、 中国大陆、 中国台湾地区和 ｗＩＯ（ Ｐ 世界知识产杈组织 ） 所申请的专利。本
文 主要 以 Ｌ Ｄ专利 申请 时 间态 势分 析 、 Ｅ 地理 区域 分析 及 ＩＣ类 型 分析 为主 线 ， 全 球 、 国 、 东省 的 Ｌ Ｄ专 利 情 Ｐ 对 全 广 Ｅ
表 １１ 各年专利件数统计 ．
年份
２０ ０９
２ ００８
专 利数 （ 位 ： ） 单 件
２２３ ７ ２
２８２３ ８
年 份
１ ９ ９９
１ ９９８
专 利数 （ 单位 ： ） 件
８ ９ ４３
６ ３ ５９
２ ００７
２Ｏ０ ６
２ ８５７ ７
３１ ３ ０３
１ ９９７
图 １２ ９ ． ９ ０年至 ２ ０ １ ０ ９年 间每 年在 华 申请 和 公 开 的 Ｌ Ｄ专 利 数 Ｅ
【 Ｅ 在 华专 利 】Ｉ 体 趋 势 分 析 】 ＬＤ ． 总
。
况进 行纵 向的对 比分 析 ， 基于 专利 发展 的 视 角 ， 据广 东 省 Ｌ Ｄ产业 现状 ， 出若干 建议 。 并 根 Ｅ 给
一
、
Ｌ Ｄ专 利 时 间 态 势 分 析 Ｅ
１专利趋 势 概况 ．
上世 纪 ５ ０年代起 至 ２ ０ ０ ９年 ， 球共 申请 Ｌ Ｄ相 关 专利 ３ 全 Ｅ ０余万 件 ， 照公 开 日期统 计 如下 ： 按
１ ９９６
５３８１
４ ９ ７８
２ ５ ０Ｏ
２ ４ ＯＯ ２ ３ ００ ２ ２ ＯＯ
２４４４ ９
２２６ ０５ １ ７９４ ３ １ ０２ ４９
１ ５ ９９
LED照明技术专利分析
LED照明技术专利分析近年来，LED照明技术在我国得到了广泛的应用和发展，其节能、环保、寿命长等特点使其成为未来照明行业的主流。
本文将通过分析LED照明技术的专利情况，了解行业的发展趋势和技术创新点。
一、LED照明技术专利申请量分析根据统计数据显示，LED照明技术的专利申请量呈逐年上升趋势。
尤其是在近几年，随着LED产业的快速发展，专利申请量更是大幅增长。
这表明LED照明技术领域的研究和开发受到了广泛关注，同时也意味着市场竞争的加剧。
二、LED照明技术专利申请人分析在LED照明技术专利申请人方面，我国企业和科研机构的表现十分抢眼。
其中，比亚迪、华星光电、京东方等知名企业专利申请量位居前列。
一些创新型中小企业和初创公司也在积极布局LED照明技术专利，表现出强烈的创新意识。
三、LED照明技术专利类型分析LED照明技术专利类型主要分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。
其中，发明专利是最能体现技术创新水平的专利类型。
根据统计数据显示，LED照明技术发明专利申请量占比逐年上升，说明我国在LED照明技术领域的创新实力不断提高。
四、LED照明技术专利技术构成分析LED照明技术专利技术构成涵盖了发光二极管、驱动电路、散热系统、光学设计等多个方面。
在这些领域中，发光二极管和驱动电路的专利申请量较高，说明这两个领域是LED照明技术研究的重点。
散热系统和光学设计的专利申请量也较高，表明企业在提高LED照明产品的性能和寿命方面投入了大量的研发精力。
五、LED照明技术专利地域分布分析LED照明技术专利地域分布较为广泛，我国各省市均有专利申请。
其中，广东、江苏、浙江等地的专利申请量较高，这与这些地区LED 产业的发展状况密切相关。
一些中西部地区也在积极布局LED照明技术专利，表现出区域发展的均衡性。
六、结论LED照明技术在我国得到了广泛的关注和投入，专利申请量逐年上升，技术创新能力不断提高。
在未来的发展中，我国LED照明产业应继续加大研发投入，提高专利质量，提升国际竞争力。
关于LED核心专利
关于LED核心专利凭借着能源转换效率高、单位耗电低、寿命长等诸多优势，LED照明正刮起一阵“绿色旋风”，不仅在全世界掀起替代传统白炽灯的“照明革命”，而且成为全球最具有发展前景的技术领域之一。
国家知识产权局专利局出版的《LED照明产业专利分析报告》，试图通过专利分析方法，揭示LED照明产业现状和发展趋势、专利技术整体态势等。
技术：“游击队”PK “集团军”如果没有“蓝光之父”中村修二的一系列重要发明为LED照明铺平产业化道路，也许到现在LED还只能躺在实验室里乏人问津。
在这样一个飞速发展的新兴行业，一项重要核心专利就这样改写整个行业的历史。
《报告》对此提出也佐证，虽然LED照明专利技术早在1955年就出现，但真正迎来“井喷”式的发展是从2001年开始的，1991年之前年申请量还没有超过1000项，此后的十余年呈现发展越来越快的上升趋势，2011年年申请量甚至达到了3.1万项，而目前全球LED照明专利申请总量已超过20.6万余项。
正因为如此，所以各大厂商才会对技术研发如此不遗余力。
“日亚化学、科锐、飞利浦、三星等公司均拥有数百人的庞大研发团队，并且非常注重专利的系统性、整体性。
”国家知识产权局专利局电学发明审查部半导体一处处长唐跃强说。
如果说，手握全产业链整套专利的国际巨头如同装备精良的“集团军”，那么国内企业更像是遍地开花的“游击队”。
“我国申请量虽然较大，但申请人众多，较为分散，单个国内企业申请人的申请量都不大，无法形成整体竞争力，很难与国外巨头如飞利浦、日亚化学、科锐、三星等匹敌。
”国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心光电部应用光学二室主任王艳妮说，“结果是很难将自身的成果形成专利布局，形成有层次、多方面的保护，在遇到国外企业专利纠纷时，经常顾此失彼，很难形成对自身的保护。
”与“集团军”相比，我们不仅是规模“小而散”，而且技术水平“相对弱”。
王艳妮进一步指出，虽然我国LED专利申请量世界排名第一，但国内企业对含金量较高的发明专利申请数量较少。
LED可见光通信的全球专利申请与重点技术分析
２０１８年４月第２９卷㊀第２期照明工程学报ＺＨＡＯＭＩＮＧＧＯＮＧＣＨＥＮＧＸＵＥＢＡＯＡｐｒ.㊀２０１８Ｖｏｌ ２９㊀Ｎｏ ２ＬＥＤ可见光通信的全球专利申请与重点技术分析方慧风１ꎬ张㊀涛１ꎬ谷怀民１ꎬ肖㊀瑶２ꎬ范广涵１(１ 华南师范大学光电子材料与技术研究所ꎬ广东广州㊀５１０６３１ꎻ２ 国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心ꎬ广东广州㊀５１００００)摘㊀要:ＬＥＤ可见光通信作为一种新型的高速无线通信方式ꎬ其技术正在全球范围内迅速发展ꎮ本文通过检索全球ＬＥＤ可见光通信专利数据ꎬ进行专利申请态势和技术两方面的分析ꎬ了解全球专利的申请趋势㊁申请国家㊁申请人及技术分布ꎻ以日本中川研究所为重点分析单位ꎬ深度分析其专利申请态势及重点技术ꎻ并对中国该技术目前所处的优劣境况进行客观分析ꎬ提出了可行性建议ꎮ关键词:ＬＥＤ可见光通信ꎻ专利分析ꎻ专利布局中图分类号:ＴＭ９２３㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀ＤＯＩ:１０ ３９６９∕ｊ ｉｓｓｎ １００４￣４４０Ｘ ２０１８ ０２ ０１０ＧｌｏｂａｌＰａｔｅｎｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＬＥＤＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＦＡＮＧＨｕｉｆｅｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧＴａｏ１ꎬＧＵＨｕａｉｍｉｎ１ꎬＸＩＡＯＹａｏ２ꎬＦＡＮＧｕａｎｇｈａｎ１(１ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｏ￣ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ㊀５１０６３１ꎬＣｈｉｎａꎻ２ ＧｕａｎｇｄｏｎｇＣｅｎｔｅｒｆｏｒＰａｔｅｎｔＥｘａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰａｔｅｎｔＯｆｆｉｃｅꎬＳＩＰＯꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ㊀５１００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｓａｎｅｗꎬｈｉｇｈ￣ｓｐｅｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎬＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｗｏｒｌｄｗｉｄｅ.ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｂｙｒｅｔｒｉｅｖｉｎｇｔｈｅｇｌｏｂａｌｐａｔｅｎｔｄａｔａｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎꎬｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎꎬｔｅｎｄｅｎｃｉｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｗｅｈａｖｅａｇｏｏｄｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｓꎬｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓꎬｔｈｅａｐｐｌｉｃａｎｔｓａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ.ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬｗｅｓｅｔＮａｋａｇａｗａＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｎｔꎬｍａｋｅａｔｈｏｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｎｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｓａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ.ＵｌｔｉｍａｔｅｌｙꎬｗｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｆｅａｓｉｂｌｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎꎻｐａｔｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓꎻｐａｔｅｎｔｌａｙｏｕｔ基金项目:广东省省级科技计划项目(项目编号:２０１６Ａ０３０３０３０５４)通信作者:张涛ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｈｓｚｈａｎｇｔａｏ＠１６３ ｃｏｍꎻ谷怀民ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｇｕｈｍ＠ｓｃｎｕ ｅｄｕ ｃｎ引言可见光通信(ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎꎬＶＬＣ)技术是近几年全球范围内兴起的研究热点ꎬ是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线通信技术[１－２]ꎮ随着半导体技术的发展成熟与半导体照明的普及ꎬ基于发光二极管(ＬＥＤ)的ＶＬＣ技术崛起ꎬ不再局限于ＬＥＤ在照明领域的发展应用ꎬ而是充分利用其响应速率快㊁免电磁干扰㊁高速调制㊁安全可靠等优势ꎬ与 绿色照明 相结合ꎬ实现通信㊁照明的双重功能[３]ꎮＶＬＣ的概念由日本庆应义塾大学(ＫＥＩＯ)中川研究所的研究人员于２０００年左右提出[４－５]ꎬ但其实第２９卷第２期方慧风等:ＬＥＤ可见光通信的全球专利申请与重点技术分析４５㊀它的发展最早可追溯到１９世纪８０年代贝尔提出的 光电话 [６－７]ꎬ后来又随着激光器㊁光纤及蓝色发光二极管的发展而发展ꎬ研究队伍日渐壮大ꎬ技术日趋成熟ꎮ除日本外ꎬ在美国㊁中国㊁韩国等国家和地区ＬＥＤ可见光通信发展势头日益迅猛ꎬ取得了突破性的进展ꎬ也逐渐走向了市场应用ꎮ１㊀专利检索与分析本文关于ＬＥＤ可见光通信检索到的全球专利数据均来源于德温特(ＤＷＰＩ)数据库ꎬ检索时间段为１９６０年１月１日至２０１６年１２月３１日ꎬ经过关键词＋ＩＰＣ检索ꎬ去重㊁人工去除杂项等步骤后分别获得去同族专利数据８３９４件㊁去相同申请号专利数据１４５３７件ꎬ前者用于可能涉及到技术原创者的分析ꎬ后者则用于可能涉及到技术目标市场的研究分析ꎮ主要通过分析全球数据和中国数据的申请趋势㊁申请人㊁申请地区㊁ＩＰＣ㊁技术生命周期等了解ＬＥＤ可见光通信技术的研究态势和技术要点ꎬ并以作为ＬＥＤ可见光通信先行者的中川研究所为例ꎬ重点分析该单位的专利技术ꎮ１ １㊀全球数据分析ＬＥＤ可见光通信技术虽起步于２０００年左右ꎬ但从图１可以看出ꎬ２０世纪６０年代就已经开始了相关专利的申请ꎬ且２０００年之前全球专利申请的总数量达到了１６００多件ꎬ呈缓慢㊁稳步上升趋势ꎬ这是因为这一时间段是空间光通信技术的兴起㊁成长㊁发展阶段ꎬ它是随着激光器㊁光纤的研究㊁发明㊁发展而逐步成熟起来的ꎮ２０００年之后的ＬＥＤ可见光通信技术是建立在蓝色发光二极管研制成功的基础之上的ꎬ呈现阶段性迅速上升趋势ꎬ且在２００３年达到最大申请量５５４件ꎬ此后虽有下降ꎬ但年申请量均不低于２９０件ꎮ最近几年仍呈较大幅度上升趋势ꎬ说明ＬＥＤ可见光通信技术在世界各国兴盛的势头并未减弱ꎬ依然是各国研究人员追逐的一大技术热点ꎮ图２是ＬＥＤ可见光通信技术在世界各国家和地区的专利申请量所占比例分布ꎮ从图２可以看出ꎬ该领域在全球占比较大的国家和地区分别是美国㊁日本㊁中国㊁韩国㊁欧洲等ꎬ其中美㊁日㊁中三个国家的占比达到９０％ꎬ说明这三个国家在ＬＥＤ可见光通信领域处于世界领先地位ꎬ从另一方面也说明了ＬＥＤ可见光通信技术在这三国颇受重视ꎮ在这三图１㊀全球ＬＥＤ可见光通信专利申请趋势Ｆｉｇ １㊀ＴｈｅｇｌｏｂａｌｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｓｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ图２㊀全球ＬＥＤ可见光通信技术原创国构成比例Ｆｉｇ ２㊀ＴｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｏｕｎｔｒｉｅｓｏｆｔｈｅＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ国中ꎬ中国和日本的实力相差不大ꎬ但和美国相比ꎬ还存在较大差距ꎬ还有更多技术上的发展空间ꎮ图３㊀美㊁日㊁中三国在ＬＥＤ可见光通信领域的专利申请趋势分布Ｆｉｇ ３㊀ＴｈｅｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｓｏｆｔｈｅＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎＡｍｅｒｉｃａꎬＪａｐａｎａｎｄＣｈｉｎａ从图３美国㊁日本㊁中国三个主要原创国家的专利申请趋势来看ꎬＬＥＤ可见光通信技术在美国起步最早(２０世纪６０年代)ꎬ日本次之ꎬ中国则起步于２０世纪９０年代ꎮ虽中国该专利申请总量还未达到美国㊁日本两个国家的水平ꎬ但增长速度却大大超过美国㊁日本ꎬ直至检索截止年份仍呈现近指数增长趋势ꎬ而美国㊁日本在２００３年达到年最大申请４６㊀照明工程学报２０１８年４月量之后均出现大幅下降ꎬ说明中国在国际市场的实力愈来愈强ꎬ竞争力愈来愈大ꎬ地位也愈来愈重要ꎮ１ ２㊀目标市场分析目标市场分析与图２技术产出国分析有所不同ꎬ后者所分析的数据不包含同族专利(专利申请人针对同一发明创造ꎬ在多个国家或地区之间进行专利申请或专利授权形成的专利组合ꎬ是获取更大专利保护范围的一种手段)[８]ꎬ而前者相反ꎬ它在一定程度上反映了该技术在全球的专利布局情况ꎬ不管对专利申请国和地区还是其他国家和地区ꎬ都能从中获得相应的信息ꎮ如图４所示ꎬＬＥＤ可见光通信技术在全球的专利布局主要分布在日本㊁美国㊁中国㊁欧洲㊁韩国㊁德国等国家和地区ꎬ其中日本㊁美国均以２８％的占比领先于其他国家和地区ꎬ占据全球最大的ＬＥＤ可见光通信市场ꎮ中国则以１９％(含中国台湾地区)的市场占比排名第三ꎬ有着举足轻重㊁不可忽视的地位ꎮ图４㊀ＬＥＤ可见光通信技术在全球市场的专利布局情况Ｆｉｇ ４㊀ＴｈｅｐａｔｅｎｔｌａｙｏｕｔｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｌｏｂａｌｍａｒｋｅｔ图５㊀中国作为目标市场的申请人排名Ｆｉｇ ５㊀ＴｈｅｒａｎｋｉｎｇｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｎｔｓｉｎＣｈｉｎａ对中国在ＬＥＤ可见光通信领域检索到的２５３９件专利(包含同族专利)进行专利申请人合并ꎬ得到了如图５所示的申请人排名ꎮ排名前１２位(包括并列)的申请人中ꎬ我国国内申请人占８位ꎬ分别是清华大学㊁深圳光启㊁华为㊁解放军信息工程大学㊁北京邮电大学㊁中兴㊁东南大学和华南理工大学ꎬ国外来华申请人仅占据４位ꎬ分别是韩国的三星㊁ＬＧ和日本的住友电气㊁松下ꎬ说明了国外来华申请人仅占据中国市场的一小部分ꎮ但值得注意的是ꎬ韩国三星以最高申请量５１件在中国市场中排名第一ꎮ另一方面ꎬ国内申请人中以高校㊁研究机构居多ꎬ国外来华申请人均是企业ꎬ说明中国目前就ＬＥＤ可见光通信技术来说主要以发展研究为主ꎬ处于技术探索阶段ꎬ还未实现大范围应用ꎬ而国外在华的研究主要以市场应用为主ꎮ图６㊀中国国内申请人省市分布Ｆｉｇ ６㊀ＴｈｅｐｒｏｖｉｎｃｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｐｐｌｉｃａｎｔｓｉｎＣｈｉｎａ图６是中国国内申请人的省市分布情况ꎬ从图６可以看出ꎬＬＥＤ可见光通信技术的发展主要集中在广东㊁江苏㊁北京㊁上海㊁湖北一带ꎬ其中广东省的申请量最大ꎬ处于领先地位ꎬ这反映了当地政府对ＬＥＤ可见光通信技术领域开发研究的支持ꎮ１ ３㊀专利技术分析在图７全球专利数据的ＩＰＣ分布中ꎬ排名靠前的ＩＰＣ有Ｇ０２Ｂ０００６４２㊁Ｇ０２Ｆ０００１３５㊁Ｈ０１Ｓ０００５０２２和Ｈ０４Ｂ００１０１１ꎬ在图８中国专利数据的ＩＰＣ分布中ꎬ排名靠前的ＩＰＣ是Ｇ０２Ｂ０００６４２㊁Ｈ０４Ｂ００１０１１６㊁Ｈ０４Ｂ００１０００和Ｇ０２Ｂ０００６３６ꎮ由图７㊁图８可以看出ꎬ就全球专利数据而言ꎬ技术重点在于光纤的传输㊁耦合及其光学元件如耦合器的安装㊁光纤的连接ꎬ室内或近距离的可见光通信系统等ꎬ而我国ＬＥＤ可见光通信主要技术点在于光信号的处理㊁调制㊁耦合及其相关发光器件的设计㊁组装等ꎬ大多是研究ＬＥＤ可见光通信技术中涉及的分模块或部件ꎬ对ＬＥＤ可见光通信整体系统级别的研究关注度不够ꎮ图９是针对ＬＥＤ可见光通信技术在我国发展所经历的几个时期作一分析ꎮ图９显示[９]ꎬ目前我国第２９卷第２期方慧风等:ＬＥＤ可见光通信的全球专利申请与重点技术分析４７㊀图７㊀全球专利申请数据的ＩＰＣ分布Ｆｉｇ ７㊀ＩＰＣｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄａｔａ图８㊀中国专利申请数据的ＩＰＣ分布Ｆｉｇ ８㊀ＩＰＣｏｆｔｈｅｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄａｔａｉｎＣｈｉｎａ的ＬＥＤ可见光通信技术正处在申请人增多ꎬ专利申请数量急剧上升的成长期ꎬ这一时期由于很多高校㊁企业相继投入研发ꎬ市场扩大ꎬ技术分布也比较广ꎬ技术的集中程度相对降低ꎮ２００３年之前ꎬ专利申请数量和申请人数量均在少数ꎬ且呈直线上升趋势ꎬ但在２００３年㊁２００６年和２０１２年申请数量和申请人数量出现了短期的负增长现象ꎬ这一现象可能是由于该技术中的某一环节出现新的研究技术点ꎬ且该技术点还不成熟引起的ꎬ比如白光ＬＥＤ的研制㊁大功率发光器件研究等等ꎮ可以预测ꎬ在未来几年内ꎬＬＥＤ可见光通信技术大体上仍将处于成长阶段ꎬ不排除由于新技术点的研发而出现短暂衰退期ꎮ图９㊀我国ＬＥＤ可见光通信技术的生命周期Ｆｉｇ ９㊀ＴＣＴｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ图１０是关于中川研究所的专利申请情况分析ꎬ中川研究所是ＶＬＣ的最早提出者ꎬ在ＬＥＤ可见光图１０㊀中川研究所历年专利申请分析Ｆｉｇ １０㊀ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐａｔｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＮａｋａｇａｗａＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓｏｖｅｒｔｈｅｙｅａｒｓ通信领域具有一定的影响力ꎬ其申请的专利也被很多企业和研究机构引用ꎬ对ＬＥＤ可见光通信的技术发展方向具有指引作用ꎬ相关申请专利的施引情况及技术改进点见图１１及表１ꎮ图１０中细㊁粗实线分别为中川研究所去同族㊁去相同申请号的历年专利申请情况ꎬ从粗色实线可以看出该单位专利的申请数量及布局情况ꎬ从细色实线可以大致了解该单位的技术研发和改进情况(结合表１)ꎮ中川研究所在ＬＥＤ可见光通信领域的专利申请源于２００２年ꎬ至今的专利总申请量有５０件ꎬ去ＤＷＰＩ同族后有１３件ꎬ２００２年专利申请仅２件ꎬ但均为日本国内申请ꎬ而到２００３年申请量已达到历年最大(１８件)ꎬ此时ꎬ除了日本国内的１件专利申请外ꎬ它也开始了在中国㊁欧洲㊁德国的专利布局ꎬ２００５年专利布局已延伸至美国㊁韩国ꎮ从中川研究所专利布局情况可以发现ꎬ中川研究所不仅注重在本土的知识产权维护ꎬ还十分注重在国外的知识产权保护ꎬ特别是在欧洲㊁中国㊁德国等国家和地区ꎮ从图１１中川研究所申请的１３件去同族专利的施引情况统计来看ꎬ被引用频率最高的是于２００５年申请的申请号为ＵＳ２００３５３２２５０Ａ的专利ꎬ高达１９３次ꎬ该专利主要公开了一种将数据的信号叠加到半导体发光源的供电电力线上的调制方式ꎮ该专利总共被３８家企业/研究机构引用ꎬ其中企业占３４家ꎬ研究机构仅占４家且施引次数很少ꎬ说明中川研究所该专利中提及的技术点流向偏向于国内外各大企４８㊀照明工程学报２０１８年４月图１１㊀中川研究所申请专利的施引情况分析Ｆｉｇ １１㊀ＴｈｅｃｉｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐａｔｅｎｔｓａｐｐｌｉｅｄｉｎＮａｋａｇａｗａＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ表１㊀中川研究所在ＬＥＤ可见光通信领域的技术改进情况Ｔａｂｌｅ１㊀ＴｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬＥＤｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎＮａｋａｇａｗａＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ申请号技术改进点ＥＰ２００３７５８８０９Ａ公开了一种照明通信系统中通过分离电力线上的调制数据达到以强度㊁闪烁传输数据目的的ＬＥＤ光源ＪＰ２００４２６０６６Ａ光通信装置中位置信息的附加/调制ＵＳ２００３５３２２５０Ａ公开了一种将数据的信号叠加到半导体发光源的供电电力线上的调制方式ＪＰ２００７１３８８１Ａ公开了一种用于照明和接收光的㊁无需其他光接收设备的双向照明光通信装置ＪＰ２００７９０５０１Ａ公开了一种并行传输数据的数据调制方式ＪＰ２００７１５９７６９Ａ公开了一种在照明通信系统中保证载波信号始终不改变ＬＥＤ亮度的调制驱动电路ＪＰ２００７２１７４３５Ａ公开了一种可见光通信系统中光接收元件阵列集成电路的设计ＪＰ２００７２１７４３６Ａ公开了一种接收系统ꎬ它采用多个光接收元件阵列来处理传输源ＷＯ２００８ＪＰ５０８００Ａ公开了一种双向照明光通信装置ꎬ其中半导体发光元件不仅可以进行照明ꎬ而且还能接收光ＵＳ２００７９２０７７３Ａ公开了一种基于ＰＷＭ的数据通信系统ＪＰ２００９１６３８１１Ａ公开了一种增加红外光源检测帧从而调制可见光的无线光学局域网(ＬＡＮ)系统ＵＳ２００９４６１２２５Ａ公开了一种在照明通信系统中引入传输光源发出的调制光的光纤ＵＳ２００９４６１２２９Ａ公开了一种照明通信系统中ＬＥＤ作为发光和数据传输的通信设备业ꎮ从技术路线来看(见表１)ꎬ中川研究所在ＬＥＤ可见光通信领域主要实现了从ＬＥＤ光源㊁信号调制方式㊁数据调制方式㊁驱动电路㊁集成电路到通信装置㊁设备最终走向系统的技术改进ꎬ由简到繁ꎬ由浅入深ꎬ涉及到了ＬＥＤ可见光通信系统从光发射到光传输ꎬ再到光接收的各个模块ꎮ作为早期ＬＥＤ可见光通信技术的领路人ꎬ该技术路线不仅为当时的研究人员指引了技术方向ꎬ更为后来的研究者在技术方面的改进提供了新的创意和思路ꎬ推动着ＬＥＤ可见光通信技术的发展ꎮ２㊀总结全球ＬＥＤ可见光通信技术目前正处于快速发展时期ꎬ以美国㊁日本㊁中国为代表的专利大国占据全球９０％的专利资源ꎬ对该技术领域的知识产权意识很强ꎬ不仅注重本土的知识产权保护ꎬ更注重该技术在世界范围内的专利申请㊁布局与维护ꎮ中国在该技术领域虽起步较晚ꎬ但发展速度却快于美国㊁日本ꎬ在全球ＬＥＤ可见光通信领域占据越来越大的市场份额ꎮ目前的劣势在于我国的ＬＥＤ可见光通信技术产业化程度不足ꎬ应用化水平较低ꎮ通过对全球ＬＥＤ可见光通信专利数据的分析ꎬ深入挖掘重要申请国家㊁申请单位的技术点及技术路线ꎬ我国应加强产业化应用研究ꎬ尽快实现从研究机构到企业的技术转移ꎮ另外ꎬ未来的ＬＥＤ可见光通信技术不能局限于模块化的设计与改进ꎬ也要加强系统化研究与开发ꎬ这样才更有利于产品推向应用市场ꎮ参考文献[１]张丽萍.ＬｉＦｉ技术发展综述[Ｊ].现代电信科技ꎬ２０１７ꎬ４７(２):４２￣４８.[２]王华ꎬ张亚菲.基于专利分析的我国ＬＥＤ可见光通信技术分析[Ｊ].照明工程学报ꎬ２０１６ꎬ２７(４):１４０￣１４３.[３]宋小庆ꎬ赵梓旭ꎬ陈克伟ꎬ等.可见光通信应用前景与发展挑战[Ｊ].激光与光电子学进展ꎬ２０１５ꎬ５２(８):０８０００４ １.[４]陈特ꎬ刘璐ꎬ胡薇薇.可见光通信的研究[Ｊ].中兴通讯技术ꎬ２０１３ꎬ１９(１):４９￣５２.[５]迟楠ꎬ卢星宇ꎬ王灿ꎬ等.基于ＬＥＤ的高速可见光通信[Ｊ].中国激光ꎬ２０１７ꎬ４４(３):０３００００１ １. [６]黄海清ꎬ李维民.光通信的发展历程[Ｊ].自然辩证法通讯ꎬ２０１０ꎬ３２(１):５７￣６２.[７]彭健.ＬｉＦｉ可见光通信开灯上网[Ｊ].上海信息化ꎬ２０１７(２):２０￣２３.[８]唐春.国际专利制度的同族专利研究[Ｊ].情报杂志ꎬ２０１２ꎬ３１(６):１９￣２３.[９]李春燕.基于专利信息分析的技术生命周期判断方法[Ｊ].现代情报ꎬ２０１２ꎬ３２(２):９８￣１０１.。
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全球LED专利情况分析
LED行业是一个高进入壁垒的行业，这里指的是上游芯片和外延片，该环节目前占到了整个产业链产值的70% 。
也正是因为如此，才有了LED专利壁垒的形成。
目前全球LED市场由行业前5大厂商掌控，即日本的日亚化学 (Nichia)、丰田合成(ToyodaGosei)、美国Cree公司、欧洲飞利浦(PhilipsLumileds) 和 欧 司 朗(Osram)。
这5家厂商为了维持竞争优势、保持自身市场份额申请了多项专利，几乎覆盖了原材料、设备、封装、应用在内的整个产业链。
LED厂商间通过专利授权和交叉授权来进行研发和生产，不仅阻碍了新进入者的产生，某种程度上也增加了企业的生产成本。
然而这种专利上的壁垒已经有了松动迹象。
因为从1990年开始提出的LED相关专利，将自2010年起将逐渐达到20年的有效专利期限，而这其中相当大一部分还涉及重要的白光LED。
LED专利的一些情况
Toyoda Gosei 授权于日亚化学、欧司朗、飞利浦、昭和电工
Nichia 授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城
日亚与台湾光磊合作，光磊代工日亚晶片
根据目前市场状况能解决专利的厂商有：
CREE / Nichia / Toyoda / Lumileds / Osram / Epstar / Bridgelux
CREE：有全球专利。
并与日亚和TG交叉授权，授权红绿蓝sunlight使用晶片
Nichia: 全球专利。
与丰田、CREE、Lumileds交叉授权
在日本有93项外观专利和58项设计专利，在美国有30项专利，中国有32项专利，香港有2项专利。
Lumileds：与日亚交叉授权
欧司朗：与日亚交叉授权
Toyoda：与日亚交叉授权
Bridgelux：有全球专利，已授权红绿蓝sunlight使用晶片
Epstar：到日本不能解决专利问题，其他国家可解决专利问题
全球LED专利授权和纠纷分析图
日本专利分析：
日本白光专利主要为NICHIA及TG拥有，其中NICHIA在日本白光专利达几百条。
涉及白光的专利主要为:
1、蓝光芯片
2、YAG荧光粉
3、蓝光芯片涂敷YAG荧光粉发白光技术
因TG 早期与NICHIA 竞争苹果笔记本电脑背光业务，TG达到苹果公司的产品要求，所以TG很多芯片及产品被大量用于高档品牌电脑的背光中。
造成其芯片生产量紧张，随着芯片供应紧张，其价格也水涨船高。
目前NICHIA在中国大陆仅出售其产品，而不提供其荧光粉与芯片。
而TG在中国大陆不仅出售其产品,而且售卖芯片及荧光粉.在中国区有其代理商.但TG没有授权中国任何一家封装厂.很多封装厂只是通过代理商采购芯片及荧光粉进行封装,同样以专利形式出口日本.TG有授权台湾几大厂家其专利.。