解析白光LED芯片及熒光粉知識(shí)產(chǎn)權(quán)概況

LED專利領(lǐng)域全球?qū)＠^(guò)12萬(wàn)件，核心專利主要在國(guó)外企業(yè)手中，中國(guó)企業(yè)在技術(shù)和專利方面落后于國(guó)外企業(yè)。以LED前端為例，目前國(guó)內(nèi)已授權(quán)的約470件外延專利中有超過(guò)350件是國(guó)外企業(yè)所申請(qǐng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)授權(quán)量?jī)H有110件左右，且有部分為實(shí)用新型專利。國(guó)內(nèi)已授權(quán)的芯片專利中約有7成掌握在國(guó)外企業(yè)手中，國(guó)內(nèi)企業(yè)僅占3成。專利技術(shù)積累不足使得國(guó)內(nèi)LED行業(yè)面臨如何進(jìn)行專利防御、規(guī)避專利風(fēng)險(xiǎn)等一系列問(wèn)題。
白光LED因其高效節(jié)能、綠色環(huán)保等特點(diǎn)而引起照明領(lǐng)域第三次革命，目前LED領(lǐng)域形成了以五大廠領(lǐng)先，韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)緊隨其后，中國(guó)企業(yè)聚集產(chǎn)業(yè)中下游的格局。白光通常的實(shí)現(xiàn)方式可分為單晶型和多晶型，不論何種方式，芯片都必不可少，因此LED芯片的知識(shí)產(chǎn)權(quán)非常重要。同時(shí)，由于目前主流的白光實(shí)現(xiàn)方案多采用芯片加熒光粉方式實(shí)現(xiàn)，所以白光LED知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要集中在芯片和熒光粉兩個(gè)方面。
一、白光LED芯片的知識(shí)產(chǎn)權(quán)概況
制造一個(gè)白光LED芯片主要包括襯底、緩沖層、外延(功能層尤其是發(fā)光區(qū))、芯片制造、電極等。主流襯底材料為藍(lán)寶石和碳化硅，藍(lán)寶石襯底技術(shù)由日亞化學(xué)開(kāi)發(fā)，碳化硅襯底技術(shù)由科銳公司開(kāi)發(fā)。日亞化學(xué)的藍(lán)寶石襯底專利有JP2632239(92.06)、JP2795294(93.04)等，這些專利基本只在日本申請(qǐng)專利，未在其他國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行同族申請(qǐng)。從日亞的藍(lán)寶石襯底專利布局來(lái)看，在日本以外的地區(qū)使用藍(lán)寶石做襯底本身并不構(gòu)成侵權(quán)?？其J公司碳化硅襯底技術(shù)的核心US5631190等在中國(guó)有同族專利授權(quán)，因此使用碳化硅襯底侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極大。目前，硅襯底技術(shù)得到發(fā)展受各大企業(yè)的重視，國(guó)內(nèi)在該技術(shù)上有一定專利積累，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)避知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)有一定意義。
緩沖層材料一般有AlN緩沖層、GaN緩沖層、SiNx緩沖層，與之對(duì)應(yīng)的核心專利分別為JP2000124499、JP7312350、EP1111663，前兩種材料只在日本有專利申請(qǐng)，后一種在日、美、歐、韓，以及中國(guó)臺(tái)灣都有專利保護(hù)，但在中國(guó)大陸沒(méi)有同族專利。其它如多緩沖層技術(shù)在美、歐、加、澳有專利保護(hù)，在中國(guó)也沒(méi)有同族專利;超晶格阻斷位錯(cuò)技術(shù)在美、日有專利保護(hù)，在中國(guó)沒(méi)有同族專利;懸掛外延技術(shù)在美、歐、日有專利保護(hù)，中國(guó)沒(méi)有同族專利。值得注意的是，橫向外延過(guò)生長(zhǎng)技術(shù)在中國(guó)有同族專利授權(quán)，因此，在緩沖層材料方面，中國(guó)市場(chǎng)使用以上材料做緩沖層專利風(fēng)險(xiǎn)不大。主要緩沖層技術(shù)都沒(méi)在中國(guó)申請(qǐng)專利，因此該技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)不大。
外延功能層中發(fā)光區(qū)核心專利中除日亞化學(xué)的方形單量子阱EP1189289，科銳公司的采用非摻雜的載流子限制層在中國(guó)有同族專利授權(quán)之外，其它如普通雙異質(zhì)結(jié)量子阱、方形多量子阱、梯形量子阱、三角量子阱以及非對(duì)稱量子阱、活性層與p型層之間加入緩沖層、采用多量子壘(MQB)做載流子限制層等專利均未在中國(guó)申請(qǐng)同族專利。在外延方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)會(huì)面臨一定知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，但因替代方案較多所以問(wèn)題不大，只要注意規(guī)避應(yīng)當(dāng)可以避免這方面的問(wèn)題。
芯片制造是國(guó)內(nèi)企業(yè)面臨知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題最嚴(yán)重的一個(gè)領(lǐng)域，國(guó)際LED核心制造專利中科銳公司的US5631190等及歐司朗公司的US2002017652在中國(guó)均有同族專利，使用這些專利技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極大。其它如US6538302等核心專利在中國(guó)沒(méi)有同族申請(qǐng)，使用這些專利技術(shù)專利風(fēng)險(xiǎn)不大。其它沒(méi)有在中國(guó)申請(qǐng)同族的核心專利還有WO03026029、US2003015708等。因此，在芯片制造領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)LED芯片制造企業(yè)會(huì)面臨較大的專利風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好該領(lǐng)域的專利預(yù)警分析，并做相應(yīng)的規(guī)避設(shè)計(jì)，避免專利侵權(quán)。
在電極方面，日本企業(yè)研究較早取得專利較多，日亞化學(xué)的核心專利EP0622858在中國(guó)有同族專利申請(qǐng)，該專利的同族在中國(guó)形成了一個(gè)由9件分案專利構(gòu)成的龐大同族群，因此在電極和歐姆接觸材料方面日亞化學(xué)形成了一個(gè)非常有效的保護(hù)圈，國(guó)內(nèi)企業(yè)稍不注意就會(huì)對(duì)其構(gòu)成侵權(quán)。日本另一家在該方面有較多專利技術(shù)的企業(yè)豐田合成的專利群JP10135515等及Lumileds的US6526082在中國(guó)均未有同族，因此國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)充分借鑒以上在中國(guó)沒(méi)有同族專利的技術(shù)，形成有效的規(guī)避。在電極方面有一定專利風(fēng)險(xiǎn)，但只要注意規(guī)避，則專利問(wèn)題不大。
國(guó)內(nèi)LED芯片知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)集中在芯片制造方面，其它如襯底、緩沖層、外延、電極等方面因國(guó)際核心專利未在中國(guó)申請(qǐng)同族，或有替代專利未在中國(guó)申請(qǐng)同族等原因?qū)＠L(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。
二、白光LED熒光粉的知識(shí)產(chǎn)權(quán)概況
總體而言，白光LED熒光粉專利技術(shù)主要掌握在日亞、豐田合成等一些國(guó)外主要企業(yè)手中。目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)熒光粉企業(yè)如有研稀土、江蘇博少數(shù)幾家能提供具有專利保護(hù)的熒光粉。
早期流行的熒光粉如YAG粉和LuAG粉的上位發(fā)明專利為日本日亞化學(xué)所有，專利號(hào)：US5998925，優(yōu)先權(quán)日：1996年7月29日。TAG粉的專利為德國(guó)歐司朗所有，專利號(hào)：US6669866，優(yōu)先權(quán)日：1999年7月23日。以上熒光粉專利權(quán)要到2017年才到期。
硅酸鹽熒光粉等也會(huì)有專利問(wèn)題，正硅酸鹽熒光粉最早的專利是通用電氣于1998年11月30日申請(qǐng)美國(guó)專利US6429583。隨后，德國(guó)歐司朗申請(qǐng)了SrBaSiO4：Eu2專利，美國(guó)專利號(hào)：US7064480，優(yōu)先權(quán)日為2000年7月28日。接著，德國(guó)布賴通根熒光燈廠，日本豐田合成和奧地利銳高申請(qǐng)了含Sr、Ba和Ca的正硅酸鹽熒光粉專利，美國(guó)專利號(hào)：US6809347，優(yōu)先權(quán)日為2000年12月28日。Sr3SiO5：Eu2的專利最早見(jiàn)于韓國(guó)化工研究院申請(qǐng)的專利，美國(guó)專利號(hào)：US7045826，優(yōu)先權(quán)日為2003年3月28日，以上眾多硅酸鹽熒光粉要到2018年之后專利權(quán)才陸續(xù)到期。目前，幾家主要的硅酸鹽熒光粉企業(yè)已組建B.O.S.E專利家族。
氮化物、氮氧化物熒光粉是目前研究熱點(diǎn)，最早的氮化物熒光粉專利是德國(guó)歐司朗于1999年11月30日申請(qǐng)的歐洲專利EP1104799。隨后，日本國(guó)立材料科學(xué)研究所申請(qǐng)了Sialon熒光粉專利，美國(guó)專利號(hào)為：US6632379，優(yōu)先權(quán)日為2001年6月7日。接著，德國(guó)歐司朗在2002年9月24日又申請(qǐng)了MSi2O2N2：Eu2(M=Ca，Sr，Ba)專利，專利號(hào)為：EP1413618。2004年2月27日，日本同和礦業(yè)(DOWA)申請(qǐng)了CaAlSiN3：Eu2熒光粉的專利，專利號(hào)為：JP2005239985，國(guó)內(nèi)企業(yè)在氮化物、氮氧化物熒光粉的研究上落后于國(guó)外企業(yè)。
三、白光LED知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題應(yīng)對(duì)建議
國(guó)內(nèi)白光LED應(yīng)用企業(yè)要避免專利風(fēng)險(xiǎn)有幾種選擇：一是購(gòu)買有專利保護(hù)的白光LED;二是購(gòu)買非品牌白光LED后，另外獲得專利授權(quán);三是白光LED應(yīng)用企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)，取得白光LED專利授權(quán)。在白光LED領(lǐng)域?qū)＠?，目前核心專利大多掌握在?guó)外企業(yè)手中，但有相當(dāng)部分核心專利未在中國(guó)提出申請(qǐng)，值得市場(chǎng)在境內(nèi)的企業(yè)認(rèn)真研究。國(guó)內(nèi)白光LED企業(yè)的專利有一定基礎(chǔ)，需要通過(guò)授權(quán)和引入新的專利才能達(dá)到更高的實(shí)用價(jià)值。因此，需要積極進(jìn)行專利運(yùn)營(yíng)，合理的規(guī)范市場(chǎng)秩序，才能根本上維持整個(gè)白光LED穩(wěn)定有序，健康發(fā)展。為此，我們提出以下建議：[!--empirenews.page--]
1.對(duì)行業(yè)安全而言，建議相關(guān)主管部門或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟通過(guò)專項(xiàng)或工作安排，一方面建立專利主題數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控國(guó)內(nèi)外LED專利法律狀態(tài)，另一方面委托第三方專業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)機(jī)構(gòu)評(píng)估，開(kāi)展國(guó)內(nèi)外LED專利運(yùn)營(yíng)可行性分析，引導(dǎo)工程中心和企業(yè)發(fā)展技術(shù)研發(fā)。
2.對(duì)國(guó)內(nèi)白光LED產(chǎn)業(yè)的品牌企業(yè)而言，盡快進(jìn)行專利布局分析，形成專利組合，減小風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)務(wù)之急。除了選擇和中小企業(yè)一樣爭(zhēng)取合理的專利許可條件之外，還可以在專業(yè)的專利運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)下以自有的優(yōu)勢(shì)專利為基礎(chǔ)通過(guò)專利許可，從而構(gòu)建更具價(jià)值的專利池組合。這種專利池組合不僅可以對(duì)自身形成保護(hù)，還可以通過(guò)對(duì)外授權(quán)或交叉授權(quán)獲得經(jīng)濟(jì)收益或獲得急需的技術(shù)授權(quán)。
3.對(duì)于國(guó)際級(jí)白光LED企業(yè)而言，其擁有眾多核心專利如果對(duì)外授權(quán)的話，由于中國(guó)的LED企業(yè)規(guī)模偏小、數(shù)量眾多，一家家去和各企業(yè)去進(jìn)行授權(quán)談判在成本上是不可想象的，最好的方式是尋找一家專業(yè)的專利運(yùn)營(yíng)企業(yè)，將相關(guān)授權(quán)和常年管理事宜委托給相關(guān)企業(yè)完成。