文尚勝，王保爭(zhēng)，趙寶鋒，張劍平，桂宇暢

（華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510640）

全球LED背光源技術(shù)專利態(tài)勢(shì)分析

文尚勝，王保爭(zhēng)，趙寶鋒，張劍平，桂宇暢

（華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510640）

選擇HOMSON集團(tuán)的DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)，采集1965-01-01到2008-12-31的發(fā)光二極管（LED）背光源技術(shù)專利文獻(xiàn)，建立專利數(shù)據(jù)庫(kù).采用Derwent Innovation Index專利分析系統(tǒng)，分別從專利申請(qǐng)總量和趨勢(shì)、重點(diǎn)專利技術(shù)和持有人等方面，對(duì)LED背光源技術(shù)專利進(jìn)行了深入的分析，并對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外技術(shù)專利現(xiàn)狀以及主要專利申請(qǐng)國(guó)家的申請(qǐng)情況.研究表明在LED背光源技術(shù)專利方面，我國(guó)原創(chuàng)性核心專利較少，還有待提高，并提出了發(fā)展我國(guó)LED背光源技術(shù)專利的策略.

LED；背光源；專利數(shù)據(jù)庫(kù)；專利態(tài)勢(shì)；專利分析

0 引言

發(fā)光二極管（LED）具有耗電量小、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、體積小、無(wú)污染、易集成化等特點(diǎn)，是引起傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)革命升級(jí)換代的新一代光源[1].

采用LED做為顯示器件的背光源，可以取得足夠的寬帶色域，彌補(bǔ)液晶顯示設(shè)備顯示色彩數(shù)量不足的缺陷.同時(shí)，因?yàn)槠矫婀庠刺匦?，LED還具有冷陰極射線管（CCFL）無(wú)法比及的分區(qū)域色彩和色度的調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)更加精確的色彩還原，以達(dá)到更好的畫質(zhì)[2].另外，三色RGB LED采用色序法技術(shù)作為背光源，還兼有彩色濾光片的效果，可進(jìn)一步降低顯示器的成本[3].平板顯示器件作為新一代顯示器，正逐步取代傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）顯示器，發(fā)展成一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)集群，成為當(dāng)前電子信息產(chǎn)業(yè)的龍頭[4]，LED作為平板顯示器背光源因而獲得了井噴式的發(fā)展.國(guó)際LED背光源應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＠谧罱?0年發(fā)展迅速，從1998年到2007年，平均年增長(zhǎng)率達(dá)27%，主要持有國(guó)為日本、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó).隨著節(jié)能觀念的推廣和技術(shù)的革新，LED背光源領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量將持續(xù)增長(zhǎng).

專利是能夠反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平最新動(dòng)態(tài)的情報(bào)文獻(xiàn)[5].本文從專利申請(qǐng)總量、重點(diǎn)專利技術(shù)和重點(diǎn)專利持有人等方面，對(duì)全球LED背光源技術(shù)的專利態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，揭示全球LED背光源技術(shù)專利的現(xiàn)狀、競(jìng)爭(zhēng)格局和發(fā)展趨勢(shì)，從而為相關(guān)企業(yè)單位技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)提供參考.

1 檢索數(shù)據(jù)庫(kù)和分析系統(tǒng)

選擇HOMSON集團(tuán)的DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)為檢索源，采用英文為檢索語(yǔ)言工具，采取選擇檢索項(xiàng)、尋找檢索關(guān)鍵詞及搭配、確定IPC、甄別同族專利、排除雜項(xiàng)等檢索策略，在專利數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)全球LED背光源技術(shù)專利申請(qǐng)情況開(kāi)展檢索.數(shù)據(jù)采集時(shí)間為1965-01-01到2008-12-31，共檢索到與LED背光源技術(shù)相關(guān)的專利申請(qǐng)量為14 917件.然后，選擇Derwent Innovation專利分析系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析.

2 現(xiàn)狀分析

2.1 國(guó)家或地區(qū)分布

從LED背光源專利的區(qū)域分布來(lái)看，如圖1所示，排名第一位的是日本，專利申請(qǐng)量為4 510件，約占總量的30%；排名第二位的是美國(guó)，專利申請(qǐng)量為4 429件，約占總量的29%；排名第三位的是韓國(guó)，專利申請(qǐng)量為1 265件，約占總量8%；排名第四位的是中國(guó)，專利申請(qǐng)量為1 248件，約占總量的8%.由此可以看出，日本、美國(guó)、韓國(guó)占據(jù)主導(dǎo)地位，這3個(gè)國(guó)家專利量的總和超過(guò)全球?qū)＠偭康?0%，在此領(lǐng)域內(nèi)擁有絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而主導(dǎo)了LED背光源市場(chǎng).中國(guó)緊隨韓國(guó)之后，雖然統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明中國(guó)和韓國(guó)的專利申請(qǐng)量相當(dāng)，但中國(guó)的很多專利屬于實(shí)用新型專利，掌握的核心技術(shù)還十分有限，而韓國(guó)申請(qǐng)的專利大多為發(fā)明專利，掌握著眾多核心專利技術(shù)，與中國(guó)專利的量同而質(zhì)不同.

圖1 申請(qǐng)總量的國(guó)國(guó)家家或或地地區(qū)區(qū)分布

2.2 應(yīng)用領(lǐng)域分布

LED背光源應(yīng)用領(lǐng)域包括多個(gè)技術(shù)分支，其中主要是各種尺寸的液晶顯示器（LCD）LED背光源，包括：小面積的手機(jī)、MP3、MP4、PDA、數(shù)碼相機(jī)等用的背光源；中等面積如9～20英寸用于終端顯示器的和大面積LCD彩電的背光源.

圖2顯示，LED背光源專利主要分布在液晶顯示屏和燈箱領(lǐng)域.在檢索到的關(guān)于LED背光源的14 917件專利中，液晶背光模組類專利為12 683件，約占85%（其中手機(jī)液晶顯示屏背光類專利為3 418件，電腦液晶顯示器背光類專利為3 369，液晶電視背光類專利為3 656件），燈箱類為1 013件，約占7%.說(shuō)明LED背光源主要應(yīng)用于液晶背光類，在LCD背光源中最具競(jìng)爭(zhēng)力，代表其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì).

圖2 專利的應(yīng)用領(lǐng)域分布

3 重點(diǎn)技術(shù)分析

依據(jù)IPC國(guó)外專利分類號(hào)和Derwent Manual Code（德溫特手工代碼）這兩種分類體系，對(duì)全球的重點(diǎn)技術(shù)分布情況進(jìn)行分析.再結(jié)合Aureka分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)包括美國(guó)、WO、歐洲專利局、日本、德國(guó)和法國(guó)等專利文獻(xiàn)進(jìn)行文本挖掘、技術(shù)主題歸納和整理，來(lái)研究全球LED背光源行業(yè)重點(diǎn)技術(shù)的分布情況.

3.1 依據(jù)國(guó)際專利分類號(hào)分析

在國(guó)際LED背光源專利申請(qǐng)總量14 917件中，排名前10位IPC所代表的技術(shù)主題定義為國(guó)際LED背光源專利申請(qǐng)的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域.從表1可以看出，國(guó)際專利主要集中在G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元），其次是IPC分類號(hào)G02F1/13357（照明裝置）和F21V08/00（光導(dǎo)的使用，例如照明裝置或系統(tǒng)中）.從當(dāng)前平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，預(yù)計(jì)這幾個(gè)重點(diǎn)技術(shù)主題仍然是業(yè)界未來(lái)幾年的技術(shù)熱點(diǎn).

表1 國(guó)際專利分類號(hào)技術(shù)主題分布

3.2 依據(jù)德溫特手工代碼分析

在國(guó)際LED背光源專利申請(qǐng)總量14 917件中，排名前10位德溫特手工代碼所代表的技術(shù)主題定義為國(guó)際LED背光源專利申請(qǐng)的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域.表2是通過(guò)對(duì)DWPI文摘的USE（用途）字段的文本聚類分析，輔助人工歸組和合并得出的.從LED背光源結(jié)構(gòu)上看，主要涉及導(dǎo)光板、反射板、濾光器以及背光源本身的一些技術(shù).由表2也可以看出，LED背光源國(guó)際專利主要集中在LCD（U14-K01A4C，U14-K01A1C，U14-K01A3），LED（X26-H，U12-A01A）、背光技術(shù)（X26-U04A1，X26-U04）等方面.這與依照國(guó)際專利分類號(hào)進(jìn)行分析得到的結(jié)論基本一致.

表2 德溫特手工代碼的技術(shù)主題分布

3.3 重要申請(qǐng)國(guó)家分析

由表3可以看出，重要申請(qǐng)國(guó)家的國(guó)際專利分類號(hào)技術(shù)主題均主要集中于G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元）和G02F1/13357（照明裝置），說(shuō)明了LED背光源主要應(yīng)用在液晶背光源和燈箱方面.

表3 重要申請(qǐng)國(guó)家國(guó)際專利分類號(hào)技術(shù)主題分布

如圖3所示，日本和美國(guó)在各個(gè)技術(shù)主題都占有一定優(yōu)勢(shì)，尤其是在LCD照明（U14-K01A4C），LED（X26-H），LCD光學(xué)組件（U14-K01A1C）等方面.日本在LED背光源相關(guān)的各項(xiàng)專利技術(shù)領(lǐng)域均處于主導(dǎo)地位，美國(guó)雖稍遜于日本，但仍遠(yuǎn)高于其他國(guó)家.除日本和美國(guó)外，其他國(guó)家和地區(qū)在LED背光源領(lǐng)域各方面雖各有優(yōu)勢(shì)，但總體來(lái)看，差距不大.

圖3 重要申請(qǐng)國(guó)家全球?qū)＠夹g(shù)主題對(duì)比分析

綜合以上研究，可以看出在LED背光源相關(guān)各項(xiàng)技術(shù)上，日本和美國(guó)遙遙領(lǐng)先，幾乎占全球的3/4，牢牢占據(jù)著領(lǐng)先地位.預(yù)計(jì)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里，LED背光源的各項(xiàng)核心技術(shù)仍會(huì)被日本與美國(guó)所壟斷.而在中國(guó)申請(qǐng)的專利中，國(guó)外申請(qǐng)人所占的比例很大，也掌握著一些核心技術(shù).國(guó)內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)的專利相對(duì)集中在邊緣領(lǐng)域，如燈箱、光源安裝固定等很多屬于實(shí)用新型專利，而核心技術(shù)如導(dǎo)光板等卻很少涉及，掌握的核心技術(shù)還十分有限.但中國(guó)在2003年到2007年短短的5年內(nèi)，相關(guān)專利申請(qǐng)量在持續(xù)增加，可見(jiàn)我國(guó)近幾年內(nèi)LED背光源技術(shù)發(fā)展還是比較快的，并且取得了階段性成果.

4 主要專利持有人分析

由圖4可見(jiàn)，從全球LED背光源專利申請(qǐng)量排名來(lái)看，申請(qǐng)量排在前20名的申請(qǐng)人依次是：韓國(guó)三星（1 076件，占總量的7%），日本夏普（716件，占總量的5%），美國(guó)愛(ài)普生（572件，占總量的4%），日本索尼（572件，占總量的4%），荷蘭飛利浦（507件，占總量的3.5%），以后依次是GLDS（492件，占總量的3%），NIDE（402件），MATU（349件），CANO（303件），SEME（299件），MINN（258件），TOKN（250件），LUMI-N（231件），NIKR（224件），CITL（218件），HITA-N（213件），SAOL（206件），MITO（201件），PARK-1（191件），YAMA-1（177件）.在全球?qū)＠暾?qǐng)人前20名中，沒(méi)有出現(xiàn)中國(guó)申請(qǐng)人.

圖4 全球主要專利申請(qǐng)人排名

由表4可以看出，前五位申請(qǐng)人的技術(shù)主題主要集中在G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元）和G02F1/13357（照明裝置）這兩個(gè)方面.

表4 排名前五位申請(qǐng)人主要技術(shù)主題

5 全球?qū)＠暾?qǐng)發(fā)展態(tài)勢(shì)

圖5顯示了LED背光源全球?qū)＠暾?qǐng)總量的年度變化趨勢(shì).從1989年開(kāi)始國(guó)外LED背光源相關(guān)專利申請(qǐng)出現(xiàn)，但直到2000年左右，相關(guān)申請(qǐng)量仍然較少.從2000年起相關(guān)申請(qǐng)量出現(xiàn)大幅度上升，特別是近幾年高速增長(zhǎng)，2006年已檢索到2 312件專利.從1998年到2007年，平均年增長(zhǎng)率達(dá)27%，圖中近兩年專利申請(qǐng)數(shù)量快速下降，是因?yàn)閷＠麑彶榈难舆t公開(kāi)所致，對(duì)于具體數(shù)量還需要進(jìn)一步觀察（由于專利的申請(qǐng)與公開(kāi)有一段時(shí)間間隔，所以2007、2008年的部分專利還沒(méi)有公開(kāi)，因此近2年實(shí)際專利的數(shù)量比檢索到的數(shù)量要大）.但從其趨勢(shì)線上反映的總體態(tài)勢(shì)看，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)目前正處于不斷上升的態(tài)勢(shì)，因此預(yù)計(jì)LED背光源發(fā)展前景良好，專利申請(qǐng)量將持續(xù)快速增長(zhǎng).

圖5 全球?qū)＠麣v年申請(qǐng)總量變化

根據(jù)LED背光源技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的拓展關(guān)系可知，LED在成為手機(jī)、車載導(dǎo)航面板等中小尺寸LCD面板的主流背光源之后，當(dāng)前又處于Notebook、LCD Monitor及LCD TV大中型尺寸LCD面板所需的背光源市場(chǎng)的切入與滲透的關(guān)鍵時(shí)期.特別是2008年熱賣的小尺寸上網(wǎng)筆記本，由于廣泛采用LED背光源，極大地促進(jìn)了LED背光源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展.預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著節(jié)能觀念的推廣、發(fā)光效率的進(jìn)一步提高及散熱問(wèn)題的攻克，高亮度白光LED有望成為未來(lái)涵蓋所有尺寸LCD面板的主流背光源，其專利申請(qǐng)量將持續(xù)增長(zhǎng).

6 專利申請(qǐng)情況的比較分析

外國(guó)在中國(guó)申請(qǐng)專利以日本和美國(guó)的公司為主.而全球申請(qǐng)專利的數(shù)據(jù)顯示，LED背光源技術(shù)主要申請(qǐng)國(guó)為日本和美國(guó)，其次是韓國(guó)和中國(guó)，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)只排到第九位.國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差別顯示，日本無(wú)論是針對(duì)國(guó)際還是中國(guó)市場(chǎng)，都有著很強(qiáng)的專利保護(hù)意識(shí)，而且其LED產(chǎn)業(yè)整體實(shí)力強(qiáng)勁，技術(shù)力量雄厚，專利申請(qǐng)不論是數(shù)量還是質(zhì)量都占有巨大優(yōu)勢(shì).而美國(guó)則把主要精力放在國(guó)際專利的申請(qǐng)上，但是其LED產(chǎn)業(yè)也很成熟，而且技術(shù)主要掌握在通用等幾個(gè)跨國(guó)公司手中，一旦中國(guó)市場(chǎng)浮現(xiàn)巨大潛力，美國(guó)必然憑借其強(qiáng)大的實(shí)力加入對(duì)市場(chǎng)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，所以對(duì)美國(guó)公司在中國(guó)的LED背光源技術(shù)也不容小視.從申請(qǐng)量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)看，從2000年開(kāi)始全球各個(gè)企業(yè)加大LED背光源的技術(shù)投入，專利數(shù)量變化的趨勢(shì)和技術(shù)投入的時(shí)間布局基本一致.

7 結(jié)語(yǔ)

1）從專利申請(qǐng)的國(guó)家或地區(qū)分布來(lái)看，日本、美國(guó)、韓國(guó)等LED技術(shù)強(qiáng)國(guó)主要以發(fā)明專利為主，掌握著多個(gè)領(lǐng)域的核心技術(shù)；國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的專利主要以實(shí)用新型為主，屬于技術(shù)含量不高的應(yīng)用技術(shù).這說(shuō)明在LED背光源技術(shù)專利方面，國(guó)內(nèi)的原創(chuàng)性核心專利較少，還有待提高.

2）從專利申請(qǐng)的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，LED背光源專利主要分布在液晶顯示屏和燈箱領(lǐng)域，其中液晶背光源約占85%，燈箱背光源約占7%，代表LED背光源未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì).

3）從專利申請(qǐng)的重點(diǎn)技術(shù)來(lái)看，通過(guò)分析IPC國(guó)際專利分類號(hào)的分布情況，技術(shù)主題主要集中在G02F1/13（基于液晶的，例如單位液晶顯示單元）和G02F1/13357（照明裝置）這兩個(gè)方面.

4）從專利主要持有人來(lái)看，申請(qǐng)量前20名中沒(méi)有中國(guó)企業(yè)，且前五位申請(qǐng)者的申請(qǐng)量占了總申請(qǐng)量的較大比例.

5）從專利申請(qǐng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，LED背光源領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量目前正處于不斷上升的階段，該領(lǐng)域發(fā)展前景良好.

綜合而言，國(guó)內(nèi)企業(yè)的專利申請(qǐng)和國(guó)外企業(yè)相比，技術(shù)含量方面還是有較大差距的，而且以實(shí)用新型為主，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心發(fā)明專利并不多.在平板顯示與半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)為未來(lái)支柱產(chǎn)業(yè)的背景下，國(guó)內(nèi)LED背光源相關(guān)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)專利戰(zhàn)略研究，了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)特點(diǎn)和狀況，借鑒已有的相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，節(jié)約研發(fā)經(jīng)費(fèi)，在細(xì)分市場(chǎng)上尋找技術(shù)突破點(diǎn)，形成交叉許可專利，并盡可能地防止日后可能的專利侵權(quán).

[1] 毛興武,張艷雯，周建軍,等.新一代綠色光源LED及其應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2008.

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[5] 陳燕，黃迎燕，方建國(guó)，等.專利信息采集與分析[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

World Wide Patent Analysis on LED Backlight Technology

WENShang-sheng，WANG Bao-zheng，ZHAO Bao-feng，ZHANG Jian-ping，GUI Yu-chang
（College of Material Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China）

s：The DWPI patent database of HOMSON group was chosen.The LED backlight technology patents between January 1，1965 and December 31，2008 were collected and an associated patent database was established.Derwent Innovation Index patent analysis system was chosen.The LED backlight technology patents were analyzed deeply from the total amount of patent applications，key LED patents and key patent holders,respectively.The present patent status of China and abroad were compared,and the application status of the major countries were compared.The fact that our original core patents were not many in the LED backlight was pointed out.The patent strategy of developing our nation’s LED backlight technology was discussed.

LED；backlight；patent database；patent situation；patent analysis

TN 304

A

1001-4217（2010）01-0069-08

2009-10-13

文尚勝（1964-），男，博士，副教授.研究方向：半導(dǎo)體照明.E-mail：shshwen@scut.edu.cn

863計(jì)劃項(xiàng)目（2006AA03A160）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2005B50101005；2007A010500011）