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LED封装材料: 专利“点亮”未来

来源:中国知识产权报日期:2016-8-9 
目前,全球照明用电约占总能耗的20%,研发以低能耗、环保的新光源取代低效率、高能耗的传统光源具有重要的现实意义。发光二极管(LED)作为一种环保、低能耗的照明设施,已被广泛应用于照明、通信、军事等领域。其中,作为LED封装材料的环氧树脂类和有机硅类更是具有广阔市场前景。

  LED封装主要是确保发光芯片和电路间的电气和机械接触,并保护发光芯片不受机械、热潮湿及其他外部因素影响。因此,封装材料是影响LED性能和使用寿命的关键因素之一。本文中,笔者以中国专利检索系统(CPRS)数据库中2015年12月31日前已公开的专利申请文件为基础,对LED封装材料国内专利申请进行统计分析,旨在为国内相关企业及研究机构的技术研发提供参考。

  专利申请厚积薄发

  笔者经过专利检索发现,从2007年开始,LED封装材料的申请量呈快速增长趋势。在2007年之前,每年国内公布的LED封装材料专利申请不足10件;2007年以后,相关专利申请数量由2007年的11件增加到2015年的200件,增长速度较快。值得注意的是,在735件专利申请中,国外来华申请人共提交82件专利申请,占总量的11%。在这82件专利申请中,来自日本、美国申请人的申请分别为55件和13件,显示出这两个国家相关企业对我国LED封装材料市场的重视。

  此外,在735件专利申请中,涉及环氧树脂类和有机硅类LED封装材料的专利申请共508件,占总量的69%,其中环氧树脂类封装材料、有机硅改性环氧树脂类封装材料和有机硅类封装材料的专利申请分别为132件、45件和331件。

  从相关数据可以看出,在2009年之前,LED有机硅类封装材料的专利申请数量与LED环氧树脂类封装材料的专利申请数量相当,但2009年后,LED有机硅类封装材料专利申请数量增加非常明显,从2009年10件增加至2015年的114件;而LED环氧树脂类封装材料的专利数量却变化不大,2012年至2014年,环氧树脂类封装材料的专利申请数量出现下降。从专利申请数量变化趋势可见,LED有机硅类封装材料现已成为LED封装材料的研究热点。

  有机硅成研发热点

  作为传统的LED封装材料,环氧树脂具有优良的黏结性、电气绝缘性和可操作性。然而,随着功率型LED的迅速发展,环氧树脂暴露出耐热性不足、耐紫外线能力差、长期使用会发生黄变等缺点。相比环氧树脂,有机硅类材料具有良好的透明性、绝缘性、耐热和耐紫外线、不易黄变等优点,是较为理想的LED封装材料,因此越来越多的企业已逐渐使用有机硅取代环氧树脂作为LED的封装材料。

  此外,在相关专利申请中涉及有机硅类材料透光性的专利申请为101件,约占专利申请总量的1/3;涉及有机硅类材料折射率和力学性能的专利申请均为91件,约占专利申请总量的29%。其他较多的专利申请主要涉及有机硅材料的粘结力性能和耐老化性能,相应的专利申请数量分别为39件、31件,分别占申请总量的12%和10%。

  笔者发现,在专利申请数量排名前10位的专利申请人中,有8位专利申请人来自国内。烟台德邦先进硅材料有限公司和杭州师范大学作为排名前2位的国内专利申请人,分别提交了20件、14件专利申请。此外,笔者通过分析国内专利申请人类型发现,很多国内专利申请人为科研院所,而企业在相关领域的研发活动相对较少,说明我国LED有机硅封装材料的研究主要以科研院所为主,国内还缺乏综合实力较强的LED有机硅封装材料企业。

  在LED有机硅类封装材料领域,专利申请数量前2位的国外专利申请人分别为LG化学株式会社和信越化学,在我国分别提交了7件、6件专利申请。虽然国外申请人LED有机硅类封装材料的专利数量较少,但这并不意味着国外大型有机硅厂家并不重视中国市场。实际上,就提交专利申请的时间而言,信越化学在2006年向我国提交了涉及LED有机硅封装材料的专利申请。可见,这些国外实力较强的有机硅公司在我国很早即展开了LED有机硅封装材料的专利布局。

  从上述分析可以看出,国内专利申请人也已经开展了LED有机硅类封装材料的专利布局,并且具有一定的优势,但是相比有机硅领域影响力较大的公司,我国还缺乏有重大影响力的大型企业。不过,国内专利申请人已经开始重视LED有机硅类封装材料的专利布局,其专利申请的数量和质量都在不断提高。

  笔者建议,我国相关企业继续巩固已有的技术优势,并积极与科研院所加强合作,将技术力量转化为知识产权优势,开发出更具竞争力的产品,“点亮”我国LED封装材料的未来。(孟帅 张素蕴)
 
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