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第六章 發光二極體 發光二極體 發光二極體 發光二極體(LED)照明科技合作部分 照明科技合作部分 照明科技合作部分 照明科技合作部分

6.1 專 專 專 專利檢索 利檢索 利檢索 利檢索

從 1996 年日亞公司發表了以藍光 Ga-N LED 和黃色螢光粉結構的 5 lm/W 的白光 LED,引發 LED 可能是帶動顯示器及照明應用產業的新契機開始,全球紛紛投入 LED 產業的系列研發,並紛 紛將成果化為專利,形成專利障礙壁壘,但也帶動更多方向的研發;到 2002 年白光 LED 特性提升 至 62 lm/W,以及 2004 年白光 LED 特性提升 80 lm/W,2010 年 4 月則已經達到 204 lm/W[51]。在 這瞬息萬變與科技日益月異的 14 年間,國內外 LED 的專利文件數也愈來愈多,而我們可以由這些 專利文件來了解國際、台灣與大陸的 LED 機構在 LED 的產業鏈中扮演之角色與重要性,以及兩岸 之間的互補互利性。

圖 6.2 台灣是 2000 年至 2010 年 LED 專利檢索統計的結果,基於檢索資料庫之資料更新頻率 因素,2010 年之專利檢索值低於 2009 年或是無數據係屬於正常現象,有待 2011 年資料庫之更新 後,應該會呈現持續上升的趨勢。尤其 2004 年至 2005 年間的石油危機及綠色能源意識的抬頭,加 速綠能環保技術研發及節能產品研發的風潮,LED 也就在最近的 3 年內持續在發光效率、色溫度 及顏色性大幅改進,已達到具備商業照明應用的門檻,因此在較成熟的顯示器輝度應用外,一般照 明應用技術及產品開發也突發猛進,相關專利申請案更快速增加。

相對應的大陸因為市場廣大,LED 上中下游廠商的數量更加驚人,2010 年 4 月統計大約總數 在 5000 家已上,因此圖 6.3 大陸 2000 年至 2010 年 LED 專利檢索統計顯示,在近 3 年內之增加速 度更為京人,因此進行專利的分析,找出台灣與大陸的技術主流方向,乃是積極分工整合前進全球、

共創雙贏的先行方向。

圖 6.2 台灣 LED 機構 2000 年至 2010 年專利檢索統計

圖 6.3 大陸 LED 機構 2000 年至 2010 年專利檢索統計 6.1.1 台灣台灣台灣台灣專利檢索專利檢索專利檢索專利檢索

本研究由智慧財產局及相關專利資料庫進行專利檢索,主要廠家以如表 6.1 所示之國外先 進廠家及台灣主要 LED 的重要公司、單位。使用之資料庫、指令與結果如下所示:

資料庫:中華民國專利系統 (http://twpat.tipo.gov.tw/)

檢索指令:(LED OR 發光二極體)@TI AND (LED OR 發光二極體)@AB AND ([機 構])@AX

檢索結果:1,169 筆 (2010/08/25 更新)

表 6.1 台灣 LED 相關機構[52]

CREE 佰鴻 工研院 艾笛森

Lumileds 鑫源盛 晶元 億光

Nichia 陽傑 燦圓 光寶

BridgeLux 台達電 旭明 宏齊

osram 東貝 沛鑫

從圖 6.4 針對有關 LED 的專利彙整資料比較,可看出擁有較多 LED 專利文件較多數量的 機構以較早投入 LED 研發的國外大廠商日亞、國內核心廠家億光與研發技轉導向的工研院為主 力,帶動其他週邊自封裝到應用開發的其他 LED 公司,也紛紛將成過化為專利。

將檢索結果依 LED 關鍵的技術與應用方向做分類後之表 6.2,再統計各類關鍵性技術的佔 比如圖 6.5 顯現,我們可觀察出台灣 LED 機構的專業技術大多集中於封裝技術(40%)及照明模 組開發(19%),主要原因是這個層次的進入技術、資金門檻相對較低,而上游的磊晶及晶粒層次 則無論是技術、設備及資金均需大量的經費及技術,因此只集中在幾家超級大廠如晶電、燦圓、

億光等。

若再進一步針對各家主要 LED 產業公司單位分別在上中下游範圍產出及技術層次作統 計,則從圖 6.6 至圖 6.25 可得知各家 LED 機構技術最成熟或其專長技術。圖 6.6 至圖 6.24 各圖 中,橫軸各項名稱與表 6.2 相同,由左至右依次為「上游」、「中游」、「下游-封裝」、「下 游-顯示應用」、「下游-照明模組」、「下游-光學設計」、「散熱-材料科技」、「散熱-外部 散熱」、「室內照明-住宅」、「室內照明-安全」、「室內照明-低溫」、「室外照明-道路」、

「室外照明-交通」、「室外照明-景觀」、「其他」。

以圖 6.22 億光電子為例,公司原本就以從事半導體研發生產的基礎起家,電子電路技術為 主要專長,自然容易在取得晶粒後,快速進行封裝即產品應用開發,因此在此方面的技術專利 文件數會較其餘類別的數量多,也可由此得知億光電子大致上是以封裝為主。但也顯示出來,

未來這種中下游分類的分界線會越來越模糊,從事封裝的 LED 公司會結合應用端,直接展開照 明燈具及系統的整合性研發新方向,單純從事由組合 LED 零配件來即成 LED 應用產品的小廠 商及企業,獲利空間與競爭力將會衰退,或者必須及早轉型進行更具創意的產品導向突破。

圖 6.4 台灣 LED 相關機構各家專利文件數

表 6.2 LED 技術分類表[50]

Class Sub-Class Class Sub-Class

上游 驅動電路

中游

室內照明

住宅

下游

封裝 安全

顯示應用 低溫

照明模組

室外照明

道路

光學設計 交通

散熱 材料科技 景觀

外部散熱 其他

圖 6.5 專利分類總百分比

圖 6.6 CREE 各類專利數 圖 6.7 Lumileds 各類專利數

圖 6.8 日亞各類專利數 圖 6.9 BridgeLux 各類專利數

圖 6.10 osram 各類專利數 圖 6.11 工研院各類專利數

圖 6.12 晶元各類專利數 圖 6.13 燦圓各類專利數

圖 6.14 旭明各類專利數 圖 6.15 沛鑫各類專利數

圖 6.16 百鴻各類專利數 圖 6.17 鑫源盛各類專利數

圖 6.18 陽傑各類專利數 圖 6.19 台達電各類專利數

圖 6.20 東貝各類專利數 圖 6.21 艾笛森各類專利數

圖 6.22 億光各類專利數 圖 6.23 光寶各類專利數

圖 6.24 華興各類專利數 圖 6.25 宏齊各類專利數

6.1.2 大陸大陸大陸大陸專利檢索專利檢索專利檢索專利檢索

相對地,大陸因應節能減排所帶動的 LED 產業研發氣魄更為強大,這幾年各省市紛紛將 LED 產業鏈列為地方發展的必要手段、各地招商的主要選項之ㄧ,由中央積極投入的研發經 費、LED 示點工程(2009 年的十城萬盞計畫)、各類獎勵措施不斷,也帶動整個 LED 產業鏈的 發展,從最早的五大基地(上海、深圳、廈門、天津、南昌),已快速成為 12 大主要重心,專利 數自然也就會越來越加速增加。

本研究針對大陸專利檢索使用之資料庫、指令與結果如下所示:

資料庫:WIPS 之 CHINA 資料庫 (http://www.wipsglobal.com/)

檢 索 指 令 : (LED or (Light and Emitting and Diode) or (Light-Emitting-Diode) or (Light-Emitting and Diode)).KEY.

檢索結果:18,500 筆

在英文字彙中「lead」的過去式與過去分詞為「led」,而檢索指令又必須以「LED」做為 檢索關鍵字之一,進而造成檢索結果包含與 LED 產業無相關的專利文件。為了解決檢索結果非 所要資料之問題,在國際上的各個專利文件都有其所屬的類別,而國際專利分類(IPC)[53]是使 專利文件獲得國際間一致分類的一種工具。

IPC 的主要目的是為了使各國專利局及其他使用者,建立一種有效的專利文件檢索工具,

用以確定專利申請案技術揭露的新穎性,並評估其進步性或非顯而易見性(包括對技術提升和有 用結果、或產業利用性給予評價)。此外,分類表還有提供以下重要目的:

A. 作為有秩序地排列專利文件的工具,幫助使用者獲得專利文件中技術上和法律上的資訊;

B. 作為對所有專利資訊使用者,進行資訊選擇性傳播的基礎;

C. 作為對某一個技術領域,進行現有技術水準調查研究的基礎;

Section Class Sub-Class IPC

Section Class Sub-Class IPC

圖 6.26 所示之各部百分比並非是以 18,500 筆的總檢索結果去做統計,而是以挑選過後的照 明 IPC 碼做統計。由圖 6.47 可看出專利集中於 F 部與 H 部等與照明應用有關之 IPC 子類比率 較高。

圖 6.26 IPC 各部所佔百分比

圖 6.27 IPC 各次類之專利文件數

與台灣之專利檢索相同,大陸主要從事 LED 產業的相關企業公司、研究機構及外國核心大 廠直接在大陸申請專利的單位如表 6.4 所示,包括歐美日大廠全部投入大陸開始設廠生廠,變 成台灣 LED 產業發展的對手,因此從本研究的觀點分析台灣極有必要聯合大陸成為既競爭又結 盟的企業夥伴關係,對抗競爭的強力對手韓國與日本,並保持與歐美大廠關係技術交流,但可

研發穩定可靠的 LED 新產品且又具價格競爭優勢的生產、檢測技術、終端應用產品,才能打開 LED 市場的另一道門。

表 6.4 大陸 LED 相關機構

osram BRIDGELUX 晶科電子

CREE DELTA 上海三思科技

Philips KINGSUN 英飛特電子

NICHIA GE

Lumileds SEMILEDs

6 25

1 7 6

18 25

8 11 63

35

74 83

100 2030 4050 6070 8090

SEMILEDs GE KINGSUN DELTA BRIDGELUX LUMILEDS NICHIA PHILIPS CREE OSRAM

圖 6.28 大陸 LED 相關機構各廠家專利數

圖 6.48 至圖 6.41 橫軸各項名稱與表 6.3 相同,由左至右依次為「B81B」、「B81C」、「B82B」、

「C09K」、「C23C」、「C30B」、「F21K」、「F21L」、「F21P」、「F21Q」、「F21S」、

「F21V」、「F21W」、「F21Y」、「G01J」、「G02B」、「G02F」、「G03B」、「G05B」、

「G08G」、「G09F」、「G09G」、「H01B」、「H01H」、「H01J」、「H01K」、「H01L」、

「H01R」、「H01S」、「H02N」、「H05K」。圖中顯示以「H01L」半導体照明的相關專利 成為主要焦點,未來將是 LED 產業的發展主要方向。

圖 6.29 BridgeLux 各類專利數 圖 6.30 CREE 各類專利數

圖 6.31 達電各類專利數 圖 6.32 GE 各類專利數

圖 6.33 勤上各類專利數 圖 6.34 Lumileds 各類專利數

圖 6.35 日亞各類專利數 圖 6.36 sram 各類專利數

圖 6.37 各類專利數 圖 6.38 SemiLEDs 各類專利數

圖 6.39 晶科電各類專利數 圖 6.40 英非特電子各類專利數

圖 6.41 三思科技各類專利數

6.1.3 關鍵性技術之專利分析關鍵性技術之專利分析關鍵性技術之專利分析關鍵性技術之專利分析

檢討 LED 產業鏈的主要製程與關鍵性技術,分析台灣與大陸的優劣互補關係如圖 6.42 所示,

圖中較大的技術符號表示某方較具優勢,屬於獨具競爭力,另方則可委託或借重對方的研發成果,

成為權責委託、代工的合作技術關係;中等尺寸之技術圖符號表示雙方都分別在努力,也各具優勢,

可擬定項目而攜手分工合作,發揮雙倍的競爭力。從 2010 年 4 月上海的第四屆新光源及新能源論 壇的趨勢及 10 月即將在深圳召開之第 7 屆 LED 光電展與論壇的主要技術方向分析,可知台灣與大

陸在散熱處理、終端應用係互相競爭,可以藉由大陸的內銷市場提供雙方開發新照明燈具應用,厚

A. 驅動電路驅動電路驅動電路驅動電路之之之專利分析之專利分析專利分析 專利分析

參見圖 6.43、圖 6.44 的分析,驅動電路在日本韓國與台灣都是深具優勢,而在大陸則 是起步較晚,但有市場優勢,則可扶持後續的發展。然而以台灣電力電子控制大廠台達電

參見圖 6.43、圖 6.44 的分析,驅動電路在日本韓國與台灣都是深具優勢,而在大陸則 是起步較晚,但有市場優勢,則可扶持後續的發展。然而以台灣電力電子控制大廠台達電