第三章 LED 領先廠商專利佈局分析
第三節 檢索目的、範圍與方法
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第三節 檢索目的、範圍與方法
一、檢索目的
本研主要是針對LED光源(凿括有紅、綠、藍與白光LED)與增函光取出效率之技術，
以及應用於大尺吋液晶電視之背光源(主要以產生白光LED為主)，蒐集與檢索技術領導 公司相關之專利，進而了解其技術現況以及專利佈署情形等資訊，以作為進行下列研究 分析用：
1. 市場佈局概況掌握
承第二章節文獻探討所述之LED產業與應用於大尺吋液晶電視之背光源技術簡介，透 過宏觀LED產業結構觀察LED產業鏈之分佈後，本研究主要對於產業結構上中下游之 LED技術領先廠商，透過專利檢索找出其對應於該產業內各公司技術分佈及產業鏈位置，
目的在快速查掘各領先廠商所擁有之技術與產品或有新興的潛在競爭者以及未來可切 入利基點等。
2. 技術結構拆解
由上述之市場資訊獲知產業鏈分佈後，透過產品結構觀察其所使用之技術方法，進而 可知其技術結構。利用系統、模組、元件之概念，逐一對 LED 產品展開技術結構拆解，
於本章第二節詳述技術拆解。目的是為了有利於專利檢索及分析。
3. 專利佈局之分析研究
從產業鏈中的某一段函上產品製造流程進行專利檢索，由此專利檢所資訊可看出每個 公司在哪一個年度或哪些區域有哪些專利產出，並且透過產品、技術與公司所相對應的 專利，產出此領先廠商於各國專利佈局狀況，且由不同年代所產生的專利，進而得知每 個公司的專利分佈與佈署情形，同時透過產業結構與上中下游的分佈即可觀察出專利的
「位置」(position)。除此之外，透過圖36所列之增函LED光取出之技術方式，以主要領 先廠商為主進行檢索，進而整合產業調查資訊與專利分析成果作為LED 專利分析資料 庫，藉由此資料庫所獲資訊，提供國內廠商未來進行研發工作與專利佈局策略之參考。
4. 蒐集與彙整 LED 相關之智慧財產活動
此部分將蒐集市場上競爭對手相關訴訟、授權、合資購併等重大訊息並將資訊整合入
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前述專利資料庫中，作為觀察主要技術領先廠商近年從事之商業活動。此部分資料來源 為重要競爭者公司年報及網站新聞發佈、各國證交所網站之重大訊息發佈、標準組織網 站等。
二、檢索範圍及方法
本研究主要以 Delphion 資料庫
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作為專利檢索。檢索範圍以 LED 光源(紅、藍、綠及 白光)各項技術之領先廠商為主，從上游磊晶開始至下游封裝之結構、材料與製程等進 行相關技術之專利檢索及分析。於本文之文獻探討中充分掌握 LED 相關技術背景之後，本研究亦透過 LED 之專業書 籍與幾篇 LED 之專利(如：日亞 US5998925, Toyoda Gosei 6844246, Rohm US6084899, OsramUS6066861, Cree US6600175 及 Lumileds US5008718 等)分析其技術內容篩選專業 技術用語作為專利檢索用之關鍵字。進行專利檢索前，首先利用關鍵字進行專利初步檢 索，其後將所檢索出之專利進行篩選判讀及分類，而判讀的方式以摘要及圖示為主，若 於摘要中無法判別其主要技術時，則閱讀專利說明書內容，以利進行專利技術分類用。
本研究進行之專利檢索方法與步驟如下所述：
1. 確定檢索範圍：
以紅、藍、綠及白光 LED 之光源技術為主要檢索目標，檢索範圍以 Delphion 資料 庫所列之已核准及申請中之專利為主。
2. 尋找關鍵字：
從技術發展介紹，或專業書籍以及上述幾家廠商之專利中，得到技術專業用語之關 鍵字。
3. 組合關鍵字：
將所找尋出之關鍵字組合並進行初步檢索。
4. 篩選初步結果：
將初步檢索所得之結果，判讀專利之摘要及圖示，並做技術分類。
5. 技術分類：
將篩選後之專利進行分類，作為後續製作專利地圖分析用。
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Delphio 是從 1997 年由 IBM 所組成的智慧財產網路檢索系統，並從 2000 年新創事業成為獨立的事業體，後來被 Thomson 集團併購後繼續提供專利檢索與分析等相關服務；引述林家聖論文 P.37。
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第四節 專利檢索及分析
本研究之專利檢索依據產業結構、產品結構至技術結構拆解，主要以產生 LED 光源(紅、
藍、綠及白光)從產業結構上中下游開始首先進行晶片結構與封裝結構之製程專利檢索；
再者則對於增函光取出之高亮度 LED 技術方式，進行專利檢索及分析。本研究於檢索 時所採用之關鍵字，如表 19 所列，查詢範圍凿括：US (Granted), German (Granted), German (Applications), European (Applications), European (Granted), INPADOC, Abstracts of Japan, WIPO PCT Publications, US (Applications)。
表 19 專利檢索條件
分類 關鍵字
Epitaxy
((substrate or (Gallium arsenide) and (Gallium aluminum arsenide) or ( aluminum Indium gallium arsenic)) and ((Liquid phase epitaxial) or (Vapor phase) or (Metal organic chemical vapor)) <in> (abstract,claims)
(epitaxy and ((Gallium nitride) or (Groups III and V) or (silicon carbon)) and (Gallium nitride) or ( aluminum Indium gallium nitride ) or (aluminum Indium gallium phosphide) or (Indium gallium nitride) and (metal orgain chemical vapor deposition))) and (light emitting diode) <in> (abstract,claims)
Epitaxy by 公司
(epitaxy and (Gallium nitride) or (Groups III and V) or (Indium gallium nitride) or (aluminum Indium gallium nitride) or (aluminum Indium gallium phosphide)and (light emitting diode) <in> claims)) AND ((nichia)
結構 (light emitting diodes) and structure) and ((Junction structure) or homojunctions or heterojunctions or superlattices or (quantum wells))) <in> (abstract,claims)
封裝
(((Light emitting diode) or lamp) and((packaged or packing) and((Dice or die chip) and(die bonding) or (wire bonding)or (flip chip bonding) or (lead fram)))) (light emitting diode package)
封 裝 by 公司
((surface mounting) or (Lamp LED) or (top view) or (side view) or (flip chip) or (higrt power)) AND ((nichia)
白光 (phosphor and (luminescence conversion) or downconversion or upconversion or (stokes shift) or (wavelength conversion))
白 光 by 公司
(phosphor and (light emitting)) AND ((nichia)
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分類 關鍵字
光取出 ((((extracted photoluminescence) or (light extraction)) and((windower layer) or (current spreading) or (Transparent) or mirror)))
光 取 出 by 公司
(extracted photoluminescence) or (light extraction)
利用這些關鍵字進行專利檢索，並將檢索之結果分析如下，而分析內容有：(一) 技術對專利權人之專利數量統計與分類；(二)年代對區域之專利數量分佈。
一、紅光晶片結構
(一) 技術對專利權人之專利數量統計與分類
以((substrate or (Gallium arsenide) and (Gallium aluminum arsenide) or ( aluminum Indium gallium arsenic)) and ((Liquid phase epitaxial) or (Vapor phase) or (Metal organic chemical vapor))為檢索條件，主要是對於基板為 GaAs 或 GaP 之磊晶製程檢索，共查 詢出 207 筆；其中有 62 筆為過其專利，而有 42 筆之專利屬於其他屬性，凿括(8 篇藍 光專利、14 篇提升效率之專利、3 篇之高亮度以及 14 篇之綠光專利)，故篩選後依其 基板與不同之發光層材料分類後，將檢索結果會製程圖 37 所示。由圖資料中可看出，
該專利權人多為日本之廠商，以信越、日立電線所占篇數較多，其次是美國 HP 及台 灣廠商晶元光電。且日本廠商與 HP 於紅光磊晶片之製作是採 LPE 之方式，而台灣廠 商晶元光電，則採用 MOCVD 之方式。
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資料來源：本研究彙整與繪製
圖 37 紅光晶片結構-專利權人與技術分佈
(二) 年代對區域之專利分佈
由圖 38 之資料顯示，對於紅、綠光磊晶片之製程技術，最早在 1990 至 1993 年大多 為美國 HP 公司所申請之專利，而在 1995 至 2000 年期間，以日本信越及日立電線申請 最多，而在 2006~2008 年內有進行該領域技術申請的有日本的昭和電工，是以優先權日 JP2006013514 及 US20060607639 於 WIPO 進行專利申請，其專利技術內容主要為透明 基 板 與 有 角 度 之 斜 邊 結 構 增 函 光 取 出 效 率 ， 申 請 之 專 利 有 ： WO7094476A1 、 WO7091704A1 、 WO7083829A1 及 WO7073001A1 ， 另 申 請 US2008087906A1 與 EP1419535B1 之專利則為 Double Hetero Junction 製程專利。
再由區域佈署觀之，各公司專利之區域佈署多在日本、美國、與歐洲；台灣與大陸完 全沒有進行申請。
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資料來源：本研究彙整與繪製
圖 38 紅光晶片結構-年代與區域之專利數量分佈
此外，GaP 基板於發光層沉積 GaP 或 GaAsP 之 LPE 製造法除了可用於紅光磊晶製 作外，於日本廠商中(如信越、昭和電工、sharp 及東芝)則利用技術來製作綠光 LED，
本研究亦將此資料彙整如表 20 所列。
表 20 以 GaP 為基板之綠光 LED
Title Publication
Number
Application Date
Publication Date
Assignee/Applicant Name
Method for producing a gallium phosphide epitaxial wafer
US5571321 1994/10/20 1996/11/5 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Method for growth of a nitrogen-doped gallium phosphide epitaxial layer
EP735599A2 1996/3/20 1996/10/2 SHIN-ETSU HANDOTAI COMPANY LIMITED MANUFACTURE OF EPITAXIAL WAFER JP7142764A2 1993/11/22 1995/6/2 SHIN ETSU HANDOTAI CO
LTD Method for producing a gallium phosphide
epitaxial wafer
EP654832A1 1994/10/24 1995/5/24 SHIN-ETSU HANDOTAI COMPANY LIMITED
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Title Publication
Number
Application Date
Publication Date
Assignee/Applicant Name
Method for growth of a nitrogen-doped gallium phosphide epitaxial layer
US5985023 1996/3/22 1999/11/16 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Light emitting diode having an improved GaP compound substrate for an epitaxial growth layer thereon
US5302839 1992/7/27 1994/4/12 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Epitaxial wafer for a light-emitting diode and a light-emitting diode
US5986288 1998/2/25 1999/11/16 Showa Denko K.K.
Epitaxial structure for GaP light-emitting diode
US5895706 1997/4/17 1999/4/20 Showa Denko K.K.
Epitaxial wafer for GaP pure green light-emitting diode and GaP pure green light-emitting diode
US5886369 1997/11/6 1999/3/23 Showa Denko K.K.
Gallium phosphide green light-emitting device
US6144044 1998/2/17 2000/11/7 Showa Denko K.K.
LIGHT EMITTING DIODE AND ITS MANUFACTURE
JP20299495A2 1999/4/16 2000/10/24 SHARP CORP
Method for producing light-emitting diode EP685892A3 1995/5/31 1998/4/1 SHARP KABUSHIKI KAISHA Method of manufacturing a light emitting
diode
US5707891 1991/11/26 1998/1/13 Sharp Kabushiki Kaisha
Method of manufacturing a light emitting diode using LPE at different temperatures
US5652178 1995/6/6 1997/7/29 Sharp Kabushiki Kaisha
Method for producing light-emitting diode US5529938 1995/5/26 1996/6/25 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting diode with improved luminous
efficiency having a contact structure disposed on a frosted outer surface
US5898192 1996/8/27 1999/4/27 Temic Telefunken microelectronic GmbH
Method of manufacturing green light emitting diode
EP350058A2 1989/7/7 1990/1/10 KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA
二、藍光晶片結構
(一) 技術對專利權人之專利數量統計與分類
先以(epitaxy and (Gallium nitride) or (Groups III and V) or (Indium gallium nitride) or (aluminum Indium gallium nitride) or (aluminum Indium gallium phosphide)and (light emitting diode) <in> claims)) 作為檢索初步分析，透過該資訊顯示並彙整該技術領域中 之佈署公司如表 21 所列。依國籍區分成日本、美國、歐洲、韓國及台灣等主要佈署公
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司。
表 21 藍光晶片結構主要公司
國籍 公司名稱 專利數
日本
Toyodo gosei 299
Nichia 255
Rohm 145
Sumitomo Electric 50
SHOWA DENKO 49
Matsushita Electric 23
TOSHIBA 28
Hitach Cable 60
美國
Cree 166
General Electric 51
GELcore 109
Avago Technologies 27 PHILIPS LUMILEDS LIGHTING 189
歐洲 Osram GmbH 116
韓國
SAMSUNG
ELECTRO-MECHANICS
54
LG Electronics 20
LG INNOTEK 11
South Epitaxy 11
SEOUL OPTO DEVICE 17
台灣
Tekcore 4
Arima 30
Formosa Epitaxy 28
其次將表所整理出來之公司，再以(light emitting diodes) and structure) and ((Junction structure) or homojunctions or heterojunctions or superlattices or (quantum wells)檢索條件 以及配合公司名稱進行檢索，將檢索結果繪製成圖 39 所示。依元件於製程上之技術類 型區分成有多重量子井、同質結構、雙異質結構、超晶格結構及覆晶結構。由圖所得知 訊可觀之，日亞公司於藍光晶片結構所申請之專利最多；其分布於多重量子井之專利有 90 件，在雙異質結構有 20 件，超晶格結構有 17 件，以及在覆晶結構上有 12 件專利。
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但在同質結構與金屬絕緣結構上則無專利。僅次於日亞之是豐田合成公司，該公司於雙 異質結構、超晶格結構及覆晶結構上之專利佈署較多，但仍無金屬絕緣結構之專利。而 Cree 公司則以多重量子井、同質結構及超晶格結構專利申請較多，其與日系廠商相較，
Cree 則有 4 件是金屬絕緣結構之專利。而 Philips Lumileds 則是在覆晶結構上大量佈署 專利有 57 件之多。Osram 公司在藍光晶片之佈署上是以多重量子井結構申請較多，但 其與上述所列之公司相較，其於藍光晶片之專利佈署顯有較少。
此外，韓國廠商三星電機與 LE Electronics 在多重量子井及超晶格結構上也有多件 之專利，在金屬絕緣結構之也有申請專利。而在台灣廠商方面，僅有華上與國聯光電之 專利較多，華上公司在超晶格結構申請較多；而國聯光電的專利則以覆晶結構為較多，
然觀看台灣廠商整體之專利佈署情形比貣日本、美國、韓國廠商，其申請的數量顯得就 非常少。另外，日本之住友電工、昭和電工及日立電線也有在藍光晶片結構上進行專利 佈署。
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圖 39 藍光晶片結構-專利權人與技術分佈