稀土發(fā)光材料專利分析綜述

池雪琴　葉坤　汪澎

【摘 要】本文著重研究了稀土發(fā)光材料的全球?qū)＠暾垹顩r、中國專利申請狀況以及重點申請人及其關(guān)鍵技術(shù)分布情況，對其進行了統(tǒng)計與分析，以期掌握稀土發(fā)光材料的發(fā)展狀況及研究熱點和重點，為國內(nèi)申請人在稀土發(fā)光材料專利布局和研發(fā)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】稀土；發(fā)光材料；專利分析

0 引言

根據(jù)稀土功能材料的應(yīng)用領(lǐng)域的特性，將稀土功能材料分為：稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土磁性材料和稀土儲氫材料。稀土發(fā)光材料是應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的稀土功能材料。本文著重研究了稀土發(fā)光材料在全球的專利申請狀況、在中國的專利申請狀況以及重點申請人及其關(guān)鍵技術(shù)分布情況，對其進行了統(tǒng)計與分析，以期掌握稀土發(fā)光材料的發(fā)展狀況及研究熱點和重點。

1 研究內(nèi)容

鑒于發(fā)明專利有效期一般為20年，本文利用國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，檢索了截止到2015年的稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的發(fā)明專利情況，并分析了其申請態(tài)勢、技術(shù)構(gòu)成、重點專利。

1.1 全球?qū)＠暾垹顩r

在DWPI數(shù)據(jù)庫中檢索到稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埩繛?1352項（未經(jīng)人工篩選）。本節(jié)基于該專利數(shù)據(jù)從專利申請態(tài)勢、目標市場國家、技術(shù)來源分布以及申請人排名等方面進行重點分析。

1.1.1 發(fā)展態(tài)勢分析

圖1是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾堏厔輬D。自1964年高校的稀土紅色熒光粉問世以來，發(fā)光材料（熒光粉）已經(jīng)發(fā)展成為信息顯示、照明光源、光電器件等領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐材料之一。在20世紀60年代，是稀土離子發(fā)光及其發(fā)光材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用發(fā)展的轉(zhuǎn)折點，隨著上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)展，使得稀土發(fā)光材料迎來第一個高峰期，從圖1中可以看出，在20世紀60年代后期相應(yīng)的專利申請量有了顯著的增加；在20世紀70年代，由于世界石油能源危機的刺激，新一代熒光燈-緊湊型等燈用稀土熒光粉開始出現(xiàn)，但在此期間該領(lǐng)域的專利申請量趨于穩(wěn)定；然而進入20世紀90年代初，稀土發(fā)光材料迎來發(fā)展高峰，在該領(lǐng)域的專利布局數(shù)目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀末以來，為了適應(yīng)高效節(jié)能、綠色環(huán)保的三基色節(jié)能照明、半導(dǎo)體照明以及高清平板顯示技術(shù)等的發(fā)展需求，發(fā)光材料的研究以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步入活躍期，由圖1中可以看出，在90年代末期該領(lǐng)域的申請量已經(jīng)開始迅速的增長，反映出全球申請人對于該領(lǐng)域技術(shù)研究以及保護的重視程度。

1.1.2 目標市場國家分析

圖2是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾埬繕耸袌鰢曳植?，其中進入日本、中國、美國、歐洲的申請量分別為5832件、4716件、4153件、3126件，可見，日本和中國是該領(lǐng)域的主要市場國家，這與日本的電子工業(yè)較為發(fā)達以及中國的制造業(yè)相關(guān)行業(yè)需求有關(guān)。

1.1.3 技術(shù)來源國家分析

圖3是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾埣夹g(shù)來源國家分布，其中來源于日本、中國、美國、歐洲的申請量分別為4263件、3069件、1784件、3126件，可見，日本和中國是該領(lǐng)域的主要研發(fā)和生產(chǎn)國家，這也與日本的電子工業(yè)較為發(fā)達以及中國的制造業(yè)相關(guān)行業(yè)需求有關(guān)。目前世界上稀土熒光粉研發(fā)和生產(chǎn)主要集中于日本、荷蘭、德國、韓國、美國、中國等國家。其中，美國GE公司和日本的日亞化學（Nichia）、東京化學等公司的燈用熒光粉技術(shù)水平較高。美國稀土熒光粉主要生產(chǎn)企業(yè)為GE公司，主要產(chǎn)品為稀土熒光燈用熒光粉。美國還生產(chǎn)X-射線增感屏熒光粉（杜邦公司）、白光發(fā)光二極管用熒光粉（英特美公司）等。近年來，荷蘭Philips公司稀土熒光燈生產(chǎn)線不斷向中國轉(zhuǎn)移，所需熒光粉大多采用中國產(chǎn)品。德國主要稀土熒光粉生產(chǎn)企業(yè)為歐司朗公司。近年來，歐司朗公司在中國不僅建立了數(shù)家稀土熒光燈廠，而且建立了燈粉廠。日本2009年的稀土熒光粉產(chǎn)量為5000噸左右，僅次于中國。日本是國外最大的稀土熒光粉生產(chǎn)國，其產(chǎn)量占國外總產(chǎn)量的70%。日本稀土熒光粉生產(chǎn)廠家主要有日亞化學、化成光學、東芝、根本特殊化學、東京化學、歐司朗麥克爾（德國歐司朗在日本建立熒光粉生產(chǎn)廠）等，產(chǎn)品主要為節(jié)能燈用熒光粉、LCD背光源粉、PDP發(fā)光材料、X-射線增感屏材料、白光發(fā)光二極管發(fā)光材料等。韓國稀土熒光粉主要由三星公司生產(chǎn)，生產(chǎn)的熒光粉以自用為主。日本在 PDP發(fā)光材料、液晶背光源熒光粉及白光LED用熒光粉生產(chǎn)及技術(shù)方面占全球主導(dǎo)地位，PDP用熒光粉生產(chǎn)基本為日本企業(yè)壟斷，主要有三菱化成、日亞化學、根本特殊化學等企業(yè)。2011年全球白光LED發(fā)光材料（主要為黃粉）約為20噸，其中中國的產(chǎn)量占90%。主要的生產(chǎn)廠家有美國的英特美公司，日本根本特殊化學公司，中國的有研稀土、中村宇極、江蘇博睿、大連路明和四川新力等公司。就目前已商用的藍光LED芯片+黃色熒光粉合成白光體系而言，相關(guān)的熒光粉專利掌握在日本的日亞化學（Nichia）、美國的Gelcore和歐洲的Osram。

1.1.4 申請人排名分析

圖4是稀土發(fā)光領(lǐng)域全球?qū)＠暾埳暾埲饲笆?，可以看出日本和歐美占據(jù)絕對的優(yōu)勢，相關(guān)的照明設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)如飛利浦、西門子、松下等擁有相當數(shù)量的申請，而美國的GE公司則對其稀土熒光粉產(chǎn)品有一定的專利申請保護，日本的日亞化學則在稀土熒光粉、PDP發(fā)光材料領(lǐng)域擁有較強的專利保護，我國的深圳海洋王照明也進入全球前十位的申請人，反映出我國雖然稀土發(fā)光材料研究起步較晚，但也有一部分申請人擁有一定的技術(shù)積累和保護。

1.2 中國專利申請狀況

在CPRS數(shù)據(jù)庫中檢索獲得經(jīng)過篩選后的稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的中國專利申請量為4403件。本節(jié)基于該專利數(shù)據(jù)從發(fā)展態(tài)勢、重點申請人、區(qū)域分布等方面進行重點分析。

1.2.1 發(fā)展態(tài)勢分析

圖5是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請發(fā)展趨勢，在該領(lǐng)域早期申請量相對較少，說明在此期間我國稀土發(fā)光材料開發(fā)應(yīng)用水平較低，然而在進入2000年后開始呈現(xiàn)迅速增長的趨勢，在2013年達到頂峰，這期間我國稀土發(fā)光材料領(lǐng)域研究越來越受到重視，這也與稀土發(fā)光材料的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴展以及應(yīng)用需求迅速增加的市場環(huán)境有關(guān)。目前國內(nèi)的稀土發(fā)光材料基本上應(yīng)用于節(jié)能燈、顯示器和特種光源三個方面。

1.2.2 中國稀土發(fā)光材料領(lǐng)域主要申請人

圖6是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請人排名前十二位的專利申請情況，從圖中可以看出，在前十二位的申請人中，生產(chǎn)企業(yè)有3家，其余為研究所或高校，反映出我國稀土發(fā)光材料領(lǐng)域，高校和科研院所是技術(shù)研發(fā)和科技創(chuàng)新的主體力量，掌握了相當一部分專利技術(shù)，導(dǎo)致專利的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化程度相對較低，另一方面國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)卻缺少高端技術(shù)支撐，難以適應(yīng)知識經(jīng)濟時代的競爭。排名第一位的是深圳海洋王照明科技股份有限公司，但該公司是2009年開始布局稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的專利，進入該領(lǐng)域較晚，但專利申請力度較大，在短短幾年內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的申請量迅速增加，反映出該公司的專業(yè)化程度高和有一定的技術(shù)研發(fā)實力。然而，總體來看，我國國內(nèi)稀土發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)集中度不高，罕有較大規(guī)模的企業(yè)，大部分企業(yè)的技術(shù)實力較差，行業(yè)上領(lǐng)先的企業(yè)對于知識產(chǎn)權(quán)的保護意識也不夠。

1.2.3 稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請地域分布

圖7是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請地域分布，其中廣東、上海和江蘇占據(jù)前三位。我國稀土發(fā)光材料與下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，從目前的消費結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用領(lǐng)域來看，稀土發(fā)光材料越90%的需求來自于節(jié)能照明以及電子信息行業(yè)，而上述地區(qū)集中著我國相當一部分電子信息企業(yè)和照明企業(yè)，相應(yīng)的這些企業(yè)在稀土發(fā)光領(lǐng)域的專利申請相對較多，也更為重視專利布局。

圖7 稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請的地域分布

2 結(jié)論和建議

通過以上分析，得出以下結(jié)論：

2.1 全球?qū)＠麪顩r

在DWPI數(shù)據(jù)庫中，稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球申請量為11352項，在20世紀60年代后期相應(yīng)的專利申請量有了顯著的增加，在20世紀70年代該領(lǐng)域的專利申請量趨于穩(wěn)定，然而進入20世紀90年代初，稀土發(fā)光材料迎來發(fā)展高峰，在該領(lǐng)域的專利布局數(shù)目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀末以來，發(fā)光材料的研究以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步入活躍期，在20世紀90年代末期該領(lǐng)域的申請量已經(jīng)開始迅速的增長。稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球申請中日本、中國、美國、歐洲的申請量分別為5832件、4716件、4153件、3126件。稀土發(fā)光領(lǐng)域全球?qū)＠暾埳暾埲饲笆?，日本和歐美占據(jù)絕對的優(yōu)勢，我國的深圳海洋王照明也進入全球前十位的申請人。

2.2 中國專利申請狀況

在CPRS數(shù)據(jù)庫中，稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請量為4403件，該領(lǐng)域早期申請量相對較少，然而在進入2000年后逐漸保持迅速增長的趨勢，在2013年達到頂峰。稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請人排名前十二位的專利申請人中，生產(chǎn)企業(yè)有3家，其余為研究所或高校，排名第一位的是深圳海洋王照明科技股份有限公司，但該公司是2009年開始布局稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的專利，進入該領(lǐng)域較晚；稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國專利申請地域分布中廣東、上海和江蘇占據(jù)前三位。

針對以上結(jié)論，提出如下建議：

（1）全面利用國內(nèi)高校的研究力量，形成產(chǎn)學研一體化，助力國內(nèi)稀土行業(yè)的發(fā)展；

（2）形成以稀土核心企業(yè)和研發(fā)力量為中間的稀土知識產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟，完善并建立稀土發(fā)光材料專利戰(zhàn)略，為國內(nèi)稀土行業(yè)發(fā)展導(dǎo)航。

[責任編輯：許麗]