稀土發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光材料的全球專利申請狀況、中國專利申請狀況以及重點申請人及其關鍵技術分布情況，對其進行了統計與分析，以期掌握稀土發光材料的發展狀況及研究熱點和重點，為國內申請人在稀土發光材料專利布局和研發提供借鑒。

【關鍵詞】稀土；發光材料；專利分析

0 引言

根據稀土功能材料的應用領域的特性，將稀土功能材料分為：稀土發光材料、稀土催化材料、稀土磁性材料和稀土儲氫材料。稀土發光材料是應用領域最為廣泛的稀土功能材料。本文著重研究了稀土發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鍵技術分布情況，對其進行了統計與分析，以期掌握稀土發光材料的發展狀況及研究熱點和重點。

1 研究內容

鑒于發明專利有效期一般為20年，本文利用國家知識產權局專利檢索系統的數據庫，檢索了截止到2015年的稀土發光材料領域的發明專利情況，并分析了其申請態勢、技術構成、重點專利。

1.1 全球專利申請狀況

在DWPI數據庫中檢索到稀土發光材料領域的全球專利申請量為11352項（未經人工篩選）。本節基于該專利數據從專利申請態勢、目標市場國家、技術來源分布以及申請人排名等方面進行重點分析。

1.1.1 發展態勢分析

圖1是稀土發光材料領域全球專利申請趨勢圖。自1964年高校的稀土紅色熒光粉問世以來，發光材料（熒光粉）已經發展成為信息顯示、照明光源、光電器件等領域的關鍵支撐材料之一。在20世紀60年代，是稀土離子發光及其發光材料的基礎研究和應用發展的轉折點，隨著上轉換材料的發展，使得稀土發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，但在此期間該領域的專利申請量趨于穩定；然而進入20世紀90年代初，稀土發光材料迎來發展高峰，在該領域的專利布局數目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀末以來，為了適應高效節能、綠色環保的三基色節能照明、半導體照明以及高清平板顯示技術等的發展需求，發光材料的研究以及產業的發展步入活躍期，由圖1中可以看出，在90年代末期該領域的申請量已經開始迅速的增長，反映出全球申請人對于該領域技術研究以及保護的重視程度。

1.1.2 目標市場國家分析

圖2是稀土發光材料領域全球專利申請目標市場國家分布，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，日本和中國是該領域的主要市場國家，這與日本的電子工業較為發達以及中國的制造業相關行業需求有關。

1.1.3 技術來源國家分析

圖3是稀土發光材料領域全球專利申請技術來源國家分布，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，日本和中國是該領域的主要研發和生產國家，這也與日本的電子工業較為發達以及中國的制造業相關行業需求有關。目前世界上稀土熒光粉研發和生產主要集中于日本、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水平較高。美國稀土熒光粉主要生產企業為GE公司，主要產品為稀土熒光燈用熒光粉。美國還生產X-射線增感屏熒光粉（杜邦公司）、白光發光二極管用熒光粉（英特美公司）等。近年來，荷蘭Philips公司稀土熒光燈生產線不斷向中國轉移，所需熒光粉大多采用中國產品。德國主要稀土熒光粉生產企業為歐司朗公司。近年來，歐司朗公司在中國不僅建立了數家稀土熒光燈廠，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國，其產量占國外總產量的70%。日本稀土熒光粉生產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廠）等，產品主要為節能燈用熒光粉、LCD背光源粉、PDP發光材料、X-射線增感屏材料、白光發光二極管發光材料等。韓國稀土熒光粉主要由三星公司生產，生產的熒光粉以自用為主。日本在 PDP發光材料、液晶背光源熒光粉及白光LED用熒光粉生產及技術方面占全球主導地位，PDP用熒光粉生產基本為日本企業壟斷，主要有三菱化成、日亞化學、根本特殊化學等企業。2011年全球白光LED發光材料（主要為黃粉）約為20噸，其中中國的產量占90%。主要的生產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是稀土發光領域全球專利申請申請人前十位，可以看出日本和歐美占據絕對的優勢，相關的照明設備生產企業如飛利浦、西門子、松下等擁有相當數量的申請，而美國的GE公司則對其稀土熒光粉產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發光材料領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積累和保護。

1.2 中國專利申請狀況

在CPRS數據庫中檢索獲得經過篩選后的稀土發光材料領域的中國專利申請量為4403件。本節基于該專利數據從發展態勢、重點申請人、區域分布等方面進行重點分析。

1.2.1 發展態勢分析

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

1.2.2 中國稀土發光材料領域主要申請人

圖6是稀土發光材料領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，生產企業有3家，其余為研究所或高校，反映出我國稀土發光材料領域，高校和科研院所是技術研發和科技創新的主體力量，掌握了相當一部分專利技術，導致專利的轉化和產業化程度相對較低，另一方面國內的相關企業卻缺少高端技術支撐，難以適應知識經濟時代的競爭。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年開始布局稀土發光材料領域的專利，進入該領域較晚，但專利申請力度較大，在短短幾年內相關領域的申請量迅速增加，反映出該公司的專業化程度高和有一定的技術研發實力。然而，總體來看，我國國內稀土發光材料產業集中度不高，罕有較大規模的企業，大部分企業的技術實力較差，行業上領先的企業對于知識產權的保護意識也不夠。

1.2.3 稀土發光材料領域中國專利申請地域分布

圖7是稀土發光材料領域中國專利申請地域分布，其中廣東、上海和江蘇占據前三位。我國稀土發光材料與下游應用產業的發展密切相關，從目前的消費結構以及應用領域來看，稀土發光材料越90%的需求來自于節能照明以及電子信息行業，而上述地區集中著我國相當一部分電子信息企業和照明企業，相應的這些企業在稀土發光領域的專利申請相對較多，也更為重視專利布局。

圖7 稀土發光材料領域中國專利申請的地域分布

2 結論和建議

通過以上分析，得出以下結論：

2.1 全球專利狀況

在DWPI數據庫中，稀土發光材料領域全球申請量為11352項，在20世紀60年代后期相應的專利申請量有了顯著的增加，在20世紀70年代該領域的專利申請量趨于穩定，然而進入20世紀90年代初，稀土發光材料迎來發展高峰，在該領域的專利布局數目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀末以來，發光材料的研究以及產業的發展步入活躍期，在20世紀90年代末期該領域的申請量已經開始迅速的增長。稀土發光材料領域全球申請中日本、中國、美國、歐洲的申請量分別為5832件、4716件、4153件、3126件。稀土發光領域全球專利申請申請人前十位，日本和歐美占據絕對的優勢，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數據庫中，稀土發光材料領域中國專利申請量為4403件，該領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。稀土發光材料領域中國專利申請人排名前十二位的專利申請人中，生產企業有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年開始布局稀土發光材料領域的專利，進入該領域較晚；稀土發光材料領域中國專利申請地域分布中廣東、上海和江蘇占據前三位。

針對以上結論，提出如下建議：

（1）全面利用國內高校的研究力量，形成產學研一體化，助力國內稀土行業的發展；

（2）形成以稀土核心企業和研發力量為中間的稀土知識產權聯盟，完善并建立稀土發光材料專利戰略，為國內稀土行業發展導航。

[責任編輯：許麗]