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?qǐng)狀況、中國(guó)專利申請(qǐng)狀況以及重點(diǎn)申請(qǐng)人及其關(guān)鍵技術(shù)分布情況，對(duì)其進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，以期掌握稀土發(fā)光材料的發(fā)展?fàn)顩r及研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，為國(guó)內(nèi)申請(qǐng)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(chǔ)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(qǐng)狀況、在中國(guó)的專利申請(qǐng)狀況以及重點(diǎn)申請(qǐng)人及其關(guān)鍵技術(shù)分布情況，對(duì)其進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，以期掌握稀土發(fā)光材料的發(fā)展?fàn)顩r及研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

1 研究?jī)?nèi)容

鑒于發(fā)明專利有效期一般為20年，本文利用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，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(qǐng)態(tài)勢(shì)、技術(shù)構(gòu)成、重點(diǎn)專利。

1.1 全球?qū)＠暾?qǐng)狀況

在DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)量為11352項(xiàng)（未經(jīng)人工篩選）。本節(jié)基于該專利數(shù)據(jù)從專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)、目標(biāo)市場(chǎng)國(guó)家、技術(shù)來(lái)源分布以及申請(qǐng)人排名等方面進(jìn)行重點(diǎn)分析。

1.1.1 發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

圖1是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)圖。自1964年高校的稀土紅色熒光粉問(wèn)世以來(lái)，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(jì)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(diǎn)，隨著上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)展，使得稀土發(fā)光材料迎來(lái)第一個(gè)高峰期，從圖1中可以看出，在20世紀(jì)60年代后期相應(yīng)的專利申請(qǐng)量有了顯著的增加；在20世紀(jì)70年代，由于世界石油能源危機(jī)的刺激，新一代熒光燈-緊湊型等燈用稀土熒光粉開(kāi)始出現(xiàn)，但在此期間該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量趨于穩(wěn)定；然而進(jìn)入20世紀(jì)90年代初，稀土發(fā)光材料迎來(lái)發(fā)展高峰，在該領(lǐng)域的專利布局?jǐn)?shù)目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀(jì)末以來(lái)，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(qǐng)量已經(jīng)開(kāi)始迅速的增長(zhǎng)，反映出全球申請(qǐng)人對(duì)于該領(lǐng)域技術(shù)研究以及保護(hù)的重視程度。

1.1.2 目標(biāo)市場(chǎng)國(guó)家分析

圖2是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)目標(biāo)市場(chǎng)國(guó)家分布，其中進(jìn)入日本、中國(guó)、美國(guó)、歐洲的申請(qǐng)量分別為5832件、4716件、4153件、3126件，可見(jiàn)，日本和中國(guó)是該領(lǐng)域的主要市場(chǎng)國(guó)家，這與日本的電子工業(yè)較為發(fā)達(dá)以及中國(guó)的制造業(yè)相關(guān)行業(yè)需求有關(guān)。

1.1.3 技術(shù)來(lái)源國(guó)家分析

圖3是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)技術(shù)來(lái)源國(guó)家分布，其中來(lái)源于日本、中國(guó)、美國(guó)、歐洲的申請(qǐng)量分別為4263件、3069件、1784件、3126件，可見(jiàn)，日本和中國(guó)是該領(lǐng)域的主要研發(fā)和生產(chǎn)國(guó)家，這也與日本的電子工業(yè)較為發(fā)達(dá)以及中國(guó)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(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家。其中，美國(guó)GE公司和日本的日亞化學(xué)（Nichia）、東京化學(xué)等公司的燈用熒光粉技術(shù)水平較高。美國(guó)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(guó)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(lái)，荷蘭Philips公司稀土熒光燈生產(chǎn)線不斷向中國(guó)轉(zhuǎn)移，所需熒光粉大多采用中國(guó)產(chǎn)品。德國(guó)主要稀土熒光粉生產(chǎn)企業(yè)為歐司朗公司。近年來(lái)，歐司朗公司在中國(guó)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(guó)。日本是國(guó)外最大的稀土熒光粉生產(chǎn)國(guó)，其產(chǎn)量占國(guó)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(xué)、化成光學(xué)、東芝、根本特殊化學(xué)、東京化學(xué)、歐司朗麥克爾（德國(guó)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(guó)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(xué)、根本特殊化學(xué)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(guó)的產(chǎn)量占90%。主要的生產(chǎn)廠家有美國(guó)的英特美公司，日本根本特殊化學(xué)公司，中國(guó)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(lán)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(xué)（Nichia）、美國(guó)的Gelcore和歐洲的Osram。

1.1.4 申請(qǐng)人排名分析

圖4是稀土發(fā)光領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)申請(qǐng)人前十位，可以看出日本和歐美占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，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(dāng)數(shù)量的申請(qǐng)，而美國(guó)的GE公司則對(duì)其稀土熒光粉產(chǎn)品有一定的專利申請(qǐng)保護(hù)，日本的日亞化學(xué)則在稀土熒光粉、PDP發(fā)光材料領(lǐng)域擁有較強(qiáng)的專利保護(hù)，我國(guó)的深圳海洋王照明也進(jìn)入全球前十位的申請(qǐng)人，反映出我國(guó)雖然稀土發(fā)光材料研究起步較晚，但也有一部分申請(qǐng)人擁有一定的技術(shù)積累和保護(hù)。

1.2 中國(guó)專利申請(qǐng)狀況

在CPRS數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索獲得經(jīng)過(guò)篩選后的稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的中國(guó)專利申請(qǐng)量為4403件。本節(jié)基于該專利數(shù)據(jù)從發(fā)展態(tài)勢(shì)、重點(diǎn)申請(qǐng)人、區(qū)域分布等方面進(jìn)行重點(diǎn)分析。

1.2.1 發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

圖5是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)發(fā)展趨勢(shì)，在該領(lǐng)域早期申請(qǐng)量相對(duì)較少，說(shuō)明在此期間我國(guó)稀土發(fā)光材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用水平較低，然而在進(jìn)入2000年后開(kāi)始呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在2013年達(dá)到頂峰，這期間我國(guó)稀土發(fā)光材料領(lǐng)域研究越來(lái)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(kuò)展以及應(yīng)用需求迅速增加的市場(chǎng)環(huán)境有關(guān)。目前國(guó)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(gè)方面。

1.2.2 中國(guó)稀土發(fā)光材料領(lǐng)域主要申請(qǐng)人

圖6是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)人排名前十二位的專利申請(qǐng)情況，從圖中可以看出，在前十二位的申請(qǐng)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(guó)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(dāng)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(duì)較低，另一方面國(guó)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(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)。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(kāi)始布局稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的專利，進(jìn)入該領(lǐng)域較晚，但專利申請(qǐng)力度較大，在短短幾年內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的申請(qǐng)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(shí)力。然而，總體來(lái)看，我國(guó)國(guó)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(shí)力較差，行業(yè)上領(lǐng)先的企業(yè)對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)也不夠。

1.2.3 稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)地域分布

圖7是稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)地域分布，其中廣東、上海和江蘇占據(jù)前三位。我國(guó)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(fèi)結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，稀土發(fā)光材料越90%的需求來(lái)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(guó)相當(dāng)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(qǐng)相對(duì)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(guó)專利申請(qǐng)的地域分布

2 結(jié)論和建議

通過(guò)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(kù)中，稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球申請(qǐng)量為11352項(xiàng)，在20世紀(jì)60年代后期相應(yīng)的專利申請(qǐng)量有了顯著的增加，在20世紀(jì)70年代該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量趨于穩(wěn)定，然而進(jìn)入20世紀(jì)90年代初，稀土發(fā)光材料迎來(lái)發(fā)展高峰，在該領(lǐng)域的專利布局?jǐn)?shù)目也有一定的增加，年均在100件左右；20世紀(jì)末以來(lái)，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(jì)90年代末期該領(lǐng)域的申請(qǐng)量已經(jīng)開(kāi)始迅速的增長(zhǎng)。稀土發(fā)光材料領(lǐng)域全球申請(qǐng)中日本、中國(guó)、美國(guó)、歐洲的申請(qǐng)量分別為5832件、4716件、4153件、3126件。稀土發(fā)光領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)申請(qǐng)人前十位，日本和歐美占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)的深圳海洋王照明也進(jìn)入全球前十位的申請(qǐng)人。

2.2 中國(guó)專利申請(qǐng)狀況

在CPRS數(shù)據(jù)庫(kù)中，稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)量為4403件，該領(lǐng)域早期申請(qǐng)量相對(duì)較少，然而在進(jìn)入2000年后逐漸保持迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在2013年達(dá)到頂峰。稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)人排名前十二位的專利申請(qǐng)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(kāi)始布局稀土發(fā)光材料領(lǐng)域的專利，進(jìn)入該領(lǐng)域較晚；稀土發(fā)光材料領(lǐng)域中國(guó)專利申請(qǐng)地域分布中廣東、上海和江蘇占據(jù)前三位。

針對(duì)以上結(jié)論，提出如下建議：

（1）全面利用國(guó)內(nèi)高校的研究力量，形成產(chǎn)學(xué)研一體化，助力國(guó)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(shí)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(guó)內(nèi)稀土行業(yè)發(fā)展導(dǎo)航。

[責(zé)任編輯：許麗]