纳米线在发光二极管中的应用专利技术综述

纳米线在发光二极管中的应用专利技术综述

潘好帅 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心

发光二极管作为一种新型的固态能源，具有寿命长、可靠性高、体积小、功耗低等优点，受到越来越多的关注。纳米线是一种在二维方向上为纳米尺度，长度上为宏观尺度的新型材料，具有优异的光电性能。近年来，将纳米线应用于发光二极管成为了人们研究的热点。本文主要利用S系统中的CNABS、CNTXT、SIPOABS、DWPI等数据库的检索结果为分析样本，对于全球及中国的专利申请量年度分布、主要申请人来源国的分布、中国及全球主要申请人统计等多方面进行分析，并梳理了纳米线在发光二极管中的应用技术的发展路线。

发光二极管；纳米线；专利

前言

目前，电光源照明已经经历了一个多世纪，这其中有三个重要的发展阶段，其代表性光源分别是白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯。发光二极管（LED）的出现，是电光源发展的一次全新革命和重大突破，它从根本上改变了光源发光的机理，具有光效高、光色全、寿命长、环保、尺寸小等优点、能够应用在各种各样的彩色和白色照明领域、有望成为第四代光源。纳米线是一种在二维方向上为纳米尺度，长度上为宏观尺度的新型材料，具有优异的光电性能。为了进一步提高LED出光效率、减小其体积，将纳米线应用于发光二极管成为了人们研究的热点。

1.纳米线发光二极管专利申请趋势分析

1.1 专利申请量的年度分布

纳米线LED最早专利申请出现在1997年，而国内最早的申请为2002年。2000年前该技术领域还处于起步阶段，申请量较少，2000年后发展迅猛。而国内起步较晚，发展也比较缓慢，在2008年后才有较快发展。全球申请量的变化趋势与国内申请量的变化趋势大致相同，随着时间的推移，申请数量整体呈波浪式上升趋势。

1.2 专利申请量的来源国家分布

相关专利申请主要集中在美国、韩国两个国家，美国占到总申请量的一半，韩国占到总申请量的三分之一。另外，申请量较多的国家还有法国和瑞典。中国的专利申请量排在以上国家之后，位于第6位，这说明，目前在该技术领域，我国与美国、韩国等国家尚有较大差距。

1.3 全球主要申请人统计情况

纳米线发光二极管专利申请量排名中三星公司名列榜首，这是因为三星公司的规模较大，在统计过程中，三星下属的子公司例如三星电子、三星电机等一并包括在内，而美国的申请量虽然庞大，但在该主要申请统计情况中却未能见到来自美国的企业挤进前三甲，说明美国在该技术领域的研究者众多，但比较分散。另外，名列第二位的是瑞典的格罗有限公司和法国的原子能委员会。前十名中并未出现中国企业，这也反映了我国在纳米发光二极管领域尚处于探索和起步的阶段。

1.4 国内主要申请人统计情况

纳米线发光二极管国内主要申请人主要集中在高校，中科院半导体研究所、合肥工业大学、中国计量学院及吉林大学占据了申请量的一半以上，企业申请量非常少，说明在国内的专利申请中，专利申请人很分散，还没有出现某些竞争实力强，能够处于垄断地位的龙头企业，也说明纳米线发光二极管技术目前在我国主要处于研究阶段，并未实质上应用于产业中。

2.纳米线发光二极管专利技术路线分析

在纳米线LED领域，韩国走在了世界的前列，其代表公司三星在该领域起步早，发展较快，申请了大量的基础性的专利。美国的代表性专利虽少，但创新性较高，如美国的纳米系统公司首次提出了核壳结构的纳米线二极管，中国台湾涉足该领域也比较早，但后续研发能力较弱，近年未能有代表性的技术出现。法国的专利申请偏重于方法，日本和瑞典的专利申请是在之前技术的简单改进，这几个国家的涉足该领域的时间较晚，其专利申请的创新性相对于韩国、美国较弱。因此，随着纳米线发光二极管技术的发展，中国企业要想在未来的市场占有一席之地，必须选择适当的技术突破口以及重视早期研发投入，才能抢先掌握核心专利以在技术上和市场上占据主动。另外，在纳米线发光二极管产业化的道路上，国内申请人需要关注这些韩国、美国企业已有的研究成果，尽量避开这些公司在中国的专利壁垒。

3.结语

本文主要利用S系统中的CNABS、CNTXT、SIPOABS、DWPI等数据库的检索结果为分析样本，对于全球及中国的专利申请量年度分布、主要申请人来源国的分布、中国及全球主要申请人统计等多方面进行分析，并梳理了纳米线在发光二极管中的应用技术的发展路线。

国内高校、科研院所在该技术领域呈快速上升的趋势，具有巨大发展潜力。而韩国的三星公司在该技术领域有大量的基础性的专利申请，无论是纳米线发光二极管的结构还是纳米线发光层的制备方法，都提出了诸多专利申请，必将成为我国在该技术领域的主要竞争对手。

[1]徐冰,赵俊亮,张检明,孙小卫,诸葛福伟,李效民.ZnO纳米阵列增强大功率蓝光LED出光效率的研究[J].无机材料学报,2012,07:716-720.

[2]李伟,岳庆炀,孔繁敏,李康.顶端ZnO纳米结构对GaN基LED光提取效率的影响[J].光子学报,2013,04:409-416.

[3]陈贵锋,谭小动,万尾甜,沈俊,郝秋艳,唐成春,朱建军,刘宗顺,赵德刚,张书明.纳米折叠InGaN/GaNLED材料生长及器件特性[J].物理学报,2011,07:515-518.

[4]马骏,钱可元,罗毅.CdSe纳米材料对大功率白光LED显色性能的影响[J].半导体光电,2010,05:682-686.