LED封裝主要是確保發(fā)光芯片和電路間的電氣和機(jī)械接觸,并保護(hù)發(fā)光芯片不受機(jī)械、熱潮濕及其他外部因素影響。因此,封裝材料是影響LED性能和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。本文中,筆者以中國專利檢索系統(tǒng)(CPRS)數(shù)據(jù)庫中2015年12月31日前已公開的專利申請文件為基礎(chǔ),對LED封裝材料國內(nèi)專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,旨在為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)提供參考。
專利申請厚積薄發(fā)
筆者經(jīng)過專利檢索發(fā)現(xiàn),從2007年開始,LED封裝材料的申請量呈快速增長趨勢。在2007年之前,每年國內(nèi)公布的LED封裝材料專利申請不足10件;2007年以后,相關(guān)專利申請數(shù)量由2007年的11件增加到2015年的200件,增長速度較快。值得注意的是,在735件專利申請中,國外來華申請人共提交82件專利申請,占總量的11%。在這82件專利申請中,來自日本、美國申請人的申請分別為55件和13件,顯示出這兩個(gè)國家相關(guān)企業(yè)對我國LED封裝材料市場的重視。
此外,在735件專利申請中,涉及環(huán)氧樹脂類和有機(jī)硅類LED封裝材料的專利申請共508件,占總量的69%,其中環(huán)氧樹脂類封裝材料、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂類封裝材料和有機(jī)硅類封裝材料的專利申請分別為132件、45件和331件。
從相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出,在2009年之前,LED有機(jī)硅類封裝材料的專利申請數(shù)量與LED環(huán)氧樹脂類封裝材料的專利申請數(shù)量相當(dāng),但2009年后,LED有機(jī)硅類封裝材料專利申請數(shù)量增加非常明顯,從2009年10件增加至2015年的114件;而LED環(huán)氧樹脂類封裝材料的專利數(shù)量卻變化不大,2012年至2014年,環(huán)氧樹脂類封裝材料的專利申請數(shù)量出現(xiàn)下降。從專利申請數(shù)量變化趨勢可見,LED有機(jī)硅類封裝材料現(xiàn)已成為LED封裝材料的研究熱點(diǎn)。
有機(jī)硅成研發(fā)熱點(diǎn)
作為傳統(tǒng)的LED封裝材料,環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的黏結(jié)性、電氣絕緣性和可操作性。然而,隨著功率型LED的迅速發(fā)展,環(huán)氧樹脂暴露出耐熱性不足、耐紫外線能力差、長期使用會(huì)發(fā)生黃變等缺點(diǎn)。相比環(huán)氧樹脂,有機(jī)硅類材料具有良好的透明性、絕緣性、耐熱和耐紫外線、不易黃變等優(yōu)點(diǎn),是較為理想的LED封裝材料,因此越來越多的企業(yè)已逐漸使用有機(jī)硅取代環(huán)氧樹脂作為LED的封裝材料。
此外,在相關(guān)專利申請中涉及有機(jī)硅類材料透光性的專利申請為101件,約占專利申請總量的1/3;涉及有機(jī)硅類材料折射率和力學(xué)性能的專利申請均為91件,約占專利申請總量的29%。其他較多的專利申請主要涉及有機(jī)硅材料的粘結(jié)力性能和耐老化性能,相應(yīng)的專利申請數(shù)量分別為39件、31件,分別占申請總量的12%和10%。
筆者發(fā)現(xiàn),在專利申請數(shù)量排名前10位的專利申請人中,有8位專利申請人來自國內(nèi)。煙臺(tái)德邦先進(jìn)硅材料有限公司和杭州師范大學(xué)作為排名前2位的國內(nèi)專利申請人,分別提交了20件、14件專利申請。此外,筆者通過分析國內(nèi)專利申請人類型發(fā)現(xiàn),很多國內(nèi)專利申請人為科研院所,而企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)活動(dòng)相對較少,說明我國LED有機(jī)硅封裝材料的研究主要以科研院所為主,國內(nèi)還缺乏綜合實(shí)力較強(qiáng)的LED有機(jī)硅封裝材料企業(yè)。
在LED有機(jī)硅類封裝材料領(lǐng)域,專利申請數(shù)量前2位的國外專利申請人分別為LG化學(xué)株式會(huì)社和信越化學(xué),在我國分別提交了7件、6件專利申請。雖然國外申請人LED有機(jī)硅類封裝材料的專利數(shù)量較少,但這并不意味著國外大型有機(jī)硅廠家并不重視中國市場。實(shí)際上,就提交專利申請的時(shí)間而言,信越化學(xué)在2006年向我國提交了涉及LED有機(jī)硅封裝材料的專利申請。可見,這些國外實(shí)力較強(qiáng)的有機(jī)硅公司在我國很早即展開了LED有機(jī)硅封裝材料的專利布局。
從上述分析可以看出,國內(nèi)專利申請人也已經(jīng)開展了LED有機(jī)硅類封裝材料的專利布局,并且具有一定的優(yōu)勢,但是相比有機(jī)硅領(lǐng)域影響力較大的公司,我國還缺乏有重大影響力的大型企業(yè)。不過,國內(nèi)專利申請人已經(jīng)開始重視LED有機(jī)硅類封裝材料的專利布局,其專利申請的數(shù)量和質(zhì)量都在不斷提高。
筆者建議,我國相關(guān)企業(yè)繼續(xù)鞏固已有的技術(shù)優(yōu)勢,并積極與科研院所加強(qiáng)合作,將技術(shù)力量轉(zhuǎn)化為知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢,開發(fā)出更具競爭力的產(chǎn)品,“點(diǎn)亮”我國LED封裝材料的未來。(孟 帥 張素蘊(yùn))