LED应用技术申请专利分析概要

1.LED应用概况

发光二极管(Light-Emitting Diode，应用技简称LED)是术申一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，请专早期只能发出低亮度的利分红光，之后发展出其他单色光的析概版本，现在光色已遍及可见光、应用技红外线及紫外线，术申光度也有很大的请专提高。但从发光的利分角度来说，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、析概高亮度发光二极管、应用技超高亮度发光二极管、术申变色发光二极管、请专闪烁发光二极管、利分电压控制型发光二极管、析概红外发光二极管和负阻发光二极管等。

实际上LED应用环节是体现LED作为固态照明相对于传统照明更加节能环保之优越性所在，虽然技术性比前端的外延、芯片等领域稍低，但却是LED产业链中最不可缺少的一环。

LED有多种调光方式，比如模拟调光和PWM调光，其控制模式有恒流和恒压两种，大多数的LED都采用的是恒流控制，这样可以保持LED电流的稳定，不易受Vf变化影响，可以延长LED灯具的使用寿命。由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态的保护，从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求比较严格，不同用途的LED器件，需要不同的驱动电源与之相匹配。LED器件对驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高，设计一款好的电源必须要综合考虑这些因数。从某种角度来说，只有在LED应用部分才需要用到LED驱动，驱动总是直接和LED应用器件联系在一起，因此本报告也把驱动作为LED应用领域的一部分并加以论述。

从用途上来看，LED最初被用作指示灯、显示板等，随着技术的不断进步，LED已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明(包括建筑物外观照明、景观照明、标识和指示性照明、室内空间照明、背光照明等)。除了视觉照明方面的应用以外，LED还有一些非视觉上的应用，包括：1)生物应用，例如LED光源应用在广义农业生产和人工照明上，LED光源对封闭环境控制的农业生产环境(如植物组织培养室、植物生长箱等)也是一种非常适合的人工光源，对需要特定波长的应用也相当具有弹性;2)医疗应用，例如LED在实现定点、定向照明、高强度照明、调光控制、实现高显色性、低光谱伤害等方面具有先天优势，可以有效克服常规医疗照明的不足，光疗作为一种有效的治疗手段，在临床和工程上正得到越来越广泛的应用;3)通讯应用;4)心理治疗应用。

2.LED应用技术分类

LED应用可按两大类分别进行细分：1)按应用技术市场可以分为五大块：信号显示、交通信号灯、汽车用灯、LED背光源和半导体照明。2)按LED应用技术专利检索分类，分为视觉照明应用、非视觉应用和驱动技术。

2.1按应用技术市场分类

目前全球LED应用技术市场可以分为五大块：信号显示、交通信号灯、汽车用灯、LED背光源和半导体照明。具体情况见图1.1。

图1.1 LED应用技术市场分类

信号显示

电子仪器、设备、家用电器等的信号显示、数码显示和各种显示器，以及LED显示屏(信息显示、广告、记分牌等)。目前市场份额有100多亿元，潜在市场有几百亿元。

交通信号灯

城市交通、高速公路、铁路、机场、航海和江河航运用的信号灯等，现有市场份额有几十亿元，潜在市场有上百亿元。

汽车用灯

汽车内外灯、转向灯、刹车灯、雾灯、前照灯、车内仪表显示及照明等，目前市场份额有十几亿元，潜在市场有上百亿元。

LED背光源

小尺寸背光源：小于10英寸，主要用于手机、MP3、MP4、PDA、数码相机、摄像机和健身器材等。中等尺寸背光源：10英寸～20英寸之间，主要用于手提电脑、计算机显示器和各种监视器。大尺寸背光源：大于20英寸，主要用于彩色电视的LCD显示屏。所有这些背光源目前市场份额有几十亿元，潜在市场有几百亿元。

半导体照明

根据现有产品的应用范围，可分为六类：1)室外景观照明：护栏灯、投射灯、LED灯带、LED异型灯、数码灯管、地埋灯、草坪灯、水底灯等，目前市场份额有几十亿元，潜在市场有上百亿元;2)室内装饰照明：壁灯、吊灯、嵌入式灯、射灯、墙角灯、平面发光板、格栅灯、日光灯、筒灯、变幻灯等，目前市场份额有十几亿元，潜在市场有上百亿元;3)专用照明：便携式照明(手电筒、头灯)、低照度灯(廊灯、门牌灯、庭用灯)、阅读灯、显微镜灯、投影灯、照相机闪光灯、台灯、路灯等，现有市场份额有几十亿元，潜在市场有几百亿元;4)安全照明：矿灯、防爆灯、应急灯、安全指示灯等，现有市场份额只有几亿元，潜在市场有几十亿元;5)特种照明：军用照明灯、医用无热辐射照明灯、治疗灯、杀菌灯、农作物及花卉专用照明灯、生物专用灯、与太阳能光伏电池结合的专用LED灯等，目前市场份额不大，但具有很大意义和重要性，潜在市场有上百亿元;6)普通照明：办公室、商店、酒店、家庭用的普通照明灯等，随着LED技术的不断进步和成本的不断下降，近几年LED逐步进入普通照明领域，其潜在市场是最大的，具有上千亿元的市场份额。飞利浦、欧司朗、GE(通用电气公司)、日亚、科锐目前是全球LED照明市场前五大供应商。[3]

2.2 按应用技术专利检索分类

按LED应用技术专利检索分类，分为视觉应用领域、非视觉应用领域和驱动技术领域，其中视觉应用分为：照明、屏幕显示、背光源和信号显示，非视觉应用分为：生物应用、医疗应用、通讯应用和心理治疗应用。另外，由于LED应用离不开驱动，本项目组将LED驱动列为LED应用领域。具体如图1.2所示。

图1.2 LED应用技术专利检索分类

3.LED应用技术申请专利检索结果

检索工作基于以下两个数据库，广东省专利信息服务平台的国家知识产权局全领域代码化专利数据库和THOMSON的DWPI数据库。其中国家知识产权局全领域代码化专利数据库收录了自1985年以来的全部中国专利数据，提供自1985年以来的全部中国发明全文说明书、实用新型全文说明书和外观设计说明书。DWPI(Derwent Word Patents Index——世界专利索引数据库)数据库是全球最权威的，收入最为广泛的深加工专利数据库。DWPI收录美国、欧洲、日本、韩国、中国等来自全球41个国家、地区和组织的专利文献，1500万条基本发明专利，覆盖3500万条专利，每年增加150万篇专利。

本次检索基于以上两个数据库进行，其中驱动部分的数据采集时间为2014年1月7日，视觉照明和非视觉照明部分的数据采集时间为2014年3月12日。数据采集时间范围是：中国申请专利，1985年1月1日至2013年12月31日;全球申请专利，1960年1月1日至2013年12月31日。LED应用技术申请专利检索结果见表1.1。

表1.1 LED应用技术申请专利统计表单位：件/项

(责任编辑：休闲)