【正文】 所出現(xiàn)的連鎖反應就會下降，例如因為減少電流透過而使得熱效應比率降低，實現(xiàn)成本的下降和長壽命化。在現(xiàn)有的發(fā)光效率下，如果需要一定程度高輝度，期望因為增加電流量來產(chǎn)生較大亮度的話，這就必須考量如何增加LED的面積來滿足所增加的電流，或者利用將數(shù)顆小型LED封裝在同一個模組之中，來實現(xiàn)封裝模組對電流量容許值的提高。而在發(fā)光演色的方面，雖然有這么大的功率輸入到GaN LED中，但是所投入電力的四分之三都無法轉(zhuǎn)換成光而形成熱量，因此LED就會出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，這也會直接影響到LED的演色結(jié)果。通常30u㎡的LED最大可以驅(qū)動30mA的電流，但是這樣的結(jié)果遠遠無法滿足市場的期望，所以目標是需要將10倍以上的電流，導通到LED元件中。為進一步提高發(fā)光強度，業(yè)者開發(fā)出了大功率LED，其功率一般為1～10W(有一些還大于10W)，它的工作電流一般為350～700mA，有些可達1A以上。但LED有一個最大功耗PD值的限制，PD=VFIF(VF為正向壓降)，若過大地增加IF而使PD超過最大值時，LED會過熱而損壞。另外，在工藝技術上采用在GaAs襯底上用AlInGaP材料生產(chǎn)的紅光、黃光LED及在SiC襯底上用InGaN材料生產(chǎn)的綠光、藍光LED，在發(fā)光強度及發(fā)光效率上有較大的改進。 LED發(fā)光效率影響因素LED的發(fā)光強度及發(fā)光效率的提高主要取決于采用的半導體材料及其工藝技術的發(fā)展。從單純的角度來看，高效率的追求一直都是被市場與業(yè)者所期待的。在過去，只有藍光LED使用GaN做為基板材料，但是現(xiàn)在從綠光領域到近紫外光領用的LED，也都開始使用GaN化合物做為材料了。單晶片型進一步分成兩類，一類是發(fā)光源使用藍光LED，以460nm波長的藍光晶粒涂上一層YAG螢光物質(zhì)，利用藍光LED照射此一螢光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍光互補的555nm波長黃光，再利用透鏡原理將互補的黃光、藍光予以混合，便可得出所需的白光(日亞專利)，生產(chǎn)較容易，其效率較高，成本較低，目前大部分白光LED采用此方法；另一類是使用近紫外和紫外光，豐田合成(Toyoda Gosei)與東芝所共同開發(fā)的白光LED，是采用紫外光LED與螢光體組合的方式，與一般藍光LED與螢光體組合的方式做區(qū)隔。前者是將紅綠藍三種LED封裝在一起，同時使其發(fā)光而產(chǎn)生白光，后者是把藍光或者紫光、紫外光的LED作為光源，在配合使用熒光粉發(fā)出白光。然而，LED的發(fā)展不單純是它的顏色還有它的亮度，像計算機一樣，遵守摩爾定律的發(fā)展，即每隔18個月它的 亮度就會增加一倍，曾經(jīng)暗淡的發(fā)光二極管現(xiàn)在真正預示著LED新時代的來臨。在2000年，前者做成的LED在紅、橙區(qū)(λp=615nm)的光效達到100流明/瓦，而后者制成的LED在綠色區(qū)域(λp=530nm)的光效可以達到50流明/瓦。90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，當前制造藍光LED的晶體外延材料是氮化銦鎵(InGaN)，發(fā)射波長的范圍為450nm至470nm，氮化銦鎵LED可以產(chǎn)生五倍于氮化鎵LED的光強。第一個有歷史意義的藍光LED也出現(xiàn)在90年代早期(日亞公司1993宣布，中村修二博士發(fā)明)，再一次利用金鋼砂—早期的半導體光源的障礙物。到20世紀90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。到70年代中期，引入元素In和N，使LED產(chǎn)生綠光(λp=555nm)，黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm)，光效也提高到1流明/瓦；就在此時，俄國科學家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED，盡管它不如歐洲的LED高效；但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。60年代初，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED，磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。20世紀50年代，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷 化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED，并于60年代面世。20世紀20年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光，再一次因發(fā)光暗淡而停止。在可預見未來，專利仍將是LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展關鍵議題，且專利訴訟的對象將不僅局限在LED廠商，范圍也將擴大至應用產(chǎn)品上。此專利涉及到基于石榴石的GaN LED磷光體——描述了Nichia商業(yè)白光LED；Toyoda Gosei擁有專利6809347保護摻入銪的堿土正硅酸鹽磷光體和藍色或紫外線LED配合使用，此專利具有2000年12月28日的優(yōu)先權(quán)日期，授權(quán)時間是2004年10月26日，它把保護重點集中在一種特別的磷光體設計上，它不象其它專利一樣措詞含糊，它的保護內(nèi)容清楚明朗。HP(Agilent)專利5847507受理日期是1997年7月14日，授權(quán)日期是1998年12月8日，該專利的描述涉及到已經(jīng)存在的Nichia產(chǎn)品并且保護的重點是磷光體的發(fā)光原理(方式)，這就涵蓋了較大范圍的各種式樣的磷光體。最初的專利說明了藍、綠和紫外線LED與摻鈰、鋱或硫代石榴石的磷光體，這一點在之前的Nichia白光LED和Nichia日本專利申請中都沒有提到。但是該專利提到的僅僅是白光之外的光源對磷光體的激勵，似乎沒有涵蓋通常的藍光LED對黃色磷光體的激勵，Nichia在專利中提到了藍光LED對黃色磷光體的激勵，但是沒有對之進行論述，也沒有對基于石榴石的磷光體技術進行論述；Osram的專利6245259在美國專利受理是在2000年8月29日，授權(quán)日期是在2001年6月12日，但在此之前的1997年6月26日，其已經(jīng)獲得國際專利的保護。美國巨大的市場一直是商家必爭之地，在美國，主要專利如下：貝爾實驗室將單個或多個磷光體用于熒光屏的發(fā)光，得到了美國專利(3691482)的保護，同時也建立起了光的波長轉(zhuǎn)換原理，該專利受理時間是1970年1月17日；Nichia于1991年11月25日為“熒 光粉使用在樹脂中并用來模塑成型”這一方法申請一項日本專利，該技術已于1993年6月18日公布，但是申請于1998年6月23日被拒絕，于1999年12月2日，Nichia收回此項申請；Cree擁有一項專利6600175所有權(quán)(該專利最初被授權(quán)給AMTI)，受理日期是1996年3月26日，授權(quán)日期是2003年7月29日。相信全球白光LED的市場與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，將會從2010年出現(xiàn)重大改變，因為從1990年開始所提出的LED相關專利，到2010年時預計20年的有效專利期限將逐漸到期，因此伴隨著產(chǎn)業(yè)專利結(jié)構(gòu)被打破，緊接而來的是邁入混戰(zhàn)時期的高亮度LED產(chǎn)業(yè)。IPSLA為半導體照明的零配件供應商提供了一個網(wǎng)絡平臺，聯(lián)盟成員的產(chǎn)品及工藝都經(jīng)由資格專利律師檢查證明其在任何方面都不侵權(quán)，以保證成員之間購買的零配件不會有違權(quán)行為。從法律角度來看，單純聽信賣家的承諾顯然不夠，極有可能要冒侵權(quán)的風險；聘請專利律師進行調(diào)查可以解決這個問題，但要花費大量的時間和資金，并不是每個企業(yè)都有能力采用。2005年以來，半導體照明產(chǎn)品開發(fā)和應用范圍不斷擴大，更多公司擁有了相關專利，特別是隨著半導體照明應用產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠商越來越多、市場規(guī)模急劇擴大，專利關系也越來越復雜。比較一下眾多專利，其保護重點都集中在磷光體的使用上(交叉約定簽訂之前，Nichia上訴Osram公司侵權(quán)使用一份日本專利而遭到拒絕，拒絕理由就是Osram并沒有使用石榴石磷光體)。當時甚 至沒有一份真正有效的專利對白光LED的發(fā)光原理進行保護，1970年那份保護用屏幕來轉(zhuǎn)換顏色的美國專利也不例外，1991年Nichia通過利用熒光粉來將藍LED轉(zhuǎn)成白光的專利在美國申請專利而遭拒絕。到目前為止，真正有關專利有效性的法令還是十分有限的。閱讀一下專利文獻就可以發(fā)現(xiàn)一系列與美國專利重復甚至沖突的專利文件存在。盡管相互授權(quán)的范圍涵蓋了固定發(fā)光晶體管技術的方方面面，但在此領域最重要也是最有意義的技術是使用磷光粉將藍光和紫外光轉(zhuǎn)化成白光的技術。而現(xiàn)在，隨著應用市場規(guī)模和應用領域的不斷擴大，圍繞照明應用系統(tǒng)的專利事件逐漸增多，預計在近幾年仍將成為專利事件的主體。而中國大陸目前規(guī)模普遍比較小，產(chǎn)品整體技術水平還有待進一步提高，將成為繼臺灣和韓國之后的下一波獲利者。如臺灣已經(jīng)是歐、美、日市場上LED的主要產(chǎn)地，更是藍光LED芯片的重要量產(chǎn)地，就全球整體的生產(chǎn)能力而言，臺灣已經(jīng)占全球40%左右，而在實際的產(chǎn)出與銷售量方面，也擁有全球市場的25%。相信在接下來數(shù)年間，將會采取擴大授權(quán)的策略。這樣，呈現(xiàn)歐美與日本等傳統(tǒng)LED大廠與擁有高生產(chǎn)技術、制造能力強大的亞洲新興業(yè)者協(xié)商委托生產(chǎn)及合作的新局面。例如OSRAM采取“收權(quán)利金”方式，授權(quán)億光、光寶、宏齊，OSRAM的操作方式是，首先收取一筆2億新臺幣的授權(quán)金，然后每個產(chǎn)品抽47%的權(quán)利金；而日亞、豐田合成授權(quán)晶元光電代工，AVAGO、OSRAM授權(quán)宏齊生產(chǎn)，日亞、日立授權(quán)光磊代工生產(chǎn)等等。當這樣的轉(zhuǎn)變對于新興LED生產(chǎn)、LED應用業(yè)者而言，也是一項好消息，因為對于新興LED業(yè)者而言，如此可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量并且得以擴充新的銷售通路，而在LED應用業(yè)者方面，除了避免被卷入專利紛爭，還可以獲得更低成本、高質(zhì)量的LED。隨著時間的流逝，當初各公司所建構(gòu)的專利網(wǎng)，也逐漸面臨薄弱化的情況，在跨越專利期限之后，這些技術將會成為新興業(yè)者生產(chǎn)LED的捷徑。而日亞化學也針對白光LED封裝的新技術，控告了億光與Seoul Semiconductor等，而對宏齊則是提出了警告。—擴大單邊授權(quán)委托生產(chǎn)與LED大廠相互之間交互授權(quán)“以和為貴”不同，新入業(yè)者在發(fā)展初期帶來訴訟風潮。而在截至2003年以前，這些業(yè)者為了維護本身的立場，而熱中專利侵權(quán)訴訟，也因為如此，使得其它的業(yè)者，包括LED封裝業(yè)者、LED應用業(yè)者等等也無端的被卷入訴訟洪潮之中。日亞宣布放棄404專利，在很大程度上也是出于這種考慮，另一方面，隨著專利期限的步步逼近，這些擁有關鍵技術專利的LED業(yè)者領悟到若繼續(xù)采取訴訟策略，對日益薄弱的專利期限保護傘是無益的，因為在既有市場下，面臨臺灣與韓國業(yè)者的猛烈攻勢，包括日亞化學、OSRAM等等的這些傳統(tǒng)業(yè)者若堅持死守，勢必會面臨更艱巨的挑戰(zhàn)，此外也因為繁復及冗長的訴訟程序，間接的弱化了開發(fā)新技術的力量。同時，技術的快速發(fā)展也迫使技術領先企業(yè)放棄了獨自發(fā)展的念頭，轉(zhuǎn)而趨向多邊技術合作。隨著Osram、豐田合成(Toyoda Gosei)、Cree、Lumileds等公司在LED領域擁有的專利數(shù)不斷增加，2001年起日亞在專利訴訟方面遭到挫敗，使其不得不更改專利授權(quán)的態(tài)度，分別與上述公司達成了專利和解和授權(quán)協(xié)議。近來高功率LED應用于LCD面板背光的形式逐漸形成，高功率封裝的專利極可能成為繼白光熒光粉專利后專利訴訟的主要標的。國外大廠在LED的專利布局分為三大類：藍光晶粒專利、白光熒光粉封裝專利及高功率LED專利。時至今日，五大公司Nichia、Osram、Toyoda Gosei、Cree和Lumileds幾乎控制了整個白光LED產(chǎn)業(yè),這里專利密集，可以說是雷區(qū)重重，使得想進駐這一領域的其他商家憂慮重重、望而卻步。Rohm即于同年12月15日向美國賓州東區(qū)地方法院指控日亞因制造與銷售氮化鎵LED產(chǎn)品，而侵害其美國第6084899與第6115399號專利，最后日亞敗給了Cree。在1999年，日亞再轉(zhuǎn)移目標對準美國的知名藍光LED大廠Cree，向東京地方法院指控Cree在日本當?shù)亟?jīng)銷商住友商事侵害其產(chǎn)品專利。日亞挾其在化學工業(yè)領域長期研發(fā)的優(yōu)勢與專利保護策略，初期很順利走向壟斷藍光LED市場之路，如同風云中的雄霸一般，野心想獨吞天下。龐大的市場潛力，刺激著全球LED業(yè)者積極搶進，面對市場成長快速的白光LED，在各方面都已經(jīng)超越這些關鍵專利擁有的LED業(yè)者 控制的范圍，所以擁有關鍵專利的業(yè)者也絞盡心力的利用專利保護傘，來維護市場利益與排除新挑戰(zhàn)者的加入。第二章、全球LED專利布局就技術而言，LED具有技術成長瓶頸高，學習門坎低特性；初始投資額也不大，資本門檻不高，為了保持技術競爭力，降低技術外溢風險，專利為最好的保護傘。CK公司采取公開、積極的方式與那些認識到智能固體照明的價值及其普遍深入的應用前景的制造商形成委托加工與許可的關系，以促進剛剛起步的固體照明工業(yè)的發(fā)展。CK公司自誕生以來，智能特性一直是CK陣營的主要手段，合作伙伴的戰(zhàn)略能夠提供給新加入者卓越的范例。公司的獲獎系列產(chǎn)品利用LED的實用及美觀性能，在高性能燈具及OEM許可應用中，突破了傳統(tǒng)光源的局限。Osram主要的經(jīng)營領域在歐洲市場及汽車用白光LED市場，與日亞化學有明顯市場區(qū)隔。OSRAM商標早在1906年注冊，到目前為止是世界公認的歷史最悠久的商標名稱之一。OsramOSRAM是全世界最大的兩個照明生廠商之一。通過把電子、光學、機械和熱能管理等各個領域的技術相結(jié)合，GELcore加快了LED技術的應用并創(chuàng)造了世界級的LED系統(tǒng)。通過把GE先進的照明技術、品牌優(yōu)勢和全球渠道與EMCORE權(quán)威的半導體技術相結(jié)合，GELcore已經(jīng)在轉(zhuǎn)變?nèi)藗儗φ彰鞯恼J識過程中扮演了重要的角色。LuminationGELcore是GE照明與EMCORE公司的合資公司，創(chuàng)建于1999年1月，總部位于美國新澤西州。Lumileds每年LED的產(chǎn)量達十億只，并提供核心LED材料和LED封裝。今天的Lumileds，作為一個安捷倫科技和飛利浦照明的合資公司，繼續(xù)領導著世界固態(tài)照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。到了90年代后期，在意識固態(tài)發(fā)光的前景后，惠普和當時世界上最大的照明設備公司之一的飛利浦公司開始了如何一起發(fā)展最新的固態(tài)照明技術并引入市場的計劃。公司總部在加利福尼亞州的圣荷塞，在荷蘭、日本和馬來西亞有分支機構(gòu)，并且擁有遍及全球各地的銷售網(wǎng)絡。公司獲得專利的Luxeon是首次將傳統(tǒng)照明與具有小針腳、長壽命等優(yōu)點的LED相結(jié)合的高功率發(fā)光材料。公司的大部分利潤來自于LED產(chǎn)品和SiC、GaN材料的生產(chǎn)，產(chǎn)品銷往北美、歐洲和亞洲。公司的產(chǎn)品包括綠光、藍光和紫外光LEDs，近紫外激光、射頻和微波半導體設備，電源轉(zhuǎn)換設備和半導體集成芯片。主要從事SiC，GaN和Si襯底的開發(fā)，是美國寬禁帶材料和器件的領導者，也是生產(chǎn)GaN材料的最大公司之一。豐田化合的生產(chǎn)據(jù)點除了愛知縣平和町的工廠以外，還在佐賀縣武雄市建立