從專利分析看Micro-LED全球趨勢(上)

 

刊登日期:2018/10/15
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皮欣霖/工研院技轉法律中心

前言
專利是同時具備技術、法律和商業三方面信息的綜合體,透過大數據來有效地解讀專利資訊進而轉變成商業情報,已經成為當前技術創新活動中的重要一環。

Micro-LED是近年之創新技術,其優勢在於既繼承了無機 LED 的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,又具有體積小、輕薄、自發光無需背光源的特性,可應用在如穿戴式手錶、手機、車用顯示器、擴增實境/虛擬實境、大型顯示屏及電視等領域。

由於技術的發展與時俱進,專利文獻更是年年大幅成長,為了維持專利分析的時效性,故本研究提供之專利情報係根據整體發展年代與近年間的趨勢變化,再做資訊更新與發展變異之比較分析。期盼能透過專利分析全面了解全球Micro LED顯示領域的研發技術及專利趨勢,進而作為研擬專利布局策略之參考。

Micro-LED專利分析
一、研究範圍和分析方法
本研究之檢索策略上係運用關鍵字、主要競爭公司群、IPC(國際分類號)交聯集之方式,來檢索出近20年全球專利,作為本次分析之母體。進而運用系統交叉過濾的方法,將複雜的專利資訊和資料進行統計分析,並以強化圖像且直覺性的方式,清楚展示專利數據處理後的訊息,使讀者能快速理解、掌握重點。

本研究範圍包含Micro-LED之產業技術面、功效面及終端產品三大面向,進而擬定出Micro-LED領域完整的研究分析架構(如圖一所示)。在此研究範圍之下,分析近4千多案(2萬多件)專利資訊後,獲得Micro-LED全球趨勢,可供未來專利布局規劃之重要參考情報。除此之外,由於技術在近年發展迅速,因此本研究特將2018年上半年更新之專利資訊,進行特別的觀察與比較分析,以貼近即時之發展趨勢。

圖一、Micro-LED 專利研究範圍
圖一、Micro-LED 專利研究範圍

二、專利技術生命週期
從專利的生命週期整體觀之,Micro-LED顯示技術從1999年開始發展,申請人包含有全球國際知名品牌大廠、學術單位及研究機構、原面板各大廠、LED晶片製造商及背後有國際大公司投資的眾多新創公司,可以「百家爭鳴」貼切形容這多元化專利申請的現象。

1999年至2013年期間屬此技術發展的「萌芽期」(如圖二所示),因需求市場不明確,故只有少數先驅廠商出現;最早布局的公司屬SONY與Cree,最早布局的學研機構為University of Illinois。

回溯這段時間的技術發展歷程,早在1999年Cree發表第一篇專利文件 “ENHANCED LIGHT EXTRACTION THROUGH THE USE OF MICRO-LED ARRAYS”,即奠定尺寸規模100微米(micron)以下的LED陣列元件產製基礎。2011年逐步邁入技術啟動階段,已有些研究機構和開發商陸續注意到Micro-LED的應用價值:如先期由CEA-Leti 拆分的技術團隊ALEDIA申請的多項專利中,其研發聚焦在氮化鎵基板上直接成長出立體發光柱,與先進半導體CMOS製程接軌,進而降低晶片的量產成本;而本身為台灣產業技術開發機構的工研院 (ITRI) 長期耕耘顯示器技術,研究團隊自2009年以來就不間斷持續相關技術的開發,不僅在先期就扮演台灣領頭羊的角色,並在2016年組成「巨量微組裝產業推動聯盟」,做為跨領域相關業者之交流平台,帶領20多家廠商建構台灣Micro-LED產業生態,延續著台灣在此領域的技術能量。

而2014年之後屬此技術發展的「成長期」(如圖二所示),堪稱是整個Micro-LED領域專利技術申請的飛躍期。事實上,很多廠商是在APPLE收購LuxVue,展現了對Micro-LED顯示技術的信心之後,才開始大力投入MicroLED顯示技術研發的。此階段不僅專利申請量逐年增加,且更多競爭者所擁有競爭性的技術專利被提出申請,逐漸能看到一些LED產業製造商身影,如---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖二、專利技術生命周期
圖二、專利技術生命周期

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