摘 要

随着LED技术在汽车照明上的运用逐渐成熟，气体放电式车灯的时代已经开始步入尾声。然而，LED尚未站稳脚跟，OLED和激光车灯概念又逐渐进入汽车照明领域。OLED具有轻薄、自发光、几乎不发热等优点，带来了更加自由的车灯造型。激光车灯具有面积小、亮度高、能效高等优点，在汽车前大灯上的应用优势明显。本文首先分别介绍了LED、OLED及激光三种技术的概念，阐述了三种发光技术在汽车照明领域应用的优缺点。随后查询和整理了世界各国的相关专利发表情况，并在此基础上，对专利的年份、地区和IPC技术分布等情况进行了细化研究，进而分析了LED、OLED和激光技术在汽车照明领域的发展趋势，对国内相关行业的发展和研究方向起到指导作用。

关键词：LED；OLED；激光；专利分析

Abstract

With the application of LED in automobile lighting gradually mature, the era of gas discharge lamp is coming to an end. However, LED has not yet been firmly established, the concepts of OLED and laser lamp have entered the field of automotive lighting. OLED has the advantages as light weight, thin, self-luminous and almost no heating, which brings more free body styles. The laser lamp has the advantages as small, high brightness, high energy efficiency and so on, its application advantage in automobile headlamp is obvious. Firstly, this paper introduces the concepts of LED, OLED and laser technologies respectively, and expounds the advantages and disadvantages of the application of three kinds of light-emitting technologies in field of the automotive illumination. Then, we collected and sorted out the relevant patents published in various countries around the world. On this basis, the published year, region and IPC distributions of patents are studied in detail. Then, the development trend of LED, OLED and laser technology in the field of automobile lighting is analyzed, and it plays a guiding role in the development and research direction of related industries.

Key Words：LED；OLED；Laser；Patent analysis

目 录

第1章 绪论 1

1.1 LED、OLED和激光技术基本原理 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 应用于汽车照明领域的LED、OLED和激光技术的研究 3

1.2.2 基于专利信息的研究 4

1.3 研究目标及主要内容 5

1.3.1 研究目标 5

1.3.2 主要研究内容 6

第2章 专利数据检索 7

2.1 专利检索平台 7

2.2 检索策略 8

2.2.1 中国 9

2.2.2 美国、欧盟 9

2.2.3 日本 10

2.3 专利检索过程 10

2.3.1 佰腾网检索过程 10

2.3.2 日本专利检索局检索过程 10

2.4 本章小结 10

第3章 中国、美国、日本和欧盟的专利申请分析 12

3.1 中国专利申请情况 12

3.2 美国专利申请情况 14

3.3 日本专利申请情况 15

3.4 欧盟专利申请情况 17

3.5 本章小结 18

第4章 汽车照明领域内LED、OLED和激光技术专利申请数量分析 19

4.1 LED技术专利申请情况 19

4.2 OLED技术专利申请情况 20

4.3 激光技术专利申请情况 22

4.4 本章小结 23

第5章 专利IPC技术构成分析 24

5.1 LED技术 24

5.2 OLED技术 25

5.3 激光技术 27

5.4 本章小结 28

第6章 总结和展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 30

参考文献 31

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 LED、OLED和激光技术基本原理

LED的全称是Lighting Emitting Display，即发光二极管。图1.1展示了一种典型蓝光LED结构，二极管由一个PN结、衬底、导线等加以封装而成。在一个本征半导体（一种完全纯净、结构完整的半导体晶体）的两个不同的区域分别掺入三价和五价杂质元素，掺入三价杂质元素的形成了P型区域，掺入五价杂质元素的形成了N型区域。在P型区域中存在大量的空穴，在N型区域中则存在着大量的电子。在两个区域交界处形成了电子和空穴的浓度差，电子和空穴的扩散破坏了交界处的电中性，在交界处形成了PN结。正常情况下，PN结限制了电子和空穴的进一步扩散。PN结具有单向导电的特性，当给二极管两端通正向电时，N型区域中的电子会扩散到更靠近P型区域的结区中与空穴结合，电子从高能级跃迁到低能级，在发光层（PN结）中产生光，光的颜色取决于半导体的材料。衬底在LED生产和制作过程中起到支撑和固定的作用。因为半导体和衬底材料之间存在晶格差异，容易产生缺陷，所以在两者之间又增加了缓冲层解决这一问题。

图1.1 蓝光LED的典型结构示意图

OLED的全称是Organic Lighting Emitting Display，即有机发光二极管。图1.2展示了OLED的典型结构，其使用薄而透明的氧化铟锡电极作为阳级，金属电极作为阴极，透明的基板作为阳极衬底，在阴级和阳极中间存在电子输运层、空穴传输层和有机发光层。电子输送层采用具有热稳定性和表面稳定的荧光染料化合物，帮助电子传输到发光层中。空穴传输层大多使用热稳定性好的多苯基芳香胺类有机化合物，帮助空穴传输到发光层中。有机发光层使用掺入了少量热稳定性和光化学稳定性较好的荧光掺杂剂的材料。当加外电场驱动时，电子从阴极通过有机电子输运层跃迁到有机发光层，空穴从阳极通过空穴渗透层跃迁到有机发光层，在有机发光层中电子和空穴复合产生激子，激子辐射跃迁回到基态，在这个过程中发光，并从透明阳极衬底发射出来，光的颜色取决于发光层中有机物分子的类型^[1]。