一种硅基氮化物红色荧光粉及其常压制备方法与应用-复审决定


发明创造名称:一种硅基氮化物红色荧光粉及其常压制备方法与应用
外观设计名称:
决定号:187169
决定日:2019-08-20
委内编号:1F251728
优先权日:
申请(专利)号:201510618072.7
申请日:2015-09-24
复审请求人:华南农业大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:周文
合议组组长:高志纯
参审员:王丽娜
国际分类号:C09K11/59,H01L33/50
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:在判断创造性时,首先,应当确定与该权利要求所述技术方案最接近的现有技术;继而,将该权利要求的技术方案和该最接近的现有技术进行对比,确定二者之间的区别特征,并客观分析要求保护的技术方案相对于该最接近的现有技术实际解决的技术问题;然后,从该最接近的现有技术和发明实际解决的技术问题出发,判断由引入这些区别特征而得到的技术方案对于本领域技术人员来说是否显而易见,如果是显而易见的,则该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求案涉及申请号为201510618072.7,名称为“一种硅基氮化物红色荧光粉及其常压制备方法与应用” 的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为华南农业大学,申请日为2015年09月24日,公开日为2016年01月13日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门以权利要求第1-8项不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由于2017年11月30日驳回了本申请。驳回决定所针对的审查文本为:申请人于2017年08月29日提交的权利要求第1-8项,于申请日2015年09月24日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-3页、说明书摘要以及摘要附图(下称驳回文本)。
驳回文本的权利要求书如下:
“1.一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,包括以下步骤:将碱土金属碳酸盐、Si3N4、稀土金属氧化物与固体非碳还原剂混合均匀,在惰性气氛下常压焙烧得硅基氮化物红色荧光粉,其特征在于:所述的焙烧为在管式炉中分两段焙烧;第一段焙烧的升温速率为10~20℃,焙烧温度为700~1000℃,焙烧时间为2~4h;第二段焙烧的升温速率为2.5~10℃,焙烧温度为1450~1650℃,焙烧时间为3~6h;
所述的固体非碳还原剂为脲素、无水柠檬酸、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所述的碱土金属碳酸盐为CaCO3、MgCO3、SrCO3和BaCO3中的至少一种;所述的稀土氧化物为Eu2O3、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3和Dy2O3中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所述的固体非碳还原剂为脲素、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种;所述的碱土金属碳酸盐为CaCO3、SrCO3和BaCO3中的至少一种;所述的稀土金属氧化物为Eu2O3、Tm2O3和Dy2O3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所用的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比为(0.6~1.2):(0.9~1.1):(0.001~0.3);所用的固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比为1:(2~6)。
5.根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所用的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比为1.176:1:0.012。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述的硅基氮化物红色荧光粉 的常压制备方法得到的硅基氮化物红色荧光粉。
7.根据权利要求6所述的硅基氮化物红色荧光粉,其特征在于:化学式为M2-xSi5N8:xRE,其中0<x<2,M为碱土金属Ca、Sr和Ba中的至少一种,RE为稀土元素Eu、Tm和Dy中的至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的硅基氮化物红色荧光粉在白光LED上的应用。”
驳回决定指出:(1)权利要求1与对比文件1(“Red persistent and photo-stimulated luminescence properties of SrCaSi5N8:Eu2 ,Tm3 solid solution”,Jin Wang et al.,Optical Materials,第36卷,第1855-1858页,公开日为2014年05月21日)的区别特征在于:①权利要求1采用两段焙烧工艺,其中第一段焙烧的焙烧温度为700-1000℃,焙烧时间为2-4h;②权利要求1限定了两段焙烧的升温速率;③权利要求1在管式炉中焙烧。基于上述区别特征可以确定权利要求1实际解决的技术问题是改善荧光粉的性能。对于区别特征①,分两段焙烧是本领域的常规技术手段,本领域技术人员通过有限次实验容易确定第一焙烧的温度和时间。对于区别特征②和③,调整合适的升温速率是本领域的常规技术手段,管式炉为本领域常用的焙烧炉。对于权利要求1中的其它技术方案对本领域技术人员而言也是显而易见的。因此,权利要求1不具备创造性。(2)从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1公开,或为本领域的常规实验手段。因此从属权利要求2-5不具备创造性。(3)权利要求6要求保护一种硅基氮化物红色荧光粉,基于前述相同的理由,权利要求6也不具备创造性。(4)从属权利要求7的附加技术特征或被对比文件1公开,或为本领域的常规实验手段,因此从属权利要求7不具备创造性。(5)权利要求8要求保护硅基氮化物红色荧光粉在白色LED上的应用。对比文件1还公开了M2Si5N8基荧光粉可应用于白色LED中,据此,本领域技术人员有动机将硅基氮化物红色荧光粉应用于白光LED中。因此,权利要求8不具备创造性。(6)申请人在意见陈述中认为:本申请采用两段焙烧工艺,第一阶段的焙烧采用10-20℃的升温速率,引起产物质量的跃变,这是本领域技术人员不容易想到且无法预料的。荧光粉的制备方法是一个体系化的整体构思,无法根据常规技术手段来简单调节或替换就能得到本申请的技术方案,因此权利要求1相对于现有技术具有突出的实质性特点。对此,驳回决定认为:第一,本申请的发明构思是在常压下采用固体非碳还原剂进行还原制备所述荧光粉,避免碳粉还原剂制备的碳残留问题以及避免高压制备从而降低设备要求。对比文件1已经公开了本申请的发明构思。第二,两段焙烧是本领域的常规技术手段,本领域技术人员通过有限次试验容易确定第一段焙烧的温度和时间,并且现有技术存在较多采用两段焙烧的报道。调整合适的升温速率也是本领域的常规技术手段,本申请说明书并未记载调整升温速率的技术效果,也未给出相关实验数据和/或证据予以证明。另外,申请人在意见陈述中陈述的升温速率会引起物质量的跃变属于新增的技术效果,并未记载在本申请中,因此无法证明本申请相对于对比文件1具有预料不到的技术效果。(7)驳回决定中的其他说明:1)权利要求1与对比文件2 (CN103666465A,公开日为2014年03月26日)的区别特征在于:①两者的第一段焙烧升温速率不同;②两者的固体非碳还原剂的具体种类不同。对于区别特征①,调整合适的升温速率是本领域的常规技术手段。对于区别特征②,对比文件2已经公开采用葡萄糖作为固体非碳还原剂,选择脲素等作为固体非碳还原剂对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求1不具备创造性。2)从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件2公开,或为本领域的常规实验手段。因此从属权利要求2-5不具备创造性。3)权利要求6要求保护一种硅基氮化物红色荧光粉,基于前述相同的理由,权利要求6也不具备创造性。4)从属权利要求7的附加技术特征已被对比文件2公开,因此从属权利要求7不具备创造性。5)权利要求8要求保护硅基氮化物红色荧光粉在白色LED上的应用。对比文件2公开了稀土长余辉发光材料可广泛应用于照明领域,而白色LED是照明领域的常规装置,因此,将硅基氮化物红色荧光粉应用于白光LED中对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求8不具备创造性。6)申请人在意见陈述中认为:第一段焙烧的升温速率不同;所用的非碳还原剂不同;焙烧后降温至一定的温度再冷却中的温度不同。对此,驳回决定认为:第一,对比文件2公开的第一段焙烧的升温速率与权利要求1限定的升温速率非常接近,本领域技术人员可以经过简单调整获得,且申请人在意见陈述中陈述的升温速率的调整会引起产物质量的跃变是无依据的。第二,对比文件2公开的固体非碳还原剂同样能避免碳粉还原剂碳残留的问题。本申请说明书并未记载含碳率高、含氮率低,在高温碳化之后碳成分难以全部挥发,将导致产物碳残留高、氧含量高,严重影响荧光粉发光性能,且权利要求1涉及的无水柠檬酸并未含氮。此外,对比文件2已经公开了将原料在惰性或还原性气氛中焙烧的步骤。第三,权利要求1并未涉及焙烧后的降温温度,降温至550℃再冷却,该工序可以保证碳残留的尽可能挥发,进一步获得更佳的发光效果是无依据的。
申请人华南农业大学(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年05月14日向国家知识产权局提出了复审请求,并且提交了权利要求书的全文修改替换页(共2页,6项),相对于驳回文本,修改体现在:将升温速率的单位修改为℃/min,并将权利要求2和4的附加技术特征合并到权利要求1中,并对权利要求的序号和引用关系进行适应性修改。
修改后的权利要求1如下:
“1.一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,包括以下步骤:将碱土金属碳酸盐、Si3N4、稀土金属氧化物与固体非碳还原剂混合均匀,在惰性气氛下常压焙烧得硅基氮化物红色荧光粉,其特征在于:所述的焙烧为在管式炉中分两段焙烧;第一段焙烧的升温速率为10~20℃/min,焙烧温度为700~1000℃,焙烧时间为2~4h;第二段焙烧的升温速率为2.5~10℃/min,焙烧温度为1450~1650℃,焙烧时间为3~6h;
所述的固体非碳还原剂为脲素、无水柠檬酸、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种;
所述的碱土金属碳酸盐为CaCO3、MgCO3、SrCO3和BaCO3中的至少一种;所述的稀土氧化物为Eu2O3、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3和Dy2O3中的至少一种;
所用的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比为(0.6~1.2):(0.9~1.1):(0.001~0.3);所用的固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比为1:(2~6)。”
复审请求人在意见陈述中认为:(1)相对于对比文件1,本申请的第一段焙烧所产生的技术效果在现有技术中没有技术启示;相对快的前段升温速率和相对慢的后段升温速率可以产生优异的技术效果;原料的种类的选择及其配比是非显而易见的。(2)相对于对比文件2,本申请记载的第一段焙烧的升温速率相对快一些,当第一阶段的焙烧升温速率过慢时,容易导致碳过多地残留,从而影响荧光粉的发光性能。因此本申请第一阶段焙烧的升温速率的选择是具有创造性的技术特征,且产生了有益的技术效果。(3)原料的种类的选择及其含量的选择是非显而易见的,带来的技术效果是本领域技术人员无法预测的。
经形式审查合格,国家知识产权局受理了该复审请求,并于2018年05月21日向复审请求人发出了复审请求受理通知书,同时将本申请转送至国家知识产权局原审查部门进行前置审查。
国家知识产权局原审查部门在前置审查意见书中认为:第一,碳残留的减少或避免取决于固体非碳还原剂的使用,与分段焙烧工艺无关,原因如下:三聚氰胺的熔点约为354℃,闪点约为300℃,也就是说,三聚氰胺在大于300℃会发生燃烧,在惰性氛围中其碳会全部分离出来并部分氧化为一氧化碳。因此,本领域技术人员能够预见无论采用两段焙烧工艺还是一段焙烧工艺,当温度到达三聚氰胺的着火点时,惰性氛围中的三聚氰胺中的碳均会全部分离出来并部分氧化为一氧化碳。第二,现有技术中已存在较多采用两段焙烧的报道,如对比文件2(参见说明书第5-14段、实例1-12)和对比文件3(CN102766454A,公开日为2012年11月07日)(参见说明书第7-21、实施例3、比较例1)。且采用两段焙烧所达到的技术效果是本领域技术人员能够预见的。本申请并未证明两段焙烧工艺相对于一段焙烧工艺具有预料不到的技术效果。第三,本申请说明书并未记载调整升温速率的技术效果,也未给出相关实验数据和/或证据予以证明。复审请求人在意见陈述书中陈述的升温速率的调整具有的技术效果属于新增的技术效果,其并未记载在本申请说明书中,也无法根据本申请记载的实验数据分析获得。因此,无法证明本申请相对于对比文件1具有预料不到的技术效果。第四,关于原料组分。对比文件1已公开本申请的原料组分,对于其他原料组分的并列技术方案,可通过本领域的常规技术手段获得,对原料的选择并未存在技术障碍。关于原料用量,对比文件1已公开按化学计量比称取原料,三聚氰胺的量为15wt%,在此基础上根据产物的组成适当调整原料的摩尔比以及固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比是本领域的常规技术手段。综上所述,复审请求人的意见陈述不具备说服力,因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本复审请求案进行了审理。
合议组于2019年05月15日向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)权利要求1与对比文件2的区别特征为:①权利要求1限定的固体非碳还原剂的种类和对比文件2公开的不同;②权利要求1限定的第一段焙烧的升温速率和对比文件2公开的不同;③权利要求1限定了碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比。权利要求1相对于对比文件2实际解决的技术问题是提供一种效果相似的硅基氮化物红色荧光粉的替代制备方法。对于区别特征①,对比文件1公开了可以采用三聚氰胺作为还原剂用于制备硅基氮化物荧光粉的技术启示。对于权利要求1限定的其他固体非碳还原剂,如脲素和二氰二胺,属于本领域公知的还原剂,具体参见公知常识证据1(《金属材料抛光技术》,方景礼著,北京:国防工业出版社,2007年1月,第75页)。无水柠檬酸也可以作为还原剂,本领域技术人员完全可以根据实际需求对还原剂进行常规选择。对于区别特征②,在对比文件2公开的升温速率的基础上,本领域技术人员根据实际需求进行微小调整可以很容易确定适当的升温速率。对于区别特征③,碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比是本领域技术人员根据实际需求并通过有限次实验调整可以确定的;对于对比文件2未公开的碱土金属碳酸盐以及稀土氧化物也是本领域技术人员根据实际需求进行的常规选择。因此,权利要求1不具备创造性。(2)从属权利要求2-3的附加技术特征或被对比文件1或2公开,或为本领域的常规实验手段。因此从属权利要求2-3不具备创造性。(3)权利要求4要求保护一种硅基氮化物红色荧光粉,基于前述相同的理由,权利要求4也不具备创造性。(4)从属权利要求5的附加技术特征或被对比文件2公开或为本领域的常规选择,因此从属权利要求5不具备创造性。(5)权利要求6要求保护硅基氮化物红色荧光粉在白色LED上的应用。对比文件2公开了稀土长余辉发光材料可广泛应用于照明领域。而白色LED是照明领域的常规装置,因此,将硅基氮化物红色荧光粉应用于白光LED中对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,权利要求6不具备创造性。(6)针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:①对于第一段焙烧的升温速率,对比文件2记载的第一段焙烧的升温速率为8℃/min,相对于第二阶段焙烧的升温速率5℃/min属于相对快的升温速率,这个变化规律和本申请限定的两段焙烧升温速率的趋势是一致的。本申请在对比文件2公开的基础上完全可以根据有限次微小调整确定第一阶段的升温速率,本申请也没有任何实验数据证明本申请限定的第一阶段焙烧的升温速率相对于对比文件2的升温速率能够产生何种预料不到的技术效果。②对比文件2已经公开了主要原料的种类,对于没有公开的原料种类也是本领域技术人员的常规选择。原料的配比是本领域技术人员通过有限次实验调整可以确定的。本申请并没有任何实验数据证明原料配比的选择产生了何种预料不到的技术效果。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年06月18日提交了意见陈述书和权利要求书的全文修改替换页(共2页,6项)。相对于复审通知书所针对的审查文本,所作的修改在于:将权利要求1中“所述的固体非碳还原剂为无水柠檬酸”的技术方案删除,同时删除权利要求2中“所述的固体非碳还原剂为脲素、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种”。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,包括以下步骤:将碱土金属碳酸盐、Si3N4、稀土金属氧化物与固体非碳还原剂混合均匀,在惰性气氛下常压焙烧得硅基氮化物红色荧光粉,其特征在于:所述的焙烧为在管式炉中分两段焙烧;第一段焙烧的升温速率为10~20℃/min,焙烧温度为700~1000℃,焙烧时间为2~4h;第二段焙烧的升温速率为2.5~10℃/min,焙烧温度为1450~1650℃,焙烧时间为3~6h;
所述的固体非碳还原剂为脲素、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种;
所述的碱土金属碳酸盐为CaCO3、MgCO3、SrCO3和BaCO3中的至少一种;所述的稀土氧化物为Eu2O3、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3和Dy2O3中的至少一种;
所用的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比为(0.6~1.2):(0.9~1.1):(0.001~0.3);所用的固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比为1:(2~6)。
2. 根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所述的碱土金属碳酸盐为CaCO3、SrCO3和BaCO3中的至少一种;所述的稀土金属氧化物为Eu2O3、Tm2O3和Dy2O3中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,其特征在于:所用的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比为1.176:1:0.012。
4. 一种根据权利要求1~3任一项所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法得到的硅基氮化物红色荧光粉。
5. 根据权利要求4所述的硅基氮化物红色荧光粉,其特征在于: 化学式为M2-xSi5N8:xRE,其中0<x<2,M为碱土金属Ca、Sr和Ba中的至少一种,RE为稀土元素Eu、Tm和Dy中的至少一种。
6. 根据权利要求4或5所述的硅基氮化物红色荧光粉在白光LED上的应用。”
复审请求人在意见陈述书中认为:(1)权利要求1与对比文件2限定的“固体非碳还原剂”的种类不同,本申请使用的还原剂含有很少的氧或不含氧,其在高温下均可分解出氨气和二氧化碳,氨气作为还原剂,且相对于对比文件2的无水葡萄糖具有优异的技术效果。而对比文件1只是偶尔使用三聚氰胺作为还原剂,并没有给出本申请的发明构思及其结合启示。(2)权利要求1限定的第一阶段的焙烧速率比对比文件2更快,焙烧温度范围更高。对比文件2在第一阶段只需要葡萄糖被碳化,而本申请则是在高温下分解出氨气。本申请第一阶段焙烧的升温速率和焙烧温度的选择相对于对比文件2是具有创造性的技术特征,且产生了有益的技术效果。(3)权利要求1限定了碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比及其种类,固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比,上述技术特征并不是显而易见的。(4)权利要求1明确限定了在惰性气氛下常压焙烧,常压焙烧是本申请的重点。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
针对2019年05月15日发出的复审通知书,复审请求人于2019年06月18日提交了权利要求书的全文修改替换页(共2页,6项)。经审查,该修改符合专利法实施细则第61条第1款及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定依据的审查文本是:复审请求人于2019年06月18日提交的权利要求第1-6项,于申请日2015年09月24日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-3页、说明书摘要以及摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
在判断创造性时,首先,应当确定与该权利要求所述技术方案最接近的现有技术;继而,将该权利要求的技术方案和该最接近的现有技术进行对比,确定二者之间的区别特征,并客观分析要求保护的技术方案相对于该最接近的现有技术实际解决的技术问题;然后,从该最接近的现有技术和发明实际解决的技术问题出发,判断由引入这些区别特征而得到的技术方案对于本领域技术人员来说是否显而易见,如果是显而易见的,则该权利要求不具备创造性。
(1)具体到本申请,权利要求1要求保护一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法(具体参见案由部分)。
对比文件2公开了一种氮化物发光材料,按化学式Sr1.99Si5N8:0.005Eu,0.005Tm的化学计量配比,准确称取SrCO3(99.9%)(即碱土金属碳酸盐)、Si3N4(99.9%)、Eu2O3(99.99%)(即稀土金属氧化物)、Tm2O3(99.99%)(即稀土金属氧化物)原料,无水葡萄糖(相当于权利要求1所述的固体非碳还原剂)的加入量与碳酸锶的摩尔比为1:6(与权利要求1所限定的摩尔比端点值重合)。将上述称好的原料在玛瑙研钵中,加入适量酒精作为研磨介质,研磨30~60min使原料混合均匀,之后,放入干燥箱中80℃干燥4h,然后装入石墨坩埚中,放入高温管式炉中加热,以8℃/min的升温速度升至600~700℃(即与权利要求1限定的焙烧温度的端点值重合),保温2.5h,再以5℃/min的升温速度升至1500~1600℃,保温5~6h,之后以5~10℃/min的降温速度降温至250℃,随炉冷却至室温。将焙烧后的产物磨细后,用浓度为1-20wt%的盐酸酸洗、去离子水洗,反复5-8次,干燥后得到氮化物红色长余辉发光材料(参见说明书第[0020]-[0022]段,实例1)。其中原料是在惰性或还原性气氛中焙烧的(参见说明书第[0011]段)。虽然没有明确公开“常压”这一特征,但是通过对比文件2公开的技术内容,其使用的设备仅仅是干燥箱、石墨坩埚和管式炉,因此本领域技术人员可以直接地、毫无疑义地确定该方法是在常压下进行的,即属于对比文件2隐含公开的技术内容。
权利要求1要求保护的技术方案与对比文件2公开的技术内容相比,区别特征在于:(1)权利要求1限定的固体非碳还原剂的种类和对比文件2公开的不同;(2)权利要求1限定的第一段焙烧的升温速率和对比文件2公开的不同;(3)权利要求1限定了碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比。
合议组核实,本申请声称要解决的技术问题是提供一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,该方法采用常压下固体还原制备技术,原料获取容易,制备条件简单。并提供上述硅基氮化物红色荧光粉在白色LED上的应用。该荧光材料碳含量很低,极大的降低氮化物荧光粉的生产成本并保证材料的发光性能,满足高品质白光LED的应用要求。本申请通过下述方案实现:一种硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法,包括以下具体步骤:将碱土金属碳酸盐、Si3N4、稀土金属氧化物与固体非碳还原剂混合均匀,在惰性气氛下常压焙烧得硅基氮化物红色荧光粉(参见本申请说明书第2页第3-5段)。根据本申请说明书的记载(参见本申请说明书第4页第2段),本申请以脲素、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种为固体非碳还原剂制备硅基氮化物红色荧光粉,与用还原性气体做还原剂相比,固体非碳还原剂对设备要求更简单、价格更便宜且安全性更高。在第一焙烧阶段,这些固体非碳还原剂中的碳会全部分离出来并部分氧化为一氧化碳,为第二阶段的碳热还原反应提供还原气氛,这种间接提供还原剂的方法能够有效避免产品中碳残留问题。与直接用碳粉作还原剂相比,省去了再除碳等后处理步骤,且因碳残留很少或没有而提高了合成荧光粉的发光强度。进一步,本申请说明书实施例1-13分别对本申请权利要求中所限定技术方案进行了实施,具体包括碱土金属碳酸盐、稀土金属氧化物、固体非碳还原剂的选取以及两段焙烧工艺中具体工艺参数的选择,实验结果表明各实施例所得到的荧光粉均为纯相,且均具有优异的技术效果。合议组查明,对比文件2也公开了一种硅基氮化物红色荧光粉,其采用和本申请相同种类的碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物,也使用固体非碳还原剂,同样利用两段焙烧工艺进行焙烧,制备了一系列结晶度好,纯相,粒径分布均匀的氮化物长余辉发光材料。该发光材料的发射波长在550-700nm范围内,其发射峰处于598nm附近,发光强度高,显色性好。且合成目标产品所需原料价格低、易于获得并且在空气中稳定,所需的设备简单,避免了手套箱混合的复杂工序。使用碳水化合物作为还原剂避免了碳粉还原剂普遍存在的产物中混有残留碳粉的问题,同时合成产品具有发光效率好,稳定性好、亮度高等优点(参见对比文件2说明书第[0016]-[0017]段),即对比文件2产生的技术效果和本申请相同。同时,本申请说明书及其实施例并没有记载第一段焙烧阶段特定的升温速率、固体非碳还原剂的具体种类以及原料的摩尔比的选择相对于现有技术可以产生更优异的技术效果。因此,对比文件2实际上已经解决了本申请声称要解决的技术问题。
因此,基于上述区别特征可以确定,权利要求1相对于对比文件2实际解决的技术问题是提供一种效果相似的硅基氮化物红色荧光粉的替代制备方法。
对于区别特征①,对比文件1公开了一种硅基氮化物红色荧光体的常压制备方法,其中所述硅基氮化物红色荧光粉为SrCaSi5N8:2%Eu2 ,2%Tm3 ,其制备方法为在射频炉里通过固相法合成,按化学计量比称取CaCO3、SrCO3、Si3N4、Eu2O3、Tm2O3、C3H6N6(即三聚氰胺)并混合,玛瑙研钵研磨均匀,其中15wt%C3H6N6被作为还原剂使用(参见第1856页第2部分 实验)。即对比文件1公开了可以采用三聚氰胺作为还原剂用于制备硅基氮化物荧光粉的技术启示。据此,本领域技术人员很容易想到选择对比文件1公开的三聚氰胺替代对比文件2采用的无水葡萄糖。对于权利要求1限定的其他固体非碳还原剂,如脲素和二氰二胺,属于本领域公知的还原剂,具体参见公知常识证据1:常用的弱还原剂,如亚硫酸盐、氨基磺酸、伯胺、尿素、二氰二胺和胍等均有效果。本申请并没有实验数据证明使用本申请限定的固体非碳还原剂的技术方案相对于使用其他种类的固体非碳还原剂的技术方案具有任何预料不到的技术效果。
对于区别特征②,由前述评述可知,对比文件2已经公开第一段焙烧的升温速率为8℃/min,在此基础上,本领域技术人员根据实际需求进行微小调整可以很容易确定适当的升温速率,且也没有证据表明该升温速率的调整获得的技术方案取得任何预料不到的技术效果。
对于区别特征③,碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比是本领域技术人员根据实际需求并通过有限次实验调整可以确定的,其产生的技术效果是可以预期的。
此外,对于对比文件2未公开的碱土金属碳酸盐以及稀土氧化物也是本领域技术人员根据实际需求进行的常规选择。
由此可知,在对比文件的2基础上结合对比文件1和本领域的常规实验手段以得到权利要求1要求保护的技术方案,对本领域的技术人员而言是显而易见的,因此,权利要求1要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(2)从属权利要求2对碱土金属碳酸盐和稀土金属氧化物种类作了进一步限定。由前述对权利要求1的评述可知,其中SrCO3、Eu2O3、Tm2O3已被对比文件2公开;对于其他种类的选择是本领域技术人员根据实际需求进行的常规选择。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(3)从属权利要求3对碱土金属碳酸盐、Si3N4和稀土金属氧化物的摩尔比作了进一步限定。本领域技术人员根据实际需求并通过有限次实验调整可以确定其摩尔比,本申请也没有任何实验数据证明上述摩尔比的选择产生了何种预料不到的技术效果。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(4)权利要求4要求保护一种根据权利要求1-3任一项所述的硅基氮化物红色荧光粉的常压制备方法得到的硅基氮化物红色荧光粉。对比文件2公开了一种硅基氮化物红色荧光体,具体公开内容参见权利要求1。权利要求4要求保护的技术方案和对比文件2的区别特征与权利要求1和对比文件2的区别特征相同,具体评述过程参见权利要求1。因此,当其引用的制备方法不具备创造性的前提下,权利要求4要求保护的技术方案相对于对比文件2和对比文件1也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(5)从属权利要求5对硅基氮化物红色荧光粉的结构作了进一步限定。对比文件2已经公开制备以氮化物为基质的发光材料,化学式为Sr1.99Si5N8:0.005Eu,0.005Tm,具体参见权利要求1,即对比文件2公开了Sr、Eu、Tm以及x。对于Ca、Ba和Dy元素也是本领域技术人员根据实际需求进行的常规选择。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(6)权利要求6要求保护一种根据权利要求4或5所述的硅基氮化物红色荧光粉在白光LED上的应用。对比文件2已经公开稀土长余辉发光材料可广泛应用于照明领域(参见说明书第[0002]段)。而LED属于本领域常规的照明设备,据此,本领域技术人员很容易想到将硅基氮化物红色荧光粉应用于白光LED上。因此,当引用硅基氮化物红色荧光粉不具备创造性时,权利要求6要求保护的技术方案相对于对比文件2和对比文件1也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述(具体参见案由部分)
合议组认为:(1)首先,根据本申请说明书的记载可知,本申请之所以选择脲素、二氰二胺和三聚氰胺中的至少一种作为固体非碳还原剂,是因为与用还原性气体做还原剂相比,固体非碳还原剂对设备要求更简单,价格更便宜且安全性更高。与直接用碳粉做还原剂相比,省去了再除碳等后处理步骤,且因碳残留很少或没有而提高了合成荧光粉的发光强度。而对比文件2使用的碳水化合物作为还原剂(其属于本申请声称的固体非碳还原剂的下位概念)同样避免了碳粉还原剂普遍存在的产物中混有残留碳粉的问题,同时合成产品具有发光效率好、稳定性好、亮度高等优点(参见对比文件2说明书第0017段)。即对比文件2也同样可以解决本申请声称要解决的技术问题,并达到其声称的技术效果。因此,本领域技术人员完全可以为了避免碳残留等问题,选择本领域公知且可以作为还原剂的物质,具体参见权利要求的评述过程。本申请并没有提供任何实验数据证明选择含有很少氧或不含氧的还原剂相对于含有氧的还原剂可以产生何种预料不到的技术效果。(2)对于第一段焙烧的升温速率,对比文件2记载的第一段焙烧的升温速率为8℃/min,相对于第二阶段焙烧的升温速率5℃/min属于相对快的升温速率,这个变化规律和本申请限定的两段焙烧升温速率的趋势是一致的。本申请在对比文件2公开的基础上完全可以根据有限次微小调整确定第一阶段的升温速率。无论是权利要求1还是对比文件2,均是提供焙烧产生还原性气体,其原理是相似的。本申请也没有任何实验数据证明本申请限定的第一阶段焙烧的升温速率相对于对比文件2的升温速率能够产生何种预料不到的技术效果。(3)由前述对权利要求的评述可知,对比文件2已经公开了主要原料的种类,对于没有公开的原料种类也是本领域技术人员的常规选择。原料的配比是本领域技术人员通过有限次实验调整可以确定的。本申请并没有任何实验数据证明原料配比的选择产生了何种预料不到的技术效果。固体非碳还原剂与碱土金属碳酸盐的摩尔比是已经被对比文件2公开的,虽然固体非碳还原剂的种类不同,可能会产生不同的还原性气体,但是其原理相同,因此可以认为该摩尔比已被公开。(4)参见前述对权利要求1的评述可知,对比文件2其实也是常压烘焙。综上,对于复审请求人的上述主张,合议组不予支持。
基于以上事实和理由,合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月30日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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