发明创造名称：一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置及方法
外观设计名称：
决定号：189357
决定日：2019-09-10
委内编号：1F255294
优先权日：
申请（专利）号：201510105191.2
申请日：2015-03-10
复审请求人：合肥京东方光电科技有限公司 京东方科技集团股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：倪永乐
合议组组长：李波
参审员：李家刚
国际分类号：C23C14/24;C23C14/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项发明的技术方案相对于现有技术是否具备创造性时，应将该发明的技术方案和现有技术公开的技术方案进行特征分析并确定区别技术特征，并从区别技术特征出发，确定该发明相对于现有技术实际解决的技术问题，然后再考察现有技术中是否给出了解决所述技术问题的技术启示，如果现有技术并没有给出技术启示，则该发明不具备创造性的理由不成立。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201510105191.2、名称为“一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置及方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为合肥京东方光电科技有限公司和京东方科技集团股份有限公司，申请日为2015年3月10日，公开日为2015年5月27日。
国家知识产权局原审查部门于2018年3月20日发出了驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7相对于对比文件1（CN1883060 A，公开日为2006年12月20日）、对比文件2（CN2446511Y，公开日为2001年9月5日）和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2015年3月10日提交的说明书摘要、说明书第1-61段、摘要附图、说明书附图图1-7，2017年12月14日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：其包括混合匀压腔室、有机材料蒸汽源、高压载气供给装置、压电增压装置、喷嘴、沉积基板、水冷元件和风冷元件，
所述有机材料蒸汽源、高压载气供给装置均与所述混合匀压腔室连接，所述混合匀压腔室的出口通过所述压电增压装置与所述喷嘴连接；多个所述喷嘴形成喷嘴组，所述沉积基板设置在所述喷嘴组的下方，所述水冷元件和风冷元件均设置在所述沉积基板的下方，所述风冷元件设置在所述水冷元件的下方；
所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭。
2. 根据权利要求1所述的有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：所述有机材料蒸汽源包括源腔和源槽，所述源腔通过所述源槽与所述混合匀压腔室连通；所述源腔的出口处设置有控制阀。
3. 根据权利要求2所述的有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：所述源腔和源槽外侧设置有加热器件。
4. 根据权利要求1所述的有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：所述有机材料蒸汽源包括第一有机材料蒸汽源、第二有机材料蒸汽源和第三有机材料蒸汽源，所述第一有机材料蒸汽源和第二有机材料蒸汽源并联混合后与第三有机材料蒸汽源并联混合。
5. 根据权利要求1所述的有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：还包括控温元件，所述控温元件设置在所述混合匀压腔室中。
6. 根据权利要求1所述的有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：所述水冷元件为水冷盘管。
7. 一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、加热有机材料以产生有机材料蒸汽，并将有机蒸汽通至混合匀压腔室中；
S2、在混合匀压腔室中通入载气，以与所述有机蒸汽形成载流混合气；
S3、在混合匀压腔室中通过控温元件调节载流混合气的温度；
S4、通过压电增压装置将混合均匀的载流混合气喷出喷嘴外，且喷向沉积基板，所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭；
S5、通过水冷元件和风冷元件冷却沉积基板，以方便载流混合气中的有机蒸汽在沉积基板上形成有机膜，所述水冷元件和风冷元件均设置在所述沉积基板的下方，所述风冷元件设置在所述水冷元件的下方。”
驳回决定认为：权利要求1、7与对比文件1相比至少包括以下区别特征：包括压电增压装置，混合匀压腔室的出口通过压电增压装置与喷嘴连接；所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭。对于上述区别特征，对比文件2公开了一种压电陶瓷式微量液体分配器头，液体分配器头包括压电陶瓷管1、毛细管2及喷嘴3（参见图1）。由此可知，对比文件2给出了在喷嘴前的通路中设置压电陶瓷管（即压电增压装置）以更为有效地进行喷射的技术启示。在该技术启示下，本领域技术人员容易想到将其应用到对比文件1中，从而在喷嘴和混合室之间设置压电陶瓷管。同时结合对比文件1的有机蒸汽材料的喷射结构，本领域技术人员容易想到在压电陶瓷管的进出口分别设置进口阀和出口阀以连接混合室和喷嘴，而通过计算机（微机电系统）控制压电陶瓷管的动作和阀的开闭是本领域的常用技术手段。针对申请人的意见陈述，驳回决定还指出虽然对比文件1、2所喷出的具体材料和喷出量有所不同，但二者均是从喷嘴喷出材料，均具有希望喷出材料从喷嘴高速喷出的技术需求，因而对比文件1、2可以结合。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年7月4日向国家知识产权局提出了复审请求，陈述了本申请具备创造性的理由，提交了权利要求书的修改替换页，具体修改方式为在权利要求1和7中增加了技术特征“所述压电陶瓷管的内壁包括驱动器、金属基板及传感器粘接而成的复合结构，且所述传感器及驱动器分别经导线与所述微机电系统的控制电源相连，当所述驱动器受外加电压作用产生弯曲变形时，所述传感器也受迫弯曲并产生电能，所述电能用于表征所述压电增压装置的输出压力和流量”。
修改后的权利要求1和7分别如下：
“1. 一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置，其特征在于：其包括混合匀压腔室、有机材料蒸汽源、高压载气供给装置、压电增压装置、喷嘴、沉积基板、水冷元件和风冷元件，
所述有机材料蒸汽源、高压载气供给装置均与所述混合匀压腔室连接，所述混合匀压腔室的出口通过所述压电增压装置与所述喷嘴连接；多个所述喷嘴形成喷嘴组，所述沉积基板设置在所述喷嘴组的下方，所述水冷元件和风冷元件均设置在所述沉积基板的下方，所述风冷元件设置在所述水冷元件的下方；
所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭；
所述压电陶瓷管的内壁包括驱动器、金属基板及传感器粘接而成的复合结构，且所述传感器及驱动器分别经导线与所述微机电系统的控制电源相连，当所述驱动器受外加电压作用产生弯曲变形时，所述传感器也受迫弯曲并产生电能，所述电能用于表征所述压电增压装置的输出压力和流量。”
“7. 一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、加热有机材料以产生有机材料蒸汽，并将有机蒸汽通至混合匀压腔室中；
S2、在混合匀压腔室中通入载气，以与所述有机蒸汽形成载流混合气；
S3、在混合匀压腔室中通过控温元件调节载流混合气的温度；
S4、通过压电增压装置将混合均匀的载流混合气喷出喷嘴外，且喷向沉积基板，所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭；所述压电陶瓷管的内壁包括驱动器、金属基板及传感器粘接而成的复合结构，且所述传感器及驱动器分别经导线与所述微机电系统的控制电源相连，当所述驱动器受外加电压作用产生弯曲变形时，所述传感器也受迫弯曲并产生电能，所述电能用于表征所述压电增压装置的输出压力和流量；
S5、通过水冷元件和风冷元件冷却沉积基板，以方便载流混合气中的有机蒸汽在沉积基板上形成有机膜，所述水冷元件和风冷元件均设置在所述沉积基板的下方，所述风冷元件设置在所述水冷元件的下方。”
复审请求人认为修改后的权利要求具备创造性，主要理由如下：（1）压电陶瓷式微量液体分配器头是用于喷出微量的液体，而本申请针对的是气体，两者所针对的处理对象不同，无法将其应用本申请中。（2）修改后的权利要求1实际所要解决的技术问题是在沉积基板上形成分辨率较高的有机膜的前提下，如何实现实时监控蒸汽的压力和流量。（3）本申请中的压电增压装置的进口阀、出口阀分别连接于混合匀压腔室和喷嘴，其工作过程包括流体排出过程和吸入过程，该压电陶瓷管的工作需要与进口阀和出口阀相互配合，共同完成增压喷射。本申请中的压电陶瓷管的内壁包括驱动器、金属基板及传感器粘接而成的复合结构可以形成闭环的反馈系统，通过传感器输出的电能实时反馈蒸汽的实时喷出压力和流量，实现对蒸汽的压力和流量的实时监控。对比文件1、对比文件2均未公开上述技术特征，而且采用上述技术手段也并非是解决上述技术问题的常规技术手段。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年8月20日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。原审查部门在前置审查意见书中认为：在对比文件2给出的在喷嘴前的通路中设置压电陶瓷管的技术启示下，本领域技术人员容易想到在对比文件1中的喷嘴和混合室之间设置压电陶瓷管。而对于设置怎样结构的压电陶瓷管以及如何设置该压电陶瓷管，本领域技术人员容易在流体传输和控制领域选择适合于喷射沉积装置中使用的压电陶瓷管并根据该压电陶瓷管的具体结构和安装要求进行设置。而权利要求1中加入的“包括驱动器、金属基板和传感器及其各部件之间的结构和工作模式”的压电传感器是本领域常用的、现有的压电陶瓷管（例如CN102374158A），本领域技术人员容易选择并应用于喷射沉积系统。因此，坚持驳回决定。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
复审请求人于2018年7月4日提交了权利要求书的修改替换页，而且上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审请求审查决定的审查文本为：2015年3月10日提交的说明书摘要、说明书第1-61段、摘要附图、说明书附图图1-7，2018年7月4日提交的权利要求第1-7项。
（二）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。
在判断一项发明的技术方案相对于现有技术是否具备创造性时，应将该发明的技术方案和现有技术公开的技术方案进行特征分析并确定区别技术特征，并从区别技术特征出发，确定该发明相对于现有技术实际解决的技术问题，然后再考察现有技术中是否给出了解决所述技术问题的技术启示，如果现有技术并没有给出技术启示，则该发明不具备创造性的理由不成立。
权利要求1要求保护一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积装置。对比文件1公开了一种有机蒸汽喷射印刷装置及方法，并公开了以下内容（参见说明书第[0024]-[0029]段，图1）：在分子有机半导体薄膜的生长过程中，引入有机蒸汽喷射印刷（OVJP）。热的惰性载气夹带起有机蒸汽并膨胀通过细微的喷嘴，从而导致高度准直的射流。OVJP的非平衡性质提供高分辨率，几乎100%有效的直接印刷有机半导体图案和器件。OVJP不使用液体溶剂，OVJP的实施方案通常包括“喷射”从喷嘴中射出的气体。图1示出了OVJP装置的一个实施方案。器件100包括第一有机源隔室110、第二有机源隔室120、稀释通道130、混合室140（即混合匀压腔室）、喷嘴150和加热元件160；有机源隔室110和120可含有有机材料（可见有机源隔室相对于有机材料蒸汽源）。载气源105（即载气供给装置）可提供到达第一和第二有机源室110、120以及稀释通道130的载气流体。由图1可知，第一有机源隔室110、第二有机源隔室120、载气源105、稀释通道130均与混合室140连接。器件100还包括基底170（即沉积基板）和冷却通道190（即冷却系统），基底170设置在喷嘴150的下方，冷却通道190设置在基底170的下方。对比文件1公开的沉积方法包括：加热第一有机源隔室110和第二有机源隔室120中的有机材料以产生有机蒸汽，并将有机蒸汽通至混合室140；在混合室140里通入载气，以与有机蒸汽形成载流混合气，将混合均匀的载流混合气喷出喷嘴外，且喷向基底170；通过冷却通道控制沉积基板的温度，以方便载流混合气中的有机蒸汽在沉积基板上形成有机膜。
权利要求1与对比文件1公开的上述内容相比，至少存在以下区别特征：包括压电增压装置形成增压喷射装置，混合匀压腔室的出口通过压电增压装置与喷嘴连接；所述压电增压装置包括压电陶瓷管、进口阀、出口阀和微机电系统，进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口，所述微机电系统与所述压电陶瓷管连接以控制压电陶瓷管的变形，所述微机电系统与进口阀和出口阀连接以控制进口阀和出口阀的开闭；所述压电陶瓷管的内壁包括驱动器、金属基板及传感器粘接而成的复合结构，且所述传感器及驱动器分别经导线与所述微机电系统的控制电源相连，当所述驱动器受外加电压作用产生弯曲变形时，所述传感器也受迫弯曲并产生电能，所述电能用于表征所述压电增压装置的输出压力和流量。
对于上述区别特征，根据本申请第[0037]段的记载，由于压电增压装置的作用，载流混合气体高压喷出，解决了气源和喷嘴之间的压降问题。因而可以确定权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何解决气源和喷嘴之间的压降问题。
合议组进一步考察了对比文件2，其公开了为精确地处理极小体积的液体，必须解决表面张力和表面材料特性所带来的问题。克服这些困难的一种方法即采用喷墨打印机技术，借助压电转换器，将小液滴通过极小的喷口喷出。例如，如图1所示，压电单元1安装在充满液体的毛细管2上。加电压时，该压电单元1挤压毛细管2，快速增加液体的压力。由于液体几乎不可压缩，将产生压力波以声速向喷口3传播，喷口3将压力波转换成液体的运动，极小的液滴以很高的加速度被喷出（参见说明书第1页第4段，图1）。在对比文件2中，液滴被加速的原理在于通过压电单元挤压设置在毛细管内的液体，并利用液体的几乎不可压缩的性能，在喷口将压力波转换成液体的运动，使得极小的液滴以很高的加速度被喷出。可见，对比文件2与对比文件1相比，不仅二者喷射的对象不同（一个为气体、一个为液体），而且对比文件2公开的利用压电管喷射液滴的原理与对比文件1中公开的气体被高速喷出的原理也不相同。另外，对比文件2还明确教导了采用压电陶瓷管对液体进行喷射，需要利用液体的几乎不可压缩的性质，而众所周知气体并不具有几乎不可压缩性（实际上是易压缩的），因而可以认定对比文件2并没有给出采用压电陶瓷管对易压缩的气体进行喷射的技术启示，更没有给出可以利用压电陶瓷管来解决气体喷射时气源和喷嘴之间的压降问题的技术启示。此外，对比文件2中压电陶瓷管1是设置在毛细管的外壁上，喷射的液体是设置在毛细管内，而并非直接设置在压电陶瓷管内，这与本申请权利要求1所限定的压电陶瓷管设置在装置中的设置方式（进口阀和出口阀分别位于压电陶瓷管的进口和出口）也是不同的。而且在公知技术中，压电陶瓷管通常用于液体尤其是墨滴的高速喷出，而且压电陶瓷管也是设置在玻璃管或毛细管的外壁上（参见《计算机系统维护维修教程》，郑秋梅，中国石油大学出版社，第125页图6-13，公开日为2004年8月31日），而并非是直接利用进口阀和出口阀分别连接混合腔和喷嘴；而且利用压电喷头对液体进行喷射时，对液体的黏度还有要求（参见《三维打印技术》，王运赣等，华中科技大学出版社，第81页第4.4节，公开日为2013年7月31日）。没有证据表明可以将压电陶瓷管用于气体喷射沉积的教导或技术启示，也没有证据表明将压电陶瓷管的进口连接进口阀，出口设置在出口阀，并利用压电陶瓷管来解决气源和喷嘴之间的压降问题为本领域的常规技术手段。
驳回决定和前置意见认为：虽然对比文件1、2所喷出的具体材料和喷出量有所不同，但二者均是从喷嘴中喷出材料，均具有希望喷出材料从喷嘴中高速喷出的技术需求，因而对比文件2给出了在喷嘴前的通路中设置压电陶瓷管（即压电增压装置）以更为有效地进行喷射的技术启示。而对于设置怎样结构的压电陶瓷管以及如何设置该压电陶瓷管，本领域技术人员容易在流体传输和控制领域选择适合于喷射沉积装置中使用的压电陶瓷管并根据该压电陶瓷管的具体结构和安装要求进行设置。而权利要求1中加入的“包括驱动器、金属基板和传感器及其各部件之间的结构和工作模式”的压电传感器是本领域常用的、现有的压电陶瓷管（例如CN102374158A），本领域技术人员容易选择并应用于喷射沉积系统。
对此，合议组认为：
首先，对比文件1还公开在源隔室的下游，OVJP显著不同于汽相沉积和喷墨印刷。与气相沉积不同，OVJP在基底附近不受扩散控制，且与喷墨印刷不同，OVJP没有在液相内进行。流经喷嘴的气体的流速Q是压力驱动力和喷嘴传导率的乘积：Q＝C·(PH-PL) ，其中驱动力是上游和下游压力((PH和PL)之差（参见第[0036]段）。可见，虽然对比文件1教导的OVJP装置包括喷射（即高速喷射）气体，但其驱动力来源于上游和下游压力。根据对比文件1的上述教导，为了实现气体从喷嘴中的高速喷射（即流速Q的值很大），本领域技术人员需要增大上下游之间的压力差，不会有动机在混合腔和喷嘴之间设置增压装置来减少它们的压差。
第二，对比文件1公开了OVJP与喷墨印刷不同，OVJP没有在液相内进行。如上所述，尽管对比文件2教导了采用压电陶瓷管对液体进行喷射，但其需要利用液体的几乎不可压缩的性质，而众所周知气体并不具有几乎不可压缩性（实际上是易压缩的），可以认定对比文件2并没有给出采用压电陶瓷管对易压缩的气体可以更为有效地进行喷射的技术启示，因而本领域技术人员也不会有动机将对比文件2中公开的压电陶瓷管应用于对比文件1中，进而本领域技术人员也不会有动机进一步选择前置意见所列举的现有技术CN102374158A中公开的复合型薄片式压电振子这种特定类型的压电陶瓷管并结合到对比文件1中。
综上所述，驳回决定中关于权利要求1不具备创造性的理由不成立。权利要求2-6为权利要求1的从属权利要求，权利要求7要求保护一种有机蒸汽材料的增压喷射沉积方法。基于上述相同的理由，驳回决定中关于权利要求2-7不具备创造性的理由也不成立。
基于上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年3月20日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门以本决定所确定的审查文本为基础继续审查。
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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