发明创造名称：一种氮化物红色荧光粉及其制备方法
外观设计名称：
决定号：187683
决定日：2019-08-26
委内编号：1F271949
优先权日：
申请（专利）号：201610773083.7
申请日：2016-08-30
复审请求人：内蒙古科技大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：娄宁
合议组组长：王轶
参审员：胡杨
国际分类号：C09K11/64
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，首先要将权利要求的技术方案和最接近的现有技术进行对比，找出二者的区别特征，确定所述技术方案实际解决的技术问题，进而考察现有技术中是否存在将该区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决上述技术问题的启示，如果现有技术中存在这样的启示，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610773083.7，名称为“一种氮化物红色荧光粉及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为内蒙古科技大学。本申请的申请日为2016年08月30日，公开日为2017年01月04日。
经实质审查，2018年12月12日国家知识产权局原审查部门基于申请人于申请日2016年08月30日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图第1-2页、说明书第1-15页， 2018年08月20日提交的权利要求第1-4项（下称驳回文本），以权利要求1-4不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回文本的权利要求书如下：
“1.一种氮化物红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)以包括碱土金属氮化物、BaF2、AlN、EuN和Si3N4为原料，经活化处理得到活性原料；所述活化处理具体为在真空或惰性气体保护下对原料进行破碎，得到粒径为微米或纳米级别的活性原料；所述活化处理后得到活性碱土金属氮化物的粒径为10～50μm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性EuN的粒径为10～50μm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性BaF2的中心粒径为500～1000nm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性AlN的中心粒径为500～1000nm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性Si3N4的中心粒径为500～1000nm；
(2)将所述步骤(1)得到的活性原料混合，得到混合粉末；
(3)将所述步骤(2)得到的混合粉末焙烧，得到氮化物红色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中活性原料中碱土金属元素与铕的原子量之和、铝、硅的原子比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中焙烧的温度为1600～1750℃，焙烧的时间为2～12h。
4.一种权利要求1～3任意一项所述制备方法制备的氮化物红色荧光粉，化学通式如式Ⅰ所示：
M1-xEuxAlSiN3 式Ⅰ；
其中，M为碱土金属元素，0<>
驳回决定认为，对比文件1（CaAlSiN3:Eu2 translucent ceramic: a promising robust and efficient red color converter for solid state laser displays and lighting，Shuxing Li等，《J. Mater. Chem. C》，第4卷，第8197-8205页，公开日为2016年08月09日）公开了一种Ca0.99Eu0.01AlSiN3荧光粉的制备方法，权利要求1与对比文件1相比，其区别在于（1）对比文件1的方法中不包括在真空或惰性气体保护下对原料进行破碎，得到粒径为微米或纳米级别的活性原料的活化处理步骤，也没有公开各原料的粒径；（2）对比文件1所述原料中不包括BaF2。对于区别技术特征（1），对比文件2（CN103468263A，公开日为2013年12月25日）给出了将原料破碎至平均粒径小于0.5微米以增加均匀性的技术启示，本领域技术人员在此基础上通过推理以及常规实验调整得到合适的粒径，其技术效果可以预期；同时为保证原料纯度、提高发光效率在无水无氧条件下进行操作是显而易见的。对于区别技术特征（2），BaF2是本领域常用的助熔剂，本领域技术人员可以根据需要进行选择。因此，由对比文件1结合对比文件2给出的启示而得出权利要求1所要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备创造性。基于与权利要求1基本相同的理由，权利要求2-4也不具备创造性。
申请人内蒙古科技大学（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年01月23日向专利复审委员会提出了复审请求，同时提交权利要求书的全文修改替换页（共3项），其中，在驳回文本的基础上，将原权利要求3的附加技术特征补入权利要求1中，并进一步限定 “BaF2的质量为原料总质量的0.5～5％”，适应性修改了权利要求的编号和引用关系。形式审查合格后，国家知识产权局受理了该复审请求。
复审请求人认为：（1）对于荧光粉制备原料组合，贸然增删会影响荧光粉晶格完整，进而保证荧光粉的发光特性和发光效果，本发明相对于对比文件1原料增加了BaF2，当其质量为原料总质量的2.5-5%时，可同时作为Ba源提供Ba元素，进入到产物荧光粉的晶格中，并进一步参与到荧光粉的发光行为中；（2）对比文件2要解决的技术问题是荧光粉在硅胶中分布均匀性，控制原料的粒径并不是为了降低焙烧温度，提高荧光粉发光性能，且原料粒径小于本发明；（3）本发明达到了合成温度降低20%，反应时间缩短75%，且发光强度更高的技术效果。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种氮化物红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)以包括碱土金属氮化物、BaF2、AlN、EuN和Si3N4为原料，经活化处理得到活性原料；所述活化处理具体为在真空或惰性气体保护下对原料进行破碎，得到粒径为微米或纳米级别的活性原料；所述活化处理后得到活性碱土金属氮化物的粒径为10～50μm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性EuN的粒径为10～50μm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性BaF2的中心粒径为500～1000nm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性AlN的中心粒径为500～1000nm；所述步骤(1)中活化处理后得到活性Si3N4的中心粒径为500～1000nm；
(2)将所述步骤(1)得到的活性原料混合，得到混合粉末；
(3)将所述步骤(2)得到的混合粉末焙烧，得到氮化物红色荧光粉；所述焙烧的温度为1600～1750℃，焙烧的时间为2～12h；
所述BaF2的质量为原料总质量的0.5～5％。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中活性原料中碱土金属元素与铕的原子量之和、铝、硅的原子比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。
3. 一种权利要求1～2任意一项所述制备方法制备的氮化物红色荧光粉，化学通式如式Ⅰ所示：
M1-xEuxAlSiN3 式Ⅰ；
其中，M为碱土金属元素，0
经形式审查合格，专利复审委员会于2019年01月30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。在前置审查意见书中，原审查部门坚持驳回决定中的意见。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年05月22日向复审请求人发出复审通知书，指出：在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域公知常识，得到权利要求1要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，权利要求1不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，权利要求2-3，也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年07月05日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为，（1）对比文件1中仅限定直接将原料物质混合，没有给出更多的操作工艺启示，对比文件2中的荧光粉为蓝光激发的铝酸盐荧光粉，其中的技术问题、工艺过程、目标产物与本申请不相同，其制备方法不能直接用于氮化物荧光粉的制备，因此本领域技术人员没有动机将两篇对比文件结合。此外，对比文件1中没有提及荧光粉发光性能差和制备过程中温度较高原因的研究，也无改进方案，对比文件2中的研磨只是为了提高粒度分布，且其中心粒径小于0.5微米，本申请粒径是对比文件2的100倍，无需将粒径均调整为小至0.5微米，仍达到合成温度降低20%、氮化物红色荧光粉具有更高发光强度，具有预料不到的技术效果；（2）对比文件1焙烧温度为1800℃，在保证荧光粉发光特定的条件下进行荧光粉焙烧温度的调整十分困难，降低5℃或10℃都是困难且具有极大意义的；（3）在荧光粉制备过程中，原料物质的选择需十分审慎，不能贸然增删，无论新增的物质作为荧光粉原料还是助溶剂或其他助剂，都可能破坏荧光粉晶格完整性，本领域技术人员没有动机尝试破坏现有技术原料配方的完整性。（4）通过对原料的活化，得到不同粒径的原料，有利于原料的扩散和反应，实验结果表明，与未活化处理的方法相比，本申请的制备方法合成温度可以降低20%，反应时间可缩短75%，制备得到的氮化物红色荧光粉具有更高的发光强度，因此权利要求1具有突出的实质性特点和显著进步。在此基础上，权利要求1-3均具有创造性。
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
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段提交了权利要求书全文修改替换页（共3项），其是在驳回文本的基础上，将原权利要求3的附加技术特征补入权利要求1中，并进一步限定 “BaF2的质量为原料总质量的0.5～5％”。经审查，上述文本的修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。
本复审请求审查决定针对的文本是，请求人于2018年01月23日提交的权利要求第1-3项以及驳回决定针对的其他文本。
关于创造性
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，首先要将权利要求的技术方案和最接近的现有技术进行对比，找出二者的区别特征，确定所述技术方案实际解决的技术问题，进而考察现有技术中是否存在将该区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决上述技术问题的启示，如果现有技术中存在这样的启示，则该权利要求不具备创造性。
2.1 本申请权利要求1要求保护一种氮化物红色荧光粉的制备方法（参见案由部分）。
对比文件1公开了一种Ca0.99Eu0.01AlSiN3荧光粉的制备方法，所述荧光粉在压力烧结电炉中制备，将适量高纯Ca3N2、EuN、AlN、Si3N4粉末在充满氮气的手套箱内混合，将混合粉末置于BN坩埚内，在1800℃、1.0MPa下焙烧2小时，随后，将荧光粉用Si3N4研杵手动充分粉碎（参见第2.1节）。
本申请与对比文件1均涉及一种氮化物红色荧光粉的制备方法，对比文件1的技术方案中所使用的Ca3N2是碱土金属氮化物的下位概念，并且也使用了EuN、AlN、Si3N4粉末作为原料，由上可知，权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比，其区别在于：（1）权利要求1原料经活化破碎，得到粒径为微米或纳米级别的活性原料，并具体限定了原料粒径，碱土金属氮化物的粒径为10～50μm，EuN的粒径为10～50μm，BaF2的中心粒径为500～1000nm，AlN的中心粒径为500～1000nm，Si3N4的中心粒径为500～1000nm，对比文件1中预处理方法为适量高纯原料粉末在充满氮气的手套箱内混合；（2）权利要求1焙烧温度为1600～1750℃，对比文件1焙烧温度为1800℃；（3）权利要求1原料包括BaF2，其质量为原料总质量的0.5～5％，对比文件1原料中不包括BaF2。
根据本申请说明书的记载，目前氮化物荧光粉制造方法需要在高温和高压下生产，由于原料不能充分反应，得到的红色荧光粉亮度不高，为了解决现有制造方法的缺点，本申请提供的制备方法反应效率高，制备得到的氮化物荧光粉具有高亮度（参见说明书 [0004]、[0005]段）。本发明以包括碱土金属氮化物、BaF2、AlN、EuN和Si3N4为原料，通过对原料的活化处理，使原料在混合后的焙烧过程中具有良好的反应活性，提高了反应效率，制备得到的氮化物红色荧光粉化学通式如式Ⅰ所示，其中，M 为碱土金属元素，0<>
对于区别特征（1），对比文件2中公开了一种用蓝光激发的白色LED用狭窄粒度分布荧光粉的制造方法：1)将与权利要求1所述荧光粉结构式（即R(3-x)M5O12:Cex）中的R、M和Ce相对应的单质或其氧化物或者其相应盐类作为原料分别置于一陶瓷罐中，在陶瓷罐中放入氧化铝球，加水或有机溶剂球磨，直至原料的平均粒径均小于0.5微米，然后，取出烘干；对助熔剂进行研磨，使其平均粒径小于1微米； 2)按照所述荧光粉结构式中的R、M和Ce的分子量占比，分别称取由步骤1)得到的所有原料，然后，按照所有原料总重量5～10％称取步骤1)研磨好的助熔剂，将其与所有原料混合均匀，得到混合料； 3)将混合均匀的混合料进行还原焙烧，形成半成品；4)将半成品取出，然后依次经过粉碎和洗涤，洗涤时除去悬浮于水中的小颗粒荧光粉，对剩下的荧光粉进行过筛，筛去较大颗粒的荧光粉；最后，烘干得到PSD≤0.7的成品（参见对比文件2权利要求2）。其中，采用氧化铝球对原料进行球磨，直至原料的平均粒径小于0.5微米，使得各组分扩散速度增加，增加均匀性；还通过研磨助熔剂，减小其中心粒径D50(通常小于1微米)，以增加助熔剂的比表面积，从而增加了助熔剂与荧光粉原料的接触面积，降低了原料的熔点，加速了荧光粉的形成过程，使荧光粉晶体粒径相对均匀（参见对比文件2说明书[0017]段）。
可见对比文件2给出了将原料破碎至平均粒径小于0.5微米以增加均匀性，即得到粒径为微米级别活性原料的技术启示，虽然本申请具体限定了了原料粒径，但本领域技术人员在对比文件2上也有动机在制备对比文件1所述荧光粉时，将原料破碎活化，并得到合适的粒径，不需要付出创造性劳动。因此，对比文件2给出了将上述区别特征用于对比文件1以解决其技术问题的启示，在该技术启示的教导下，本领域技术人员有动机将对比文件1的原料经活化破碎，得到适合粒径大小的微米级别活性原料。
对于区别特征（2），关于焙烧温度是本领域技术人员可以在对比文件1基础上通过常规实验调整得到的，本申请相对对比文件1中1800℃的反应温度，降低至1600-1750℃，降幅仅为50-200℃，即2.8%-11%。在添加助熔剂、使用较小粒径原料的前提下，能小幅度降低反应温度发生相应的反应是本领域技术人员可以预期的，不需要付出创造性劳动。
对于区别特征（3），BaF2是本领域常用的助熔剂，作为本领域技术人员的常规技术手段，可以根据需要选择助熔剂并调整用量。同时，根据本申请说明书的记载，BaF2主要用作助熔剂，目标产物中并未包含Ba（参见对比例，实施例1-4、6-7）。本申请仅有实施例5中选用BaF2作为原料混合并处理，但说明书中并未对实施例5制备产物的结构及性能进行测定，没有证据证明Ba进入产物晶格中并参与发光。因此，本领域技术人员根据需要选择BaF2加入原料不需要付出创造性的劳动，且其也仅取得了可以预期的技术效果。
综上所述，在对比文件1的基础上结合对比文件2得到权利要求1要求保护的技术方案，对本领域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进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2.2 从属权利要求2进一步限定了权利要求1所述的制备方法中，碱土金属元素与铕的原子量之和、铝、硅的原子比为1:0.8～1.2:0.8～1.2。
对比文件1中公开了荧光粉Ca0.99Eu0.01AlSiN3的制备方法，其中Ca与Eu的原子量之和、铝、硅的原子比为1:1:1，可见各元素质量比已被对比文件1公开，即权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开。因此，权利要求1不具备创造性的基础上，从属权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3 权利要求3请求保护一种权利要求1～2任意一项所述制备方法制备的氮化物红色荧光粉，化学通式为M1-xEuxAlSiN3 式Ⅰ；其中，M为碱土金属元素，0<>
如前评述，权利要求1～2的制备方法不具备创造性，对比文件1中公开了一种荧光粉Ca0.99Eu0.01AlSiN3及其制备方法，即所述氮化物红色荧光粉化学通式已被对比文件1公开，故该技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。权利要求3要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2.4综合复审请求人的主张（参见案由部分），合议组认为，（1）如上所述，与对比文件1相比，本申请实际解决的技术问题是提供一种降低反应温度和压力的氮化物荧光粉的制备方法，根据对比文件2中背景技术的记载， LED荧光粉将半导体芯片发出的蓝光转化为绿、黄和红光，通过不同的光谱组合发出白光（说明书第[0002]段），可以看出在荧光粉领域，蓝光、红光荧光粉的使用存在联系，本领域技术人员有动机将两篇对比文件结合。此外，对比文件2中指出助熔剂与荧光粉的原料形成固熔体，直接降低了原料的熔点，加速了荧光粉的形成过程（说明书第[0002]段）且限定了“球磨直至原料的平均粒径小于0.5微米，使得各组分扩散速度增加，增加均匀性”（参见对比文件2说明书[0017]段），即给出了控制原料为较小粒径以促进固相反应的进行的技术启示，根据目标产物调整原料在合适粒径对本领域技术人员而言是显而易见的。此外，本申请中限定的原料BaF2、AlN和Si3N4的粒径为0.5-1微米，与对比文件2的原料粒径相当；因此在对比文件2技术启示的教导下，本领域技术人员有动机将对比文件1的原料经活化破碎，得到适合粒径大小的微米级别活性原料。
（2）如前所述，本申请相对对比文件1中1800℃的反应温度，并无显著降低，而在添加助熔剂、使用较小粒径原料的前提下，能小幅度降低反应温度是本领域技术人员可以预期的。本申请相对于对比文件1中1800℃的反应温度，降低至1600-1750℃，降幅仅为50-200℃，即2.8%-11%。而本申请多个实施例的温度从1600-1750℃，其温度差为150℃，根据本申请说明书目前记载的内容，无法得出“在保证荧光粉发光特定的条件下进行荧光粉焙烧温度的调整十分困难，降低5℃或10℃都是困难且具有极大意义”的结论。
（3）根据本申请说明书的记载，在本申请的7个实施例中，BaF2主要用作助熔剂，其目标产物中并未包含Ba（参见对比例，实施例1-4、6-7），实施例5中虽然选用BaF2作为原料加入，但其制备产物的结构及性能并未进行测定，没有证据证明Ba进入产物荧光粉的晶格中，并参与到荧光粉的发光行为中。在对比文件2中明确给出了助熔剂可以促进反应的启示，“助熔剂与荧光粉的原料形成固熔体，直接降低了原料的熔点，加速了荧光粉的形成过程”（说明书第[0002]段），而BaF2是本领域常用的助熔剂，作为本领域技术人员的常规技术手段，可以根据需要选择助熔剂并调整用量。
（4）关于本申请取得的效果，本申请焙烧时间2-12小时与对比文件1为2小时相比时间相当甚至更长，并未取得更优效果；本申请采用较小粒径的原料所需反应温度较低，且反应均匀能得到晶格完整性更好、发光性能更好的产物是本领域技术人员可以预期的，正如对比文件1中的氮化物荧光粉同样具有热稳定性、热传导性、发光强度更高等性能，而本申请中仅记载了实施例7与本申请对比实施例1的相对发光强度，没有与对比文件1的相对发光强度比较，无法证明其取得了意料不到的技术效果。
综上所述，对于复审请求人的所有主张，合议组均不予支持。
基于上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月12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,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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