目标专利:1360用于防污染的具有散射的UV LED波导系统
专利公开号:CN110312955B
专利权人:皇家飞利浦电子股份有限公司
无效请求书提交日期:2026年
非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。
| 编号 | 名称 |
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| 0 | 2011-07-21_US2011176327A_发明申请_US20110176327A1 Planar lighting device and a method of producing the same_+++B_D_E_G_I_N_P_X_h+++.docx |
| 0 | 2016-12-08_JP2016538764A_发明专利_JP2016538764A アップリンク電力制御方法及び装置.docx |
| 0 | 2016-12-01_JP2016537520A_发明专利_JP2016537520A 手袋.docx |
| 0 | 2016-10-06_JP2016530985A_发明专利_JP2016530985A 導光部材及び発光装置_+++A_B_C_D_E_F_K_N_Z_o_x+++.docx |
| 0 | 2016-09-01_JP2016525932A_发明专利_JP2016525932A 表面汚染防止のための方法及びシステム_+++A_B_C_D_E_I_J_K_N_P_Q_X_Z_y+++.docx |
| 0 | 2016-07-07_US2016193632A_发明申请_US20160193632A1 SYSTEM FOR CLEANING A SURFACE.docx |
| 0 | 2016-01-07_WO2016000980A_发明申请_WO2016000980A1 ANTI-FOULING SYSTEM USING ENERGY HARVESTED FROM SALT WATER_+++A_B_C_D_E_I_J_K_N_P_Q_Z_l_m_x+++.docx |
| 0 | 2015-01-08_WO2015000756A_发明申请_WO2015000756A1 LIGHT GUIDING MEMBER AND LIGHT EMITTING ARRANGEMENT_+++A_B_C_D_E_K_N_Z_f_o_x+++.docx |
| 0 | 2014-11-27_WO2014188347A_发明申请_WO2014188347A1 METHOD AND SYSTEM FOR PREVENTING FOULING OF SURFACES_+++A_B_C_D_E_I_J_K_N_P_Q_Y_Z_l_m_x+++.docx |
| 0 | 2013-06-11_US8459196B_发明授权_US08459196B2 Submersible robot for operating a tool relative to a surface of an underwater structure.docx |
| 0 | 1984-04-24_US4444146A_发明授权_US4444146A Ultrasonic subsurface cleaning.docx |
| 0 | 2011-04-05_US7920769B_发明授权_US07920769B2 Optical element, integrated optic device and optical information transmission system_+++B_D_E_X_i+++.docx |
| 0 | 2011-02-03_JP2011020849A_发明专利_JP2011020849A Moving system and moving device for string body such as wire rope using winch.docx |
| 0 | 2010-07-29_US2010187987A_发明申请_US20100187987A1 ELECTRODE-ATTACHED SUBSTRATE, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, ORGANIC LED ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME_+++D_E_I_L_b_f_g_h_w+++.docx |
| 0 | 2009-08-18_US7577318B_发明授权_US07577318B2 Wavelength conversion layers with embedded crystallites_+++A_B_C_D_E_I_X_f+++.docx |
| 0 | 2009-08-13_JP2009181914A_发明专利_JP2009181914A Surface light emitter of ultraviolet rays, photocatalystic device, and air purification method_+++A_B_C_I_X+++.docx |
| 0 | 2004-10-28_US2004211818A_发明申请_US20040211818A1 Jig and method for connecting connection members using the same.docx |
| 0 | 2004-07-01_US2004126272A_发明申请_US20040126272A1 Near infrared microbial elimination laser system_+++a_b+++.docx |
| 0 | 2003-09-18_US2003177126A_发明申请_US20030177126A1 Volume weighted average price system and method.docx |
| 0 | 1996-05-07_US5513930A_发明授权_US5513930A Underwater servicing device_+++x+++.docx |
一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10);其中,所述波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005);其中,所述辐射透射材料(1005)对于所述UV辐射是能透射的;其中,所述辐射透射材料(1005)是针对除了所述辐射透射材料(1005)之外的另一组成的相位(1010)的基体材料;其中,所述相位(1010)在所述基体中能够用作区域(1110);其中,所述区域(1110)具有从350‑1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1);具有选自所述辐射透射材料(1005)的1*10^4‑1.5*10^8/mm^3范围的平均区域浓度;并且具有从0.01‑0.2的体积百分数的范围中选择的所述区域(1110)的体积分数;其中,所述波导元件(1000)具有板状形状;其中,所述光源(10)至少部分地被嵌入在所述波导元件(1000)中;并且其中,所述光源(10)和所述波导元件(1000)适于所述UV辐射(11)的至少部分通过所述辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出。
这是一份由经验丰富的专利代理师为您准备的专业专利对比分析与无效检索策略报告。
本分析报告紧密结合**目标专利CN110312955B(发明授权)**的说明书原文,客观、精准地对照权利要求1解释各项技术特征,并结合两篇对比文件原文(对比文件1:JP2016525932A;对比文件2:JP2016530985A)进行逐字逐句的特征比对、新颖性/创造性拆解、最接近对比文件的确立以及无效请求策略制定。
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### 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与说明书释义
为了准确定位专利技术点,首先结合目标专利说明书对**权利要求1**进行技术特征(A~J)拆分与精准解释:
* **技术特征A**:*一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10)*
* **说明书释义**:参见[0001]、[0012]。防生物污染用于通过紫外线杀死或驱除积累在表面(如船体、水闸)上的生物。光源优选为紫外LED或激光,波导元件用于传输并分布该UV辐射。
* **技术特征B**:*其中,所述波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005)*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0018]。辐射透射材料(基体)如玻璃、石英、硅树脂(硅胶)、含氟聚合物等。
* **技术特征C**:*其中,所述辐射透射材料(1005)对于所述UV辐射是能透射的*
* **说明书释义**:参见[0018]、[0019]。透射材料对UV辐射是透明或半透明的,能够让至少25%(优选50%以上)的UV光在其中传输。
* **技术特征D**:*其中,所述辐射透射材料(1005)是针对除了所述辐射透射材料(1005)之外的另一组成的相位(1010)的基体材料*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0021]。即基体中掺杂/包埋了另一种不同化学组成或状态的第二相(两相系统,油包水概念类似)。
* **技术特征E**:*其中,所述相位(1010)在所述基体中能够用作区域(1110)*
* **说明书释义**:参见[0021]、[0022]。此处的“相位”在基体材料中以“区域”(即散射粒子/颗粒、气体空隙或液体微滴)的形式分散分布。
* **技术特征F**:*其中,所述区域(1110)具有从350‑1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1)*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0022]。平均等效球形半径为350~1200nm(对应平均粒径尺寸为700~2400nm或0.7~2.4μm)。
* **技术特征G**:*具有选自所述辐射透射材料(1005)的1*10^4‑1.5*10^8/mm^3范围的平均区域浓度*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0022]。单位毫米体积内散射区域(粒子/微孔)的数量密度为 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 / \text{mm}^3$。
* **技术特征H**:*具有从0.01‑0.2的体积百分数的范围中选择的所述区域(1110)的体积分数*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0024](注意说明书[0010]写为“0.0005-0.2的体积百分数”,[0024]写为“0.01-0.2的体积百分数”)。即散射相占整个波导材料体积的0.01%~0.2%(即体积分数比例为 $1\times 10^{-4} \sim 2\times 10^{-3}$)。
* **技术特征I**:*其中,所述波导元件(1000)具有板状形状*
* **说明书释义**:参见[0015]。波导不是细长的纤维或棒状,而是板状(板状或束状,薄片/箔片状),具有相对的第一面和第二面。
* **技术特征J**:*其中,所述光源(10)至少部分地被嵌入在所述波导元件(1000)中;并且其中,所述光源(10)和所述波导元件(1000)适于所述UV辐射(11)的至少部分通过所述辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出*
* **说明书释义**:参见[0012]、[0034]。光源(如LED芯片)直接或部分埋入波导胶体中;光经基体传播并在散射粒子作用下从板状波导的表面(出射面)均匀出射。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格
以下为目标专利权利要求1与对比文件D1(JP2016525932A)及对比文件D2(JP2016530985A)的详细对比表格及原文出处引用:
| 权利要求1的技术特征 | 对比文件 D1<br>(JP2016525932A 表面污染防止方法及系统) | 对比文件 D2<br>(JP2016530985A 导光部件及发光装置) |
| 特征A:防生物污染系统(200),包括波导元件(1000)和提供UV辐射(11)的光源(10) | 公开<br>段落[0016]-[0019]:用于保护表面(如船体)防污的照明模块,包括防污UV光源和配光的光学介质(光导)。 | 部分公开/技术领域不同<br>段落[0001]、[0013]:发光装置包括半导体发光元件(UV LED)和导光部件,主要用于水/流体消毒(杀菌)。 |
| 特征B:波导元件包括辐射透射材料(1005) | 公开<br>段落[0018]、[0025]:光学介质/光导包含硅树脂(Silicone)材料或UV级二氧化硅。 | 公开<br>段落[0007]、[0011]:导光部件包含光透射性固体载体材料(如硅树脂PDMS)。 |
| 特征C:辐射透射材料对于UV辐射是能透射的 | 公开<br>段落[0025]:硅树脂材料能够以低损耗透射短波长UV光(低于300nm)。 | 公开<br>段落[0008]、[0034]:载体材料对220-700nm(如240-400nm的UV光)具有至少70%的光透过率。 |
| 特征D:辐射透射材料是针对另一组成相位(1010)的基体材料 | 公开<br>段落[0026]、[0046]:硅树脂基体中分散有二氧化硅粒子/微小气泡/玻璃,形成不同于基体的散射结构。 | 公开<br>段落[0007]、[0029]:光透射性固体载体材料(基体)中分散有氮化硼(BN)或氧化铝(Al₂O₃)散射粒子。 |
| 特征E:相位在基体中用作区域(1110)(粒子/微孔) | 公开<br>段落[0026]、[0046]:散射结构在硅树脂中以分散粒子、气泡的形式存在。 | 公开<br>段落[0007]、[0038]:散射粒子(BN、Al₂O₃)分散于固体载体材料中。 |
| 特征F:区域具有平均粒子半径为350-1200nm(对应平均粒径700-2400nm,即0.7-2.4μm) | 实质公开/重叠<br>段落[0027]:提到二氧化硅片/粒子尺寸可下至数微米(典型的数微米级别与该范围重叠)。 | 公开(数值重叠)<br>段落[0011]:氮化硼散射粒子的平均粒径为 0.5~10μm(对应半径为250~5000nm);段落[0038]:平均粒径0.2~30μm,具体如1.0μm(半径为500nm,落在350-1200nm内)。 |
| 特征G:平均区域浓度在 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ | 未明确公开数值范围<br>仅段落[0026]-[0027]提及包含空间上不同密度的粒子。 | 未明确公开单位体积个数浓度<br>仅公开了重量百分比(0.001~5重量%)。 |
| 特征H:区域体积分数从 0.01% - 0.2%(即体积比 $1\times 10^{-4} \sim 2\times 10^{-3}$) | 未明确公开数值范围<br>段落[0026]提及高密度可达50%、70%,未具体限定0.01%-0.2%的体积分数。 | 实质公开/隐性公开<br>段落[0007]、[0046]表1:BN粒子重量比为 0.001重量%~5重量%;如样例A-1为0.002wt%、A-2为0.002wt%、B为0.01wt%。考虑硅胶密度与BN密度比值,其体积百分比与0.01%-0.2%高度重叠。 |
| 特征I:波导元件具有板状形状(如箔片/薄膜/平板) | 公开<br>段落[0020]、[0052]:光学介质提供为薄膜/箔片(Foil)、防污贴片,厚度为1mm~10mm,呈平面/薄板状结构。 | 未公开(教导相反)<br>段落[0007]、[0009]、[0028]:导光部件明确为细长的棒状/杆状(Rod-shaped)结构。 |
| 特征J:光源至少部分嵌入在波导元件中;UV光在材料中传播并随后从第一面和/或第二面发出 | 公开<br>段落[0023]:至少一个UV LED或LED阵列被嵌入在光学介质中(Embedded in the optical medium);防污光在介质中传播并从平面发光面发出。 | 未公开(端面偶合)<br>段落[0028]、[0045]:LED布置在杆状导光部件的短边端面上(光输入面),未嵌入在导光部件内部。 |
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### 三、 详细事实认定与对比文件分析
#### 1. D1(JP2016525932A)分析
* **对比文件公开号**:JP2016525932A
* **公开的技术特征**:特征A、B、C、D、E、I、J。
* *原文佐证*:D1公开了一种用于船体表面防生物污染的系统(段落[0001]、[0016]),使用UV LED作为光源,波导材料为硅树脂(段落[0018]、[0025])。其波导呈现为厚度1~10mm的薄板/箔片状(板状,特征I,段落[0020]、[0052]),且光源明确嵌入在波导介质中(段落[0023]:“UV LED若しくはUV LEDの格子は光学媒体に埋め込まれ得る”,即特征J)。基体中含有散射粒子/气泡(特征D、E)。
* **未公开的技术特征**:特征F、G、H中的定量参数(即平均粒子半径350-1200nm、平均区域个数浓度 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$、体积分数0.01%-0.2%)。
#### 2. D2(JP2016530985A)分析
* **对比文件公开号**:JP2016530985A
* **公开的技术特征**:特征B、C、D、E、F、H(实质公开)。
* *原文佐证*:D2公开了一种UV发光装置(段落[0001]),基体材料为硅胶PDMS(段落[0036]),基体中添加有氮化硼BN等散射粒子(特征D、E)。段落[0011]明确公开“BN粒子的平均粒径在0.5~10μm”(对应半径250~5000nm);段落[0038]和[0046]公开了粒径为1.0μm(平均半径r1 = 500nm,完全落在目标专利特征F的 **350-1200nm** 范围内)。段落[0007]和[0046]公开了BN添加量为 **0.001-5 wt%**(例如0.002wt%、0.01wt%),根据硅胶密度(约 $1.0\text{ g/cm}^3$)与BN密度(约 $2.1\text{ g/cm}^3$)进行换算,其体积分数(Vol%)落在 **0.001%~2.4%** 之间,与目标专利特征H的 **0.01%-0.2%** 存在极大的数值重叠。
* **未公开的技术特征**:
1. 应用领域非防生物污染(用于水箱流体消毒)。
2. 特征I(D2为棒状/杆状棒材,非板状)。
3. 特征J(D2的光源在端面射入,未嵌入在波导中)。
4. 特征G(未明确记载个数密度 $/mm^3$)。
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### 四、 创造性分析:最接近对比文件的确立与分析
#### 1. 最接近对比文件的选择:**D1 (JP2016525932A)**
* **选择理由**:
1. **整体解决的技术问题与技术领域高度一致**:D1与目标专利完全属于同一技术领域(防止船体等表面生物污染,即海洋防污)。两者要解决的整体技术问题完全一致——如何利用UV辐射结合大面积薄板波导,在防止被污染表面生物附着的同时,实现光均匀分布与低损耗出射。
2. **结构特征重合度最高**:D1公开了目标专利绝大部分的核心结构框架,包括:防污染系统、UV光源、硅胶波导、**板状形状(箔片)**以及**光源嵌入在波导中**(特征A, B, C, D, E, I, J)。
3. 相比之下,D2解决的是“水容器内部的流体消毒”,且波导结构为“细长棒状”,光源未嵌入,与目标专利在波导几何构型、防污染大面积覆盖的应用场景上相去甚远。因此,**D1是本专利创造性分析中最适合的唯一“最接近对比文件”**。
#### 2. 基于 D1 + D2 的创造性评估(区别特征分析)
以 **D1 (JP2016530985A)** 为最接近对比文件,目标专利权利要求1与D1相比,**区别特征**在于特征F、G、H:
* 即对波导内部散射区域(粒子)的**平均半径(350-1200nm)**、**个数浓度($1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$)** 以及 **体积分数(0.01%-0.2%)** 进行了具体的数值限定。
**实际解决的技术问题**:
在板状UV波导中,平衡紫外光的传输效率与面出耦合散射效率,以最大化波导表面的防污有效面积(清洁直径)。
**结合 D2 的教导性评估**:
* **特征F(半径350-1200nm)与特征H(体积分数0.01%-0.2%)**:对比文件 **D2 (JP2016530985A)** 已经明确给出了在硅胶波导中加入BN散射粒子以提高紫外光散射出射效率的技术教导,且D2明确给出了粒径为 $1.0\mu m$(半径 $500nm$)以及重量百分比为 $0.002\% \sim 0.01\%$(换算体积百分数在 $0.01\%-0.2\%$ 范围内)的技术方案。
* 本领域技术人员在面对D1“需要引入散射粒子以改善板状波导侧向/嵌入光源的出光”这一技术需求时,有明确的动机参考D2中关于紫外硅胶散射介质粒径及浓度的具体选择,将其应用到D1的板状波导中,从而得出特征F和特征H。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征
如果在无效宣告程序中对本专利提起攻击,**最薄弱的技术特征是:特征G(平均区域浓度 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$)**。
* **最薄弱理由分析**:
1. **特征F、G、H三者存在数学相干性(冗余限定)**:
根据几何数学关系,粒子的“体积分数($VF$)”、“平均半径($r$)”和“个数浓度($N$)”之间存在明确的物理换算公式:
$$\text{体积分数 } VF = N \times \left( \frac{4}{3} \pi r^3 \right)$$
如果取特征F的半径 $r = 500\text{ nm} = 0.0005\text{ mm}$,特征H的体积分数 $VF = 0.05\% = 0.0005$;
代入上式计算:$0.0005 = N \times \frac{4}{3} \pi (0.0005)^3 \Rightarrow N \approx 9.55 \times 10^5 /\text{mm}^3$。
这一计算结果自然地落在特征G限定的 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ 范围之内!
2. **常规选则/限定常规参数**:特征G本质上是由特征F(粒径)和特征H(浓度/体积比)决定的被动结果。当特征F和H被D2公开并被结合时,特征G已经被**隐性(必然)公开**。目标专利说明书段落[0009]-[0010]也未证明在此特定个数浓度下产生了意想不到的突变技术效果,因此特征G极易被专利复审委员会(或法院)认定为“本领域技术人员通过有限次简单计算或常规实验即可获得的数值选择”。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了在无效请求中一举击垮目标专利(彻底破坏其新颖性或创造性),针对上述分析出来的最薄弱特征及定量参数,建议采取以下**进一步检索策略**:
1. **关键词与分类号(IPC/CPC)组合检索策略**:
* **IPC/CPC分类号**:
* `B63B59/04`(防止海洋生物附着的船体设备)
* `A61L2/08` 或 `A61L2/10`(利用紫外辐射的杀菌消毒)
* `F21V8/00` 或 `G02B6/00`(导光体、板状波导)
* `C08K3/00` / `C08K3/38`(包含氮化硼等无机填料的聚合物/硅胶组合物)
* **核心关键词组合**:
* `(UV OR ultraviolet OR 紫外) AND (antifouling OR biofouling OR 防污 OR 防生物污染)`
* `(waveguide OR light guide OR 板状 OR 箔片 OR "light guide plate")`
* `(silicone OR PDMS OR 硅胶) AND (particle OR scattering OR 散射 OR 粒子 OR 氮化硼 OR 二氧化硅)`
* `(particle size OR radius OR concentration OR volume fraction OR 粒径 OR 半径 OR 体积分数)`
2. **精准攻破特征G/H的非专利文献(NPL)与学术期刊检索**:
* 目标专利中提及了“米氏散射(Mie Scattering)”和“亨耶-格林斯坦(Henyey-Greenstein)体积散射模型”(说明书[0032]、[0081])。
* 建议在 **IEEE Xplore、Optics Express、Applied Optics、Web of Science** 等光学物理期刊中检索 **2018年4月之前(目标专利优先权日之前)** 关于“*UV light scattering in silicone/polymer with nanoparticles*”(硅胶中紫外纳米/微米颗粒散射光学模拟)的学术论文。此类论文通常会详尽列出米氏散射计算中的最佳粒径(如 $0.5-1\mu m$)、最佳体积比($0.01\%-0.1\%$)和微米级个数密度,可直接作为公知常识(Common Knowledge)或突击破坏特征F、G、H的致命证据。
3. **同族专利与引证文献追踪**:
* 追踪D1(JP2016525932A)和D2(JP2016530985A)的同族专利(如对应的WO、US、EP同族),审查其在欧洲专利局(EPO)或美国专利商标局(USPTO)审理过程中的对比文件引用记录(Search Report),挖掘是否包含更早公开的关于“嵌胶式UV LED板状波导”的防污专利。
基于目标专利(授权号:**CN110312955B**,名称:《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》)的说明书与权利要求书,结合三份对比文件(**D1:WO2014188347A1**;**D2:WO2015000756A1**;**D3:WO2016000980A1**)原文出处,为您提供专业的专利无效可行性分析与检索策略。
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### 一、 目标专利权利要求1特征拆解与说明书含义解释
依据目标专利说明书(CN110312955B),权利要求1的技术特征及其在说明书中的实质含义解释如下:
* **技术特征 A**:`一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10);`
* **说明书解释**:系统用于防止海洋生物(如藤壶、海藻等)在水下对象表面附着生长的防生物污染装置([0001]-[0003])。
* **技术特征 B**:`其中,所述波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005);`
* **说明书解释**:波导本体材质(如硅树脂、含氟聚合物、玻璃或二氧化硅等)([0018])。
* **技术特征 C**:`其中,所述辐射透射材料(1005)对于所述UV辐射是能透射的;`
* **说明书解释**:材料对UV辐射(特别是UVC带,如200-300nm)具有高透过率,透射率至少达50%以上([0019]-[0020])。
* **技术特征 D**:`其中,所述辐射透射材料(1005)是针对除了所述辐射透射材料(1005)之外的另一组成的相位(1010)的基体材料;`
* **说明书解释**:基体材料(如硅树脂)中分散有化学成分或物理相态不同的第二相(如固体粒子、气体空隙或液体包囊)([0021]-[0028])。
* **技术特征 E**:`其中,所述相位(1010)在所述基体中能够用作区域(1110);`
* **说明书解释**:第二相在基体中以离散的散射区域(即粒子或空隙)形式存在([0022])。
* **技术特征 F**:`其中,所述区域(1110)具有从350‑1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1);`
* **说明书解释**:散射粒子的等效球形半径在350-1200nm之间(即粒径0.7-2.4 μm)([0022])。
* **技术特征 G**:`具有选自所述辐射透射材料(1005)的1*10^4‑1.5*10^8/mm^3范围的平均区域浓度;`
* **说明书解释**:每立方毫米基体材料中分散的散射区域/粒子数量([0022])。
* **技术特征 H**:`具有从0.01‑0.2的体积百分数的范围中选择的所述区域(1110)的体积分数;`
* **说明书解释**:散射区域所占基体总体积的体积分数比例在0.01% - 0.2%(即0.0001-0.002)([0024])。
* **技术特征 I**:`其中,所述波导元件(1000)具有板状形状;`
* **说明书解释**:波导呈板状/片状/薄膜状结构([0015])。
* **技术特征 J**:`其中,所述光源(10)至少部分地被嵌入在所述波导元件(1000)中;并且其中,所述光源(10)和所述波导元件(1000)适于所述UV辐射(11)的至少部分通过所述辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出。`
* **说明书解释**:UV LED被直接包封/嵌入于波导内部,UV光在波导内通过全反射传播并通过分散的散射区域发生出光折射,最终从表面均匀逸出([0033]-[0034])。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格
| 权利要求1技术特征 | 对比文件 D1 (WO2014188347A1) | 对比文件 D2 (WO2015000756A1) | 对比文件 D3 (WO2016000980A1) |
| A:防生物污染系统,含波导与UV光源 | 公开 ([p0033], [p0034], Fig.7) | 部分公开(公开UV杀菌/消毒光导系统,[p0001], [p0011], Fig.1) | 公开 ([p0019], [p0020], [p0035], Fig.2) |
| B:波导含辐射透射材料 | 公开(硅树脂/石英,[p0033], [p0034]) | 公开(硅树脂/PDMS,[p0011], [p0015]) | 公开(硅树脂,[p0035], [p0044]) |
| C:材料透射UV辐射 | 公开 ([p0033], [p0041]) | 公开 ([p0011], [p0050]) | 公开 ([p0044], [p0045]) |
| D:透射材料作为基体包覆第二相 | 公开(硅树脂基体含二氧化硅/气体/液体相,[p0044], [p0082]) | 公开(PDMS基体分散氮化硼BN或氧化铝,[p0011], [p0015], [p0063]) | 公开(硅树脂中含石英颗粒/气体通道,[p0048], [p0122]) |
| E:相位在基体中用作离散区域 | 公开(分散的颗粒/气泡,[p0082], [p0111]) | 公开(分散的散射颗粒,[p0011], [p0044]) | 公开(分散的颗粒,[p0122]) |
| F:平均粒子半径 350-1200 nm | 未明确公开(仅公开微米/亚毫米级片状颗粒 [p0045]) | 实质公开(公开平均粒径 200nm-30μm [p0054]、0.5-10μm [p0015],实施例公开粒径 1.0μm [p0072],即半径 500nm,完全落在 350-1200nm 范围内) | 未明确公开 |
| G:区域浓度 1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3 | 未明确公开 | 实质公开(由公开的颗粒质量百分比与粒径可换算得出落在该范围内) | 未明确公开 |
| H:区域体积分数 0.01% - 0.2% | 未明确公开(公开质量密度可达 50%-70% [p0044]) | 实质公开(公开质量百分比 0.001%-5% [p0011],优选 0.002%-0.5% [p0015],换算为BN在硅树脂中的体积分数约为 0.001%-0.25%,涵盖 0.01%-0.2%) | 未明确公开 |
| I:波导元件呈板状形状 | 公开(薄膜/片状/瓦片状平面波导,[p0035], [p0098], Fig.8) | 未公开(主要公开棒状 [p0011]) | 公开(箔片/瓦片状平面波导,[p0037], [p0138]) |
| J:光源嵌入波导,UV在波导传播并自表面发出 | 公开(LED嵌入硅树脂波导,全反射传播自表面逸出,[p0038], [p0082]) | 部分公开(LED布置在端面或封装,[p0014], [p0045]) | 公开(LED嵌入波导中,自发射面发出,[p0035], [p0163]) |
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### 三、 各对比文件公开内容的详细分析
#### 1. D1:WO2014188347A1(公开号:WO2014188347A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **A、B、C、I、J**:公开了一种用于船体防生物污染的系统([p0001], [p0033]),包含板状/薄膜状的紫外透射波导(硅树脂/石英材料,[p0034], [p0098])以及嵌入在波导内的UV LED光源([p0038])。UV光在波导内传播并从平面发射面射出以杀死附着生物([p0033], [p0036])。
* **D、E**:公开了在硅树脂波导基体中添加二氧化硅颗粒(silica particles/flakes)或微小气泡作为散射中心,用于促使波导内的光折射逸出([p0044], [p0082])。
* **未公开或未明确公开的特征**:
* 特征 **F、G、H** 的具体数值范围(颗粒半径350-1200nm、浓度、体积分数0.01-0.2%)。D1中提到颗粒尺寸通常在微米至亚毫米级别([p0045]),且质量密度可高达50%-70%。
#### 2. D2:WO2015000756A1(公开号:WO2015000756A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **B、C、D、E**:公开了一种用于UV光传导与散射的组件([p0001]),由透光固体载体材料(如硅树脂/PDMS,[p0011])和分散其中的散射颗粒(如氮化硼BN、氧化铝,[p0011])组成。
* **实质公开(完全覆盖/重叠)的技术特征**:
* **特征 F(平均粒子半径 350-1200nm)**:D2段落 [p0054] 明确公开散射颗粒平均粒径为 200 nm 至 30 μm,[p0015] 公开平均粒径为 0.5 至 10 μm,实施例 [p0072] 中具体使用了 **1.0 μm 粒径的 BN 颗粒**。粒径 1.0 μm 即对应**粒子半径为 500 nm**,完全落入目标专利权利要求1特征F限定的 **350-1200 nm** 范围内。
* **特征 H(体积分数 0.01%-0.2%)**:D2段落 [p0011] 公开颗粒质量百分比为 0.001% 至 5.0%,[p0015] 进一步优选为 0.002% 至 0.5% wt%。已知氮化硼(BN)密度约 2.1 g/cm³,硅树脂(PDMS)密度约 1.0 g/cm³,经换算,0.002%-0.5% wt% 对应的**体积分数范围约为 0.001% - 0.25%**,该范围完全涵盖了目标专利特征H限定的 **0.01% - 0.2%(即 0.0001 - 0.002)**。
* **特征 G(区域浓度)**:基于上述确定的粒径(500nm)与体积分数(0.01%-0.2%),通过球体体积公式计算得出单位体积内的颗粒数量集中在 $10^5 \sim 10^7 \text{ /mm}^3$,**直接落入**目标专利特征G限定的 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 \text{ /mm}^3$ 范围内。
* **未公开的技术特征**:
* 特征 **I**(板状波导,D2主要为棒状)及 **A中的船体防生物污染应用场景**(D2侧重于水体消毒/光反应器)。
#### 3. D3:WO2016000980A1(公开号:WO2016000980A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **A、B、C、D、E、I、J**:公开了一种防生物污染系统([p0019]),采用附着于船体的硅树脂平板波导([p0035], [p0037]),光源为嵌入的UV LED([p0041]),波导内部同样公开了利用散射中心(如二氧化硅颗粒或气体通道 [p0048], [p0122])促使UV光均匀折射逸出。
* **未公开的技术特征**:
* 特征 **F、G、H** 的具体参数范围。
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### 四、 最接近的对比文件分析
在创造性无效分析中,**对比文件 D1(WO2014188347A1)** 或 **对比文件 D3(WO2016000980A1)** 均可作为**最接近的对比文件**(最接近对比文件可为多个):
1. **技术领域一致性**:D1 与 D3 均属于“利用嵌在波导中的 UV LED 对浸入水中的对象(如船体)进行防生物污染”的技术领域,与目标专利 CN110312955B 完全相同。
2. **解决的技术问题一致性**:均致力于解决“如何在薄板状波导中高效、均匀地分布并出射 UV 光,以实现大面积防生物污染”的技术问题。
3. **技术方案与结构贴近度**:D1/D3 已经公开了权利要求1中除了“散射粒子的具体尺寸、浓度和体积分数(特征F、G、H)”之外的**全部结构特征(A、B、C、D、E、I、J)**。
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### 五、 创造性无效论证思路(D1/D3 + D2 组合)
如果以 **D1(或 D3)** 作为第一对比文件,结合 **D2** 提出无效宣告请求,论证逻辑如下:
1. **区别特征确定**:
目标专利权利要求1相对于 D1(或 D3)的区别特征仅在于:散射区域(粒子)的平均半径(350-1200nm)、平均区域浓度($1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3$)以及体积分数(0.01%-0.2%)(特征 F、G、H)。
2. **区别特征实际解决的技术问题**:
在硅树脂波导基体中选择合适的散射粒子尺寸与浓度,以平衡光的传导效率与出射散射效率。
3. **对比文件 D2 的技术教导**:
* D2 专门研究了在硅树脂(PDMS)基体中添加散射颗粒(如 BN、氧化铝)以实现 UV 光的高效传导与均匀散射。
* D2 在段落 [p0015]、[p0054] 及实施例 [p0072] 中给出了**粒径 1.0 μm(即半径 500 nm,落入特征F)** 以及 **质量百分比 0.002%-0.5%(换算体积分数涵盖 0.01%-0.2%,落入特征H)** 的明确技术教导。
* 本领域技术人员为了优化 D1/D3 中波导元件的 UV 散射效果,有明确的技术动机引入 D2 中所教导的 BN 或氧化铝散射颗粒及其优选粒径(如 1.0 μm)和浓度范围,从而自然得到特征 F、G、H 的参数组合。
4. **无预料不到的技术效果**:
目标专利说明书中通过米氏散射(Mie scattering)计算得出的光出射效果,属于本领域普通技术人员基于米氏散射光学规律进行常规参数选择和优化的常规技术手段,未产生预料不到的技术效果。
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### 六、 无效宣告请求中最薄弱的技术特征
若提出无效宣告请求,目标专利**最薄弱的技术特征是:特征 F、G、H(即粒子的半径、浓度与体积分数范围)**。
* **薄弱原因**:
1. **参数重叠/落入**:D2 已经具体公开了粒径为 1.0 μm 的颗粒(半径 500 nm),该具体数值直接落入特征F(350-1200 nm)的中段;同时 D2 的质量分数换算后也直接覆盖了特征H(0.01%-0.2%)。
2. **常规选择与优化**:在已知添加散射颗粒可增强光的出光均匀性(D1/D3已公开)的前提下,调整粒子的半径和体积分数属于本领域技术人员利用常规光学公式(如米氏散射公式)进行常规实验优化的范畴,缺乏创造性高度。
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### 七、 进一步对比文件检索策略建议
为了在无效宣告程序中形成更加无可辩驳的“预见性(新颖性)破坏”或“直接组合创造性破坏”,建议按照以下策略开展补充检索:
1. **优先检索米氏散射(Mie Scattering)在硅树脂/聚合物UV波导中的应用文献**:
* **IPC / CPC 分类号**:`B63B59/04`(船体防污染)、`F21V8/00` 或 `G02B6/00`(光导/波导元件)、`A61L2/10`(紫外线杀菌)。
* **关键词组合(英文)**:`(silicone OR PDMS OR polymer) AND (UV OR ultraviolet) AND (waveguide OR "light guide" OR "optical medium") AND (scatter* OR particle OR "boron nitride" OR silica) AND (radius OR diameter OR concentration OR "volume fraction")`
2. **针对“颗粒半径 350-1200nm (粒径 0.7-2.4 μm)”与“体积分数 0.01-0.2%”的精准数值检索**:
* 重点在非专利文献(NPL),如光学学报(*Applied Optics*, *Optics Express*)或高分子材料期刊中,检索 2018 年 3 月 28 日(目标专利优先权日)之前发表的关于“UV LED 侧光/直射硅树脂散射平板”的仿真与实验论文。这类学术论文通常会详细给出米氏散射的最优粒径(如 1 μm 或 500 nm 半径)和体积浓度的拟合曲线,极易形成强有力的创造性销案证据。
### 一、 目标专利权利要求与说明书的解构与释义
在分析对比文件之前,首先紧密结合目标专利《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》(授权公告号:CN110312955B)的说明书原文,对权利要求1进行法律与技术层面的准确解释:
* **技术特征A(系统构成)**:`一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10)`。
* *说明书释义*:本系统主要用于防止海洋或水体生物在对象(如船体、水利设施)表面积聚(说明书[0001]-[0005])。光源提供紫外光(特别指UVA、UVB或UVC,优先为255-290nm波段的杀菌光),波导元件用于将光源发出的光引导并分布到出射表面(说明书[0046]-[0049])。
* **技术特征B、C(波导材料属性)**:`波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005),对于UV辐射是能透射的`。
* *说明书释义*:说明书[0018]-[0020]指出,辐射透射材料通常为硅树脂(Silicone)、含氟聚合物、玻璃或石英等,对于UV辐射具有高透过率(至少透过25%,优选50%或90%以上)。
* **技术特征D、E(两相微观结构)**:`辐射透射材料(1005)是针对除了辐射透射材料之外的另一组成的相位(1010)的基体材料;相位(1010)在基体中能够用作区域(1110)`。
* *说明书释义*:说明书[0021]-[0028]明确指出,这是一种在基体(Matrix)材料中分散有另一相(Phase/Region/Particle)的复合结构。该“区域(粒子)”可以是气体(气泡空隙)、液体(水滴空隙)或固体微粒(如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化硼BN、硫酸钡BaSO4等),只要其化学组成或相态与包覆它的基体材料不同即可。
* **技术特征F、G、H(散射相的微观量化参数)**:
* `区域(1110)具有从350-1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1)`(特征F);
* `平均区域浓度选自1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3`(特征G);
* `体积分数选自0.01-0.2%(即0.0001 - 0.002)`(特征H)。
* *说明书释义*:说明书[0009]及图2d-图3b详细阐述,发明人发现纯透明硅树脂波导因内部全反射和光路过长导致吸光严重、出光范围(清洁直径)过小;而**盲目增加散射粒子会导致光在光源附近过度散射逸出**。因此,必须将散射相的粒子半径、微观体积浓度和体积分数严格限定在该特定窗口内,以在“光的导向传输”与“均匀出耦合(散逸)”之间达成最佳折中(说明书[0022]、[0095]-[0097])。
* **技术特征I(几何外形)**:`波导元件(1000)具有板状形状`。
* *说明书释义*:说明书[0015]指出,波导元件通常为板状(Plate-like)或片状(Sheet/Foil),可贴附在船体表面。
* **技术特征J(光源嵌入与双面出光适应性)**:`光源(10)至少部分地被嵌入在波导元件(1000)中;并且光源(10)和波导元件(1000)适于UV辐射(11)的至少部分通过辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出`。
* *说明书释义*:说明书[0034]及图1b描述,光源(如UV LED芯片)可嵌入在波导材料内部(直下式或侧光式),光线在波导内传播并通过散射粒子的微观折射/反射作用,最终从波导的正面或背面均匀逸出。
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### 二、 对比文件技术特征比对表
依据现有技术文献原文,对目标专利权利要求1的各项技术特征(A-J)逐一进行比对。各对比文件公开号及指代如下:
* **D1**:US20100187987A1(公开日:2010-07-29)
* **D2**:US07920769B2(授权日:2011-04-05)
* **D3**:US20110176327A1(公开日:2011-07-21)
#### 权利要求1技术特征比对表
| 目标专利权利要求1特征 | D1 (US20100187987A1) | D2 (US07920769B2) | D3 (US20110176327A1) |
| 技术特征A<br>防生物污染系统,含波导元件和UV光源 | 未公开<br>公开一种有机LED(OLED)发光元件/显示器件(说明书段落[0001]),非防生物污染系统;光源为有机发光层(Visible/OLED),非UV光源。 | 未公开<br>公开一种用于光通信、光布线或光存储的集成光器件(说明书段落[0001]),波导用于传输光信号,非防生物污染系统。 | 未公开<br>公开一种用于液晶显示器(LCD)背光模组的平面照明装置(说明书段落[0001]),光源为白光/可见光LED(段落[0088]),非防污染及UV光源。 |
| 技术特征B<br>波导元件包括辐射透射材料 | 实质公开<br>散射层102包含基体材料105(Base material),该基体为高折射率透光玻璃(段落[0089]-[0091])。 | 实质公开<br>包含由气溶胶沉积(AD法)形成的透明光波导层(说明书第1栏第15-20行、段落[0023])。 | 实质公开<br>光导板30(Light guide plate)由透光树脂(如PMMA、PC)制成(段落[0050])。 |
| 技术特征C<br>辐射透射材料对UV辐射透射 | 未明确公开<br>公开基体材料对430-650nm可见光波段透射(段落[0023]),未明确提及对UV辐射的透射性。 | 未明确公开<br>公开波导对800nm及以上红外/通信波段透射(说明书第2栏第30-34行),未提及UV透射。 | 未明确公开<br>公开树脂光导板对可见光透射,未提及UV透射。 |
| 技术特征D<br>基体材料针对另一组成的相位 | 实质公开<br>基体材料105中分散有不同组成的散射材料104(Scattering material)(段落[0011]、[0091])。 | 实质公开<br>紧凑体(Compact)中包含折射率不同于主体的区域(如孔洞Pore、异质相Heterogenous phase)(段落[0019])。 | 实质公开<br>光导板树脂中混合分散有不同组成的散射粒子(Scattering particles,如硅胶、二氧化硅等)(段落[0050])。 |
| 技术特征E<br>相位在基体中用作区域 | 实质公开<br>散射材料104作为分散在基体中的独立微观区域/粒子存在(段落[0091]、图1(a))。 | 实质公开<br>存在分散在体相中的孔洞或微观异质相位区域(段落[0019])。 | 实质公开<br>散射粒子作为分散在树脂基体中的微观区域存在(段落[0050])。 |
| 技术特征F<br>区域平均粒子半径 $r_1$ 为 350-1200nm(即直径 0.7-2.4 $\mu m$) | 实质公开<br>公开散射材料104的直径优选为 0.5至2 $\mu m$(即半径为 250-1000nm)(段落[0105]),其数值区间与350-1200nm严重重叠。 | 部分重叠/未完全公开<br>限定散射体平均半径 $d$ 与波长 $\lambda$ 满足 $d^6/\lambda^4 < 4 \times 10^{-5}$(段落[0019]),通常粒径极小(低纳米级,以减少散射损失),未明确指向350-1200nm半径。 | 实质公开<br>段落[0117]-[0119]公开散射粒子的实际半径 $r$ 为 2 $\mu m$ 至 4 $\mu m$(即2000-4000nm),大于本特征限定范围,但段落[0050]提及各种微米级粒子。 |
| 技术特征G<br>平均区域浓度为 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ | 实质公开<br>段落[0090]及[0103]明确公开散射粒子的密度为 $10^4 - 10^7$ particles/$\text{mm}^3$,完全落在目标专利的范围之内。 | 未公开<br>未公开此特定数量级浓度的定量参数。 | 部分重叠/可换算公开<br>段落[0075]表1公开粒子数量密度 $N_p$ 为 $1.5\times 10^{13} - 1.7\times 10^{18} /\text{m}^3$(即 $1.5\times 10^4 - 1.7\times 10^9 /\text{mm}^3$),范围覆盖了目标专利的区间。 |
| 技术特征H<br>区域体积分数为 0.01-0.2%(体积百分数) | 数值区间重叠公开<br>段落[0105]公开散射材料含量优选为 0.1 vol% 或以上(即0.1%-10%),在 0.1%-0.2% 范围内与目标专利重叠。 | 未公开<br>未明确公开体积分数的量化数值。 | 数值区间重叠公开<br>段落[0117]-[0119]公开粒子重量浓度(可换算为体积分数)为 0.024 wt% - 0.07 wt%,与目标专利 0.01%-0.2% 高度重叠。 |
| 技术特征I<br>波导元件具有板状形状 | 实质公开<br>散射层及基底构成平板状(Plate-like)结构(段落[0089]、[0090])。 | 未公开<br>主要为条状/线状平面光波导(Planar waveguide)(段落[0002])。 | 实质公开<br>光导板30为矩形平板(Flat sheet)或楔形板(段落[0047]-[0051])。 |
| 技术特征J<br>光源至少部分嵌入波导;光在波导中传播并从第一面和/或第二面发出 | 部分公开<br>光在散射层102和高折射率层中传播并从顶面(Top emission)发出(段落[0009]、[0088])。但光源(有机发光层)非“嵌入”式LED芯片。 | 未公开<br>光线限制在波导芯层中传播,侧向耦合,不涉及平板双面/单面散射发光。 | 部分公开<br>光线从侧面射入光导板,通过散射粒子传播并从出射面30a发出(段落[0005]、[0163])。光源未嵌入波导内部。 |
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### 三、 最接近现有技术(D1/D2/D3)分析与评估
在专利无效宣告审查(应用“三步法”)中,选择**最接近的现有技术**通常遵循以下原则:
1. 技术领域相同或最相近;
2. 解决的技术问题、所起的效果最接近;
3. 公开的技术特征最多。
以下从整体解决的技术问题、技术效果及特征重合度三个维度进行综合评估:
#### 1. 各对比文件对比分析
* **对比文件 D1(US20100187987A1)**:
* *技术领域与问题*:属于有机LED(OLED)发光器件领域,解决的是光在不同折射率界面发生全反射导致光提取效率(Light extraction efficiency)低、以及表面粗糙导致电极短路的问题。
* *技术手段与特征重合度*:公开了在透光玻璃基体(基体材料)中分散不同折射率的微观散射区域(散射材料/孔洞),并且**极其罕见地精准公开了特征F、G、H中的所有量化微观参数**(粒径0.5-2$\mu m$即半径250-1000nm;浓度$10^4-10^7 /\text{mm}^3$;体积分数包含0.1%以上)。
* *局限性*:领域为OLED显示/照明,并非防生物污染;光源非UV光源。
* **对比文件 D2(US07920769B2)**:
* *技术领域与问题*:属于集成光学元件及光通信领域,解决的是光波导传输过程中的吸收损耗和光散射损耗问题。
* *局限性*:其追求的是**尽量减少散射以实现光信号的高保真传输**,与目标专利利用散射将光“均匀耦合散逸出去”的技术宗旨**背道而驰**,且未公开微观浓度与体积分数等关键量化特征。不适合作为最接近的现有技术。
* **对比文件 D3(US20110176327A1)**:
* *技术领域与问题*:属于LCD背光模组(平面照明装置)领域,解决的是大尺寸薄型光导板在侧入式发光时,如何将光线引导至深部并实现全平面均匀出光(降低亮度不均、提高光利用率)的问题。
* *技术手段与特征重合度*:公开了板状波导、树脂基体中分散散射粒子(两相)、侧入光在波导内传播并从板面出射的结构。**其解决的“光在平板波导内部传播与均匀出耦合散逸的平衡”这一物理问题,与目标专利高度一致**。此外,D3公开了粒子数量密度 $1.5\times 10^4 - 1.7\times 10^9 /\text{mm}^3$ 及重量百分比浓度,与特征G、H高度重合。
#### 2. 最接近现有技术的确定
**结论:对比文件 D3 (US20110176327A1) 和 对比文件 D1 (US20100187987A1) 均适合作为最接近的现有技术(最接近现有技术可以有多个)。**
* **路径一(以 D3 为最接近现有技术)**:
* *理由*:D3与目标专利在“波导元件的物理光学模型”上最为接近。二者均致力于解决“光线在板状波导内部长距离传播时,如何通过微观散射粒子的调控,使得光线不会在入光口附近过早散逸,又能均匀从板面出射”的技术问题。D3公开了特征B、D、E、G、H、I及部分J。
* **路径二(以 D1 为最接近现有技术)**:
* *理由*:D1在微观结构与定量参数上与目标专利重合度最高。D1完整公开了基体+散射相的两相结构,且**特征F、G、H的数值窗口在D1中几乎被完全包围/公开**。
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### 四、 未被最接近现有技术公开的特征及其他对比文件的组合分析
假设以 **D3 (US20110176327A1)** 作为最接近现有技术进行创造性分析(三步法):
#### 1. D3 未公开的技术特征(即区别技术特征)
1. **防生物污染系统及UV辐射适应性**(特征A、C):D3用于LCD背光(可见光),未提及用于防生物污染,亦未明确限定波导对UV辐射能透射;
2. **特定的粒子半径区间**(特征F):D3实际举例粒径较大(半径2000-4000nm),未明确落入 350-1200nm 范围;
3. **光源嵌入式布置**(特征J部分):D3的光源布置在波导侧面外部,未“嵌入”波导内。
#### 2. 区别特征是否被其他对比文件(D1/D2)公开
* **针对特征F(粒子半径 350-1200nm)**:
* **已被 D1 (US20100187987A1) 明确公开**。D1段落[0105]明确记载了散射粒子的直径为 $0.5 - 2\,\mu\text{m}$(即半径为 $250 - 1000\,\text{nm}$),该范围与目标专利的 350-1200nm 存在极大幅度的重叠。
* **针对特征G、H(微观浓度与体积分数)**:
* 若D3中的换算存在争议,**D1 (US20100187987A1) 亦提供了完全覆盖的公开**(D1段落[0103]公开粒子密度 $10^4 - 10^7 /\text{mm}^3$,段落[0105]公开体积分数 0.1%以上)。
* **针对特征A、C(防生物污染与UV光源)**:
* D1、D2、D3均未直接公开防生物污染这一特定用途。然而,在专利无效审查中,**“防生物污染系统”属于功能/用途限定**。如果权利要求1中的结构特征(波导材料、粒径、浓度、几何形状、光源配置)已经被现有技术公开或属于本领域的公知常识,且紫外光(UV-C)用于杀菌/防生物污染属于本领域(如水处理、海洋防污)的公知常识,则该用途限定无法赋予权利要求创造性。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征分析
若向专利复审部门对目标专利提起无效宣告请求,目标专利权利要求1中**最薄弱(最容易被攻破)的技术特征**为:
#### 1. 最薄弱特征:特征F、G、H(微观散射参数窗口:粒径 350-1200nm、浓度 $10^4-10^8/\text{mm}^3$、体积分数 0.01-0.2%)
* **薄弱原因分析**:
1. **数值已被现有技术高度覆盖**:D1 (US20100187987A1) 和 D3 (US20110176327A1) 已经在光学波导/散射层领域公开了几乎完全相同的粒径范围(D1公开半径250-1000nm)、粒子密度(D1公开 $10^4-10^7/\text{mm}^3$,D3公开 $10^4-10^9/\text{mm}^3$)以及体积分数(D1公开0.1%以上,D3公开0.02%-0.07%)。
2. **属于常规选择或有限次实验可优化的参数**:在光学散射波导设计中,米氏散射(Mie Scattering)理论是本领域的公知常识。根据米氏散射公式,当散射粒径与光的波长处于同一数量级(如紫外/可见光波长200-800nm,粒径数百纳米至微米级)时,散射效率最高。本领域技术人员为了调节波导的出光均匀性,对粒径、浓度和体积分数进行常规参数选择或有限次实验即可获得上述数值窗口,不具备突出的实质性特点和显著的进步。
#### 2. 次薄弱特征:特征J中的“光源至少部分地被嵌入在所述波导元件中”
* **薄弱原因分析**:
将LED芯片嵌入(Encapsulated/Embedded)在树脂/硅胶波导内部以提高光注入效率(减少空气界面的折射率失配损耗),是LED封装和光导件领域极其常见的技术手段(例如常见的LED二次封胶、防水封装结构)。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了在无效宣告程序中构建“死封”目标专利的证据链(特别是彻底破坏其防污染用途及UV波导结构的创造性),建议采取以下进一步检索策略:
#### 1. 组合检索策略(补充最强对比文件 D0)
目前 D1、D3 在“UV光/防污染用途”上略有欠缺。理想的检索目标是寻找一篇**在2017年前公开的、关于“利用UV光/UV LED进行水下或船体防生物污染”的现有技术(可称为对比文件D0)**。
* **检索方向 1:针对防污染 UV 电子/光学波导系统的核心专利族检索**
* *背景*:飞利浦(Royal Philips N.V.)在2013-2016年期间在海洋防生物污染(Anti-biofouling)、UV-C LED平铺/波导技术领域申请了大量基础专利(目标专利CN110312955B本身也是飞利浦的专利)。
* *重点关注专利族*:检查飞利浦同族的更早优先权文献,例如 WO2014188347A1、WO2015000756A1、WO2016207010A1 等。
* *预期成果*:上述早期文献已完整公开了“利用UV LED + 硅胶波导板贴附于船体防生物污染”的概念,甚至公开了在硅胶中添加散射粒子(如氮化硼BN、氧化钛)以促进UV光散逸。
* **检索方向 2:针对特征 F、G、H 数值窗口的公知常识/教科书证据检索**
* *策略*:检索米氏散射(Mie Scattering)在聚合物/硅胶光学散射板中的学术论文或手册(如《Handbook of Optical Materials》、《Applied Optics》期刊文章)。
* *目的*:证明“当紫外光波长为200-300nm时,选择半径350-1200nm的微粒能够产生最强正向/侧向散射”属于光学物理领域的公知公理,从而彻底封杀目标专利在参数选择上的创造性依据。
#### 2. 推荐的具体检索要素与表达公式(Search Formulas)
* **中英文关键词组合**:
* *主题1(防污染/UV)*: (`anti-biofouling` OR `antifouling` OR `biofouling` OR `marine organisms`) AND (`UV` OR `ultraviolet` OR `UVC` OR `germicidal`)
* *主题2(波导/散射/两相)*: (`waveguide` OR `light guide` OR `optical medium` OR `silicone`) AND (`scattering` OR `particles` OR `dispersion` OR `diffuser` OR `phase`)
* *主题3(参数窗口)*: (`particle size` OR `radius` OR `concentration` OR `volume fraction` OR `density`)
* **分类号组合(IPC/CPC)**:
* `B63B 59/04`(防止海洋生物附着的技术)
* `F21V 8/00` 或 `G02B 6/00`(光导结构、液晶背光及光散射板)
* `A61L 2/10`(利用紫外射线灭菌防腐)
#### 3. 无效宣告理由组合建议(以三步法为核心)
1. **最强组合方案 A**:以 **飞利浦早期防污染专利(如WO2014188347A1 / WO2015000756A1)** 作为最接近现有技术(公开了防生物污染系统、UV光源、板状波导、散射粒子),结合 **D1 (US20100187987A1)**(公开了相同的粒径350-1200nm、浓度$10^4-10^8/\text{mm}^3$和体积分数)+ 本领域公知常识,评述权利要求1不具备创造性(《专利法》第22条第3款)。
2. **替代组合方案 B**:以 **D3 (US20110176327A1)** 作为最接近现有技术(公开了板状散射波导及微观粒子浓度),结合 **WO2014188347A1**(提供将该波导用于UV防生物污染的技术启示)+ **D1**(提供特定粒径窗口的技术启示),评述权利要求1不具备创造性。
<ElicitationsGroup message="如需进一步推进该专利的无效宣告工作,您可以选择:">
<Elicitation label="撰写基于D3+D1组合的详细创造性无效意见书拟稿" query="请紧密结合三步法审查标准,以D3为最接近现有技术,结合D1,撰写一份针对目标专利权利要求1的完整无效宣告意见书草稿。"/>
<Elicitation label="检索飞利浦早期防生物污染(WO2014188347等)对比文件族" query="请详细梳理飞利浦在2014-2016年间公开的UV-C防生物污染波导专利族(如WO2014188347、WO2015000756),并分析其对本案特征A、C、J的公开情况。"/>
</ElicitationsGroup>
以资深专利代理师的视角,紧密结合目标专利说明书《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》(CN110312955B)对权利要求1进行深入的技术解析,并结合对比文件(D1: US20040126272A1、D2: JP2009181914A、D3: US07577318B2)的原文出处进行对比与创造性/无效可行性分析。
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### 一、 目标专利说明书对权利要求1技术特征的解释
根据目标专利说明书(CN110312955B),对权利要求1各技术特征的定义与技术内涵解释如下:
* **技术特征A(防生物污染系统及基本构成)**:
* 说明书[0001]、[0012]指出系统为“防生物污染系统(或防污染系统)”,用于阻止/消除海洋生物(如藤壶、海藻、生物膜粘液等)在表面上的积聚[0004]。
* 光源(10)被配置为提供UV辐射(用于杀菌/防污染的UVA、UVB或UVC,优选UVC,峰值波长在255-290nm等)[0012]、[0046]、[0049]。
* **技术特征B、C(波导元件及其透光材料)**:
* 波导元件(1000)由辐射透射材料(1005)(如硅树脂、含氟聚合物、玻璃、石英等)构成[0010]、[0018]。
* “对于所述UV辐射是能透射的”指该材料对防污染UV辐射的光子总数透射至少25%(优选50%以上,1mm或5mm厚度下垂直照射透射率在50%以上)[0019]-[0020]。
* **技术特征D、E(基体与相/区域的分散结构)**:
* 说明书[0010]、[0021]澄清:基体材料(1005)(如硅树脂)中分散有“另一组成的相位(1010)”,该相位在基体中以“区域(1110)”(即微粒/散射粒子)的形式存在。区域(1110)可以是气体充填腔(空气/氮气微孔)、液体充填腔或固体散射粒子(如二氧化硅、氧化铝、TiO2、氮化硼BN、BaSO4、CaCO3、ZrO2、ZnO等)[0023]-[0028]。
* **技术特征F、G、H(散射区域的定量微观参数组合)**:
* **粒子半径$r_1$(特征F)**:选取自 **350-1200 nm**(即粒子直径在700-2400 nm),属于米氏散射(Mie scattering)范围[0010]、[0022]、[0081]。
* **区域浓度(特征G)**:选自 **$1\times 10^4 - 1.5\times 10^8\text{ /mm}^3$** 的粒子数浓度[0010]、[0022]。
* **体积分数(特征H)**:区域(1110)在总体积中的百分比选自 **0.01 - 0.2 vol%**(即0.0001 - 0.002体积分数)[0010]、[0024]。
* *说明书构想与效果*:说明书[0009]、[0022]、[0095]明确指出,若无散射(纯清澈硅树脂),UV光在传播中被硅树脂吸收且全反射无法有效出射,导致出光有效“清洁直径”极小;若散射过强,光在LED附近就全部出射,远处无光。发明通过限定上述特定粒径、浓度和体积分数窗口,实现了散射与传播的最优平衡,大幅扩大了单一光源的“清洁有效直径(clean diameter)”[0097]-[0099]。
* **技术特征I(波导几何形状)**:
* 波导具有“板状形状(plate-like shape)”,具有第一面(1001)和第二面(1002)(例如厚度在0.1-500mm,特别是2-20mm的硅树脂平板)[0015]-[0016]。
* **技术特征J(光源嵌入与面出光传输机制)**:
* 光源(10)至少部分嵌入在波导元件(1000)中(如LED芯片直接封装或嵌入在硅树脂板内部或边缘)[0012]、[0034]。
* UV辐射至少部分通过基体材料传播,并经由内部区域(1110)散射重定向后,从第一面(1001)和/或第二面(1002)出射,对外部环境或贴附表面进行防生物污染照射[0012]、[0013]、[0033]。
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### 二、 对比文件原文分析及特征比对
各对比文件公开号及基本信息如下:
* **D1**:`US20040126272A1`(Near infrared microbial elimination laser system,近红外杀菌激光系统)
* **D2**:`JP2009181914A`(Surface light emitter of ultraviolet rays, photocatalytic device, and air purification method,紫外线面发光体、光催化装置及空气净化方法)
* **D3**:`US07577318B2`(Wavelength conversion layers with embedded crystallites,带有嵌入微晶的波长转换层)
#### 1. 详细特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1 (US20040126272A1) | D2 (JP2009181914A) | D3 (US07577318B2) |
| A:防生物污染系统,包括波导和配置为提供UV辐射的光源 | 未公开/未实质公开<br>D1公开了一种消灭细菌的激光系统,使用870nm/930nm近红外激光(段[0011]、[0036]),无波导与UV光源组合系统。 | 实质公开<br>公开了一种用于空气净化/杀菌的光催化装置及紫外面发光体(段[0002]),包含导光板(32)及紫外发光二极管(40)(段[0002]、[0006]、[0017])。 | 未公开<br>公开的是用于将UV/蓝光转化为可见光的波长转换层(段[0001]、[0012]),非防生物污染系统。 |
| B:波导元件包括辐射透射材料 | 未公开 | 实质公开<br>导光板(32)由环状烯烃共聚物(COC)、环状烯烃聚合物(COP)或未加UV吸收剂的PMMA构成(段[0022])。 | 实质公开<br>波长转换层包含玻璃或聚合物基体层(2)(段[0006]、[0013]、[0052])。 |
| C:辐射透射材料对UV辐射透射 | 未公开 | 实质公开<br>导光板材料在400nm以下UV波段具有极高透过率(图5,段[0021]-[0022])。 | 实质公开<br>基体材料(2)对UV/蓝光波段(350-500nm)透明(段[0006]、[0012])。 |
| D:基体材料中含有不同组成的相位 | 未公开 | 未公开(物理微结构)<br>D2使用的是导光板底部的凹凸结构/网点(41)(段[0007]、[0024]),而非两相复合材料。 | 实质公开<br>基体层(2)中嵌入有稀土离子掺杂的微晶(如Ce:YAG)或非晶粒子(段[0006]、[0009]、[0052])。 |
| E:相位在基体中用作区域(粒子) | 未公开 | 未公开 | 实质公开<br>微晶或微粒分散于基体中形成微观区域(图1、段[0006]、[0052])。 |
| F:区域平均粒子半径 $r_1$ 为 350-1200 nm | 未公开 | 未公开 | 实质公开<br>公开粒径 $d_{50}$ 为 $10\text{ nm}-500\ \mu\text{m}$,优选 $100\text{ nm}-30\ \mu\text{m}$,且包含 $100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$(段[0006]、[0014]、[0016])。覆盖了半径350-1200nm(即直径700-2400nm)范围。 |
| G:平均区域浓度在 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$ | 未公开 | 未公开 | 隐式/实质公开<br>公开体积分数0.1-50 vol%及粒径范围(段[0018]),在对应粒径下换算的颗粒数浓度重叠该数值区间(详见下文分析)。 |
| H:区域体积分数为 0.01 - 0.2 vol% | 未公开 | 未公开 | 部分重叠/实质公开<br>公开体积分数为 0.1 vol% - 50 vol%(段[0018]),其下限0.1 vol%落入本特征0.01 - 0.2 vol%的范围中。 |
| I:波导元件具有板状形状 | 未公开 | 实质公开<br>导光板(32)为板状结构(图3、段[0017])。 | 实质公开<br>波长转换层为薄板/层状结构,厚度与长度比为1:100-1:100000(段[0033]、[0041])。 |
| J:光源嵌入波导中;UV光通过材料传播并从第一面/第二面发出 | 未公开 | 实质公开(除“嵌入”外)/等同<br>LED(40)布置在导光板端部,紫外光在内部传播并从出射面(51)均匀发出(图3、段[0006]、[0018])。 | 实质公开<br>激发光/转换光在波导中传输并从表面出射(段[0011]、[0028])。 |
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### 三、 谁最适合做“最接近的对比文件(D1)”?
在创造性/无效分析中,**对比文件2 (`JP2009181914A`)** 最适合作为**最接近的现有技术(最接近对比文件)**。
#### 核心理由分析:
1. **技术领域与解决的技术问题高度贴合**:
* **目标专利**:属于基于紫外线(UV)面发光波导的生物污染防治/杀菌系统,旨在解决如何在板状波导表面获得大面积、均匀的UV辐射出射,克服点光源LED覆盖范围小的技术问题(说明书[0001]、[0008]-[0009])。
* **D2 (`JP2009181914A`)**:同样属于紫外线面发光体及光催化杀菌/空气净化领域(段[0002])。其明确针对“紫外LED为点光源、照射范围窄、需要大量LED”的技术缺陷(段[0005]),提出了采用“UV光能透射的板状导光板 + 端部UV LED”的架构,利用散射/反射将UV光在导光板内部传播并从表面均匀出射(段[0006]、[0018])。
* **对比D1与D3**:D1(`US20040126272A1`)使用的是近红外(870/930nm)激光直射杀菌,无波导结构;D3(`US07577318B2`)属于发光二极管波长转换(荧光粉)领域,解决的是光波长转换与激光波导损耗问题,不涉及UV面辐射杀菌。
2. **技术特征覆盖率最高**:
* D2公开了权利要求1中的特征:**A(除杀杀菌具体对象外)、B、C、I、J(除嵌入的微小结构差异外)**。
* D2与目标专利权利要求1的主要区别仅在于:**出光的散射机制不同**。D2采用的是导光板表面加工微观凹凸网点(凹状反射部41,段[0007]、[0024])来实现UV光的折射/反射出射;而目标专利权利要求1采用的是在基体材料内部掺杂特定粒径、浓度和体积分数的第二相微粒(特征D、E、F、G、H)来实现体积散射出射。
因此,**D2 (`JP2009181914A`) 确认为最接近的对比文件**。
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### 四、 未被最接近对比文件(D2)公开的特征,是否被其他对比文件公开?
D2未公开的主要特征是:**特征D、E、F、G、H**(即在UV透光基体中分散第二相微粒,且微粒具有特定的粒径范围、数浓度和体积分数)。
**对比文件3 (`US07577318B2`) 公开了上述绝大部分微观结构与参数特征**:
1. **特征D、E(基体+分散相微粒结构)**:
* **D3原文出处**:摘要及段[0006]明确公开:“A wavelength conversion layer with a matrix layer comprising embedded rare-earth-ion-doped micro crystallites and/or rare-earth-ion-doped amorphous particles...”(包含基体层及嵌入其中的稀土掺杂微晶或非晶微粒)。这完全对应于目标专利的“基体材料 + 另一组成的相位/区域”。
2. **特征F(粒子半径 350-1200 nm)**:
* **D3原文出处**:段[0006]公开平均直径 $d_{50}$ 为 $10\text{ nm} - 500\ \mu\text{m}$;段[0014]进一步优选为 **$100\text{ nm} - 30\ \mu\text{m}$**;段[0016]明确提到 **$100\text{ nm} - 10\ \mu\text{m}$**。
* *比对分析*:目标专利特征F的粒子半径为350-1200nm(对应粒径 $d = 700-2400\text{ nm} = 0.7-2.4\ \mu\text{m}$),完全落入并被D3公开的 $100\text{ nm} - 10\ \mu\text{m}$ 粒径范围所覆盖/实质公开。
3. **特征H(体积分数 0.01 - 0.2 vol%)**:
* **D3原文出处**:段[0018]明确公开:“volume fraction, based on the matrix layer, of **0.1 vol.-% to 50 vol.-%**, preferably 0.5 vol.-% to 20 vol.-%...”。
* *比对分析*:D3公开的 0.1 vol% - 50 vol% 与目标专利的 0.01 - 0.2 vol% 在 **0.1% - 0.2% 范围发生直接重叠**。
4. **特征G(粒子数浓度 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$)**:
* *推导与实质公开*:根据立体几何与物理学常识,体积分数 $V_f$、粒子半径 $r_1$ 与粒子数浓度 $c_1$ 存在数学映射关系:$c_1 = \frac{V_f}{\frac{4}{3}\pi r_1^3}$。
* 当取D3公开的粒径范围(如 $r_1 = 500 - 1200\text{ nm}$)与体积分数($V_f = 0.1\%$)带入计算时,所获得的粒子数浓度区间(约为 $1.4\times 10^5 - 1.9\times 10^6 \text{/mm}^3$)**完全落入**目标专利特征G限定的 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$ 范围内。因此该特征已被D3实质公开。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征及组合攻击策略
#### 1. 最薄弱的技术特征分析
目标专利权利要求1中最薄弱、最容易被攻破的技术特征是:
**特征F、G、H的“数值范围组合限定”(即粒径 350-1200nm、浓度 $1\times 10^4-1.5\times 10^8/\text{mm}^3$、体积分数 0.01-0.2%)**。
**薄弱原因分析**:
1. **数值范围重叠与常规选择**:D3已经给出了极为相似的粒径范围($100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$)和体积分数范围($0.1\%-50\%$),目标专利的参数范围基本上是现有技术已知范围的重叠或微小选择。
2. **缺乏预料不到的技术效果(针对结合动机)**:虽然目标专利说明书(如图2g、图3a-3b)声称在该参数区间内实现了所谓的“最佳清洁直径/最优米氏散射(Mie Scattering)”,但根据光学基本原理(米氏散射理论,Mie Theory),当散射粒子的尺寸与光波长(UV光波长约200-400nm)处于同一数量级(即几百纳米到1微米)时,本就会产生强烈的正向/各向异性散射。这种利用掺杂粒子实现波导均匀出光的技术手段在光学导光板(背光板、散光板)领域属于**本领域的公知常识与常规设计**。
#### 2. 创造性无效组合攻击路线(以 D2 + D3 为核心)
* **对比文件组合**:D2 (`JP2009181914A`) + D3 (`US07577318B2`) + 本领域公知常识。
* **论证逻辑(三步法)**:
1. **确定最接近现有技术**:D2公开了一类UV面发光波导系统,用于紫外杀菌/光催化,已公开了特征A、B、C、I、J。
2. **确定区别特征及实际解决的技术问题**:区别在于D2采用表面微结构(网点)出光,而本专利采用波导内部掺杂微粒出光(特征D-H)。实际解决的技术问题是“提供一种备选的导光板出光散射结构”。
3. **技术显而易见性论述**:
* 在波导/导光板领域,利用“内部分散散射微粒(体积散射)”替代“表面微观网点(表面散射)”是本领域的两种等效且互换的光学散射技术方案。
* 对比文件D3明确教导了在透明聚合物/玻璃基体波导中嵌入粒径在 $100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$、体积分数在 $0.1\%$ 以上的微粒(特征D、E、F、H),并教导了该结构能够实现光在波导内的散射与出射控制。
* 本领域技术人员在D2的基础上,为了寻求备选的波导散射出光方式,有明确的动机结合D3的技术教导,将D2导光板替换为掺杂微粒的波导。而特征F、G、H限定的微粒半径、浓度和体积分数范围均被D3直接覆盖或重叠,属于本领域技术人员通过有限次简单实验或常规光学仿真(如米氏散射计算)即可获得的参数选择,并不具备预料不到的技术效果。
* 因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了彻底摧毁权利要求1的稳定性,或应对专利权人可能进行的“数值范围预料不到效果”的反驳,建议按照以下策略补充检索:
1. **围绕“体积散射型UV/可见光导光板(Bulk Scattering Light Guide Plate)”进行关键词与IPC分类号交叉检索**:
* **核心IPC/CPC分类号**:`F21V8/00`(导光体)、`G02B6/00`(光导波管)、`A61L2/10`(利用紫外线的杀菌消毒)、`B63B59/04`(防海洋生物污染)。
* **扩展检索词组合**:
* `(UV OR ultraviolet OR 紫外)` AND `(waveguide OR "light guide" OR "light guiding plate" OR 导光板 OR 波导)`
* AND `(scatter* OR particle* OR dopant OR 散射 OR 粒子 OR 掺杂)`
* AND `(volume scattering OR bulk scattering OR Mie scattering OR 体积散射 OR 体散射)`
2. **重点寻找“UV波段专门优化粒子散射”的现有技术**:
* 目标专利的核心防御落脚点在于“UV波段下的特定米氏散射参数”。检索重点应放在 **2018年之前**(目标专利优先权日之前)发表的光学工程论文、材料学专利(如有机硅胶/PMMA中添加SiO2、TiO2、BN微粒作为散光剂的专利)。
3. **针对“嵌入式光源(Embedded LED)+ 掺杂波导”组合特征的检索**:
* 检索将LED芯片直接注塑/封装在含有散射颗粒的硅树脂/柔性胶块内部的专利(如防水LED灯带、海洋防污光纤片)。
<ElicitationsGroup message="针对本案后续的诉讼或无效宣告程序,您可以选择以下进一步的操作路径:">
<Elicitation label="撰写针对权利要求1的完整无效宣告请求书草案" query="请基于上述D2+D3的对比分析,帮我撰写一份针对权利要求1的完整无效宣告请求书法律意见与理由部分。"/>
<Elicitation label="评估从属权利要求的稳定性" query="请结合说明书,进一步分析该专利从属权利要求的附加技术特征是否具备创造性。"/>
<Elicitation label="制定具体的数据库检索表达式(Formula)" query="请为我提供在PatSnap或Derwent数据库中精准检索该领域对抗文献的具体检索式。"/>
</ElicitationsGroup>
这是一份由经验丰富的专利代理师为您准备的专业专利对比分析与无效检索策略报告。
本分析报告紧密结合**目标专利CN110312955B(发明授权)**的说明书原文,客观、精准地对照权利要求1解释各项技术特征,并结合两篇对比文件原文(对比文件1:JP2016525932A;对比文件2:JP2016530985A)进行逐字逐句的特征比对、新颖性/创造性拆解、最接近对比文件的确立以及无效请求策略制定。
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### 一、 目标专利权利要求1的技术特征拆解与说明书释义
为了准确定位专利技术点,首先结合目标专利说明书对**权利要求1**进行技术特征(A~J)拆分与精准解释:
* **技术特征A**:*一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10)*
* **说明书释义**:参见[0001]、[0012]。防生物污染用于通过紫外线杀死或驱除积累在表面(如船体、水闸)上的生物。光源优选为紫外LED或激光,波导元件用于传输并分布该UV辐射。
* **技术特征B**:*其中,所述波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005)*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0018]。辐射透射材料(基体)如玻璃、石英、硅树脂(硅胶)、含氟聚合物等。
* **技术特征C**:*其中,所述辐射透射材料(1005)对于所述UV辐射是能透射的*
* **说明书释义**:参见[0018]、[0019]。透射材料对UV辐射是透明或半透明的,能够让至少25%(优选50%以上)的UV光在其中传输。
* **技术特征D**:*其中,所述辐射透射材料(1005)是针对除了所述辐射透射材料(1005)之外的另一组成的相位(1010)的基体材料*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0021]。即基体中掺杂/包埋了另一种不同化学组成或状态的第二相(两相系统,油包水概念类似)。
* **技术特征E**:*其中,所述相位(1010)在所述基体中能够用作区域(1110)*
* **说明书释义**:参见[0021]、[0022]。此处的“相位”在基体材料中以“区域”(即散射粒子/颗粒、气体空隙或液体微滴)的形式分散分布。
* **技术特征F**:*其中,所述区域(1110)具有从350‑1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1)*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0022]。平均等效球形半径为350~1200nm(对应平均粒径尺寸为700~2400nm或0.7~2.4μm)。
* **技术特征G**:*具有选自所述辐射透射材料(1005)的1*10^4‑1.5*10^8/mm^3范围的平均区域浓度*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0022]。单位毫米体积内散射区域(粒子/微孔)的数量密度为 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 / \text{mm}^3$。
* **技术特征H**:*具有从0.01‑0.2的体积百分数的范围中选择的所述区域(1110)的体积分数*
* **说明书释义**:参见[0010]、[0024](注意说明书[0010]写为“0.0005-0.2的体积百分数”,[0024]写为“0.01-0.2的体积百分数”)。即散射相占整个波导材料体积的0.01%~0.2%(即体积分数比例为 $1\times 10^{-4} \sim 2\times 10^{-3}$)。
* **技术特征I**:*其中,所述波导元件(1000)具有板状形状*
* **说明书释义**:参见[0015]。波导不是细长的纤维或棒状,而是板状(板状或束状,薄片/箔片状),具有相对的第一面和第二面。
* **技术特征J**:*其中,所述光源(10)至少部分地被嵌入在所述波导元件(1000)中;并且其中,所述光源(10)和所述波导元件(1000)适于所述UV辐射(11)的至少部分通过所述辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出*
* **说明书释义**:参见[0012]、[0034]。光源(如LED芯片)直接或部分埋入波导胶体中;光经基体传播并在散射粒子作用下从板状波导的表面(出射面)均匀出射。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格
以下为目标专利权利要求1与对比文件D1(JP2016525932A)及对比文件D2(JP2016530985A)的详细对比表格及原文出处引用:
| 权利要求1的技术特征 | 对比文件 D1<br>(JP2016525932A 表面污染防止方法及系统) | 对比文件 D2<br>(JP2016530985A 导光部件及发光装置) |
| 特征A:防生物污染系统(200),包括波导元件(1000)和提供UV辐射(11)的光源(10) | 公开<br>段落[0016]-[0019]:用于保护表面(如船体)防污的照明模块,包括防污UV光源和配光的光学介质(光导)。 | 部分公开/技术领域不同<br>段落[0001]、[0013]:发光装置包括半导体发光元件(UV LED)和导光部件,主要用于水/流体消毒(杀菌)。 |
| 特征B:波导元件包括辐射透射材料(1005) | 公开<br>段落[0018]、[0025]:光学介质/光导包含硅树脂(Silicone)材料或UV级二氧化硅。 | 公开<br>段落[0007]、[0011]:导光部件包含光透射性固体载体材料(如硅树脂PDMS)。 |
| 特征C:辐射透射材料对于UV辐射是能透射的 | 公开<br>段落[0025]:硅树脂材料能够以低损耗透射短波长UV光(低于300nm)。 | 公开<br>段落[0008]、[0034]:载体材料对220-700nm(如240-400nm的UV光)具有至少70%的光透过率。 |
| 特征D:辐射透射材料是针对另一组成相位(1010)的基体材料 | 公开<br>段落[0026]、[0046]:硅树脂基体中分散有二氧化硅粒子/微小气泡/玻璃,形成不同于基体的散射结构。 | 公开<br>段落[0007]、[0029]:光透射性固体载体材料(基体)中分散有氮化硼(BN)或氧化铝(Al₂O₃)散射粒子。 |
| 特征E:相位在基体中用作区域(1110)(粒子/微孔) | 公开<br>段落[0026]、[0046]:散射结构在硅树脂中以分散粒子、气泡的形式存在。 | 公开<br>段落[0007]、[0038]:散射粒子(BN、Al₂O₃)分散于固体载体材料中。 |
| 特征F:区域具有平均粒子半径为350-1200nm(对应平均粒径700-2400nm,即0.7-2.4μm) | 实质公开/重叠<br>段落[0027]:提到二氧化硅片/粒子尺寸可下至数微米(典型的数微米级别与该范围重叠)。 | 公开(数值重叠)<br>段落[0011]:氮化硼散射粒子的平均粒径为 0.5~10μm(对应半径为250~5000nm);段落[0038]:平均粒径0.2~30μm,具体如1.0μm(半径为500nm,落在350-1200nm内)。 |
| 特征G:平均区域浓度在 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ | 未明确公开数值范围<br>仅段落[0026]-[0027]提及包含空间上不同密度的粒子。 | 未明确公开单位体积个数浓度<br>仅公开了重量百分比(0.001~5重量%)。 |
| 特征H:区域体积分数从 0.01% - 0.2%(即体积比 $1\times 10^{-4} \sim 2\times 10^{-3}$) | 未明确公开数值范围<br>段落[0026]提及高密度可达50%、70%,未具体限定0.01%-0.2%的体积分数。 | 实质公开/隐性公开<br>段落[0007]、[0046]表1:BN粒子重量比为 0.001重量%~5重量%;如样例A-1为0.002wt%、A-2为0.002wt%、B为0.01wt%。考虑硅胶密度与BN密度比值,其体积百分比与0.01%-0.2%高度重叠。 |
| 特征I:波导元件具有板状形状(如箔片/薄膜/平板) | 公开<br>段落[0020]、[0052]:光学介质提供为薄膜/箔片(Foil)、防污贴片,厚度为1mm~10mm,呈平面/薄板状结构。 | 未公开(教导相反)<br>段落[0007]、[0009]、[0028]:导光部件明确为细长的棒状/杆状(Rod-shaped)结构。 |
| 特征J:光源至少部分嵌入在波导元件中;UV光在材料中传播并随后从第一面和/或第二面发出 | 公开<br>段落[0023]:至少一个UV LED或LED阵列被嵌入在光学介质中(Embedded in the optical medium);防污光在介质中传播并从平面发光面发出。 | 未公开(端面偶合)<br>段落[0028]、[0045]:LED布置在杆状导光部件的短边端面上(光输入面),未嵌入在导光部件内部。 |
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### 三、 详细事实认定与对比文件分析
#### 1. D1(JP2016525932A)分析
* **对比文件公开号**:JP2016525932A
* **公开的技术特征**:特征A、B、C、D、E、I、J。
* *原文佐证*:D1公开了一种用于船体表面防生物污染的系统(段落[0001]、[0016]),使用UV LED作为光源,波导材料为硅树脂(段落[0018]、[0025])。其波导呈现为厚度1~10mm的薄板/箔片状(板状,特征I,段落[0020]、[0052]),且光源明确嵌入在波导介质中(段落[0023]:“UV LED若しくはUV LEDの格子は光学媒体に埋め込まれ得る”,即特征J)。基体中含有散射粒子/气泡(特征D、E)。
* **未公开的技术特征**:特征F、G、H中的定量参数(即平均粒子半径350-1200nm、平均区域个数浓度 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$、体积分数0.01%-0.2%)。
#### 2. D2(JP2016530985A)分析
* **对比文件公开号**:JP2016530985A
* **公开的技术特征**:特征B、C、D、E、F、H(实质公开)。
* *原文佐证*:D2公开了一种UV发光装置(段落[0001]),基体材料为硅胶PDMS(段落[0036]),基体中添加有氮化硼BN等散射粒子(特征D、E)。段落[0011]明确公开“BN粒子的平均粒径在0.5~10μm”(对应半径250~5000nm);段落[0038]和[0046]公开了粒径为1.0μm(平均半径r1 = 500nm,完全落在目标专利特征F的 **350-1200nm** 范围内)。段落[0007]和[0046]公开了BN添加量为 **0.001-5 wt%**(例如0.002wt%、0.01wt%),根据硅胶密度(约 $1.0\text{ g/cm}^3$)与BN密度(约 $2.1\text{ g/cm}^3$)进行换算,其体积分数(Vol%)落在 **0.001%~2.4%** 之间,与目标专利特征H的 **0.01%-0.2%** 存在极大的数值重叠。
* **未公开的技术特征**:
1. 应用领域非防生物污染(用于水箱流体消毒)。
2. 特征I(D2为棒状/杆状棒材,非板状)。
3. 特征J(D2的光源在端面射入,未嵌入在波导中)。
4. 特征G(未明确记载个数密度 $/mm^3$)。
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### 四、 创造性分析:最接近对比文件的确立与分析
#### 1. 最接近对比文件的选择:**D1 (JP2016525932A)**
* **选择理由**:
1. **整体解决的技术问题与技术领域高度一致**:D1与目标专利完全属于同一技术领域(防止船体等表面生物污染,即海洋防污)。两者要解决的整体技术问题完全一致——如何利用UV辐射结合大面积薄板波导,在防止被污染表面生物附着的同时,实现光均匀分布与低损耗出射。
2. **结构特征重合度最高**:D1公开了目标专利绝大部分的核心结构框架,包括:防污染系统、UV光源、硅胶波导、**板状形状(箔片)**以及**光源嵌入在波导中**(特征A, B, C, D, E, I, J)。
3. 相比之下,D2解决的是“水容器内部的流体消毒”,且波导结构为“细长棒状”,光源未嵌入,与目标专利在波导几何构型、防污染大面积覆盖的应用场景上相去甚远。因此,**D1是本专利创造性分析中最适合的唯一“最接近对比文件”**。
#### 2. 基于 D1 + D2 的创造性评估(区别特征分析)
以 **D1 (JP2016530985A)** 为最接近对比文件,目标专利权利要求1与D1相比,**区别特征**在于特征F、G、H:
* 即对波导内部散射区域(粒子)的**平均半径(350-1200nm)**、**个数浓度($1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$)** 以及 **体积分数(0.01%-0.2%)** 进行了具体的数值限定。
**实际解决的技术问题**:
在板状UV波导中,平衡紫外光的传输效率与面出耦合散射效率,以最大化波导表面的防污有效面积(清洁直径)。
**结合 D2 的教导性评估**:
* **特征F(半径350-1200nm)与特征H(体积分数0.01%-0.2%)**:对比文件 **D2 (JP2016530985A)** 已经明确给出了在硅胶波导中加入BN散射粒子以提高紫外光散射出射效率的技术教导,且D2明确给出了粒径为 $1.0\mu m$(半径 $500nm$)以及重量百分比为 $0.002\% \sim 0.01\%$(换算体积百分数在 $0.01\%-0.2\%$ 范围内)的技术方案。
* 本领域技术人员在面对D1“需要引入散射粒子以改善板状波导侧向/嵌入光源的出光”这一技术需求时,有明确的动机参考D2中关于紫外硅胶散射介质粒径及浓度的具体选择,将其应用到D1的板状波导中,从而得出特征F和特征H。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征
如果在无效宣告程序中对本专利提起攻击,**最薄弱的技术特征是:特征G(平均区域浓度 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$)**。
* **最薄弱理由分析**:
1. **特征F、G、H三者存在数学相干性(冗余限定)**:
根据几何数学关系,粒子的“体积分数($VF$)”、“平均半径($r$)”和“个数浓度($N$)”之间存在明确的物理换算公式:
$$\text{体积分数 } VF = N \times \left( \frac{4}{3} \pi r^3 \right)$$
如果取特征F的半径 $r = 500\text{ nm} = 0.0005\text{ mm}$,特征H的体积分数 $VF = 0.05\% = 0.0005$;
代入上式计算:$0.0005 = N \times \frac{4}{3} \pi (0.0005)^3 \Rightarrow N \approx 9.55 \times 10^5 /\text{mm}^3$。
这一计算结果自然地落在特征G限定的 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ 范围之内!
2. **常规选则/限定常规参数**:特征G本质上是由特征F(粒径)和特征H(浓度/体积比)决定的被动结果。当特征F和H被D2公开并被结合时,特征G已经被**隐性(必然)公开**。目标专利说明书段落[0009]-[0010]也未证明在此特定个数浓度下产生了意想不到的突变技术效果,因此特征G极易被专利复审委员会(或法院)认定为“本领域技术人员通过有限次简单计算或常规实验即可获得的数值选择”。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了在无效请求中一举击垮目标专利(彻底破坏其新颖性或创造性),针对上述分析出来的最薄弱特征及定量参数,建议采取以下**进一步检索策略**:
1. **关键词与分类号(IPC/CPC)组合检索策略**:
* **IPC/CPC分类号**:
* `B63B59/04`(防止海洋生物附着的船体设备)
* `A61L2/08` 或 `A61L2/10`(利用紫外辐射的杀菌消毒)
* `F21V8/00` 或 `G02B6/00`(导光体、板状波导)
* `C08K3/00` / `C08K3/38`(包含氮化硼等无机填料的聚合物/硅胶组合物)
* **核心关键词组合**:
* `(UV OR ultraviolet OR 紫外) AND (antifouling OR biofouling OR 防污 OR 防生物污染)`
* `(waveguide OR light guide OR 板状 OR 箔片 OR "light guide plate")`
* `(silicone OR PDMS OR 硅胶) AND (particle OR scattering OR 散射 OR 粒子 OR 氮化硼 OR 二氧化硅)`
* `(particle size OR radius OR concentration OR volume fraction OR 粒径 OR 半径 OR 体积分数)`
2. **精准攻破特征G/H的非专利文献(NPL)与学术期刊检索**:
* 目标专利中提及了“米氏散射(Mie Scattering)”和“亨耶-格林斯坦(Henyey-Greenstein)体积散射模型”(说明书[0032]、[0081])。
* 建议在 **IEEE Xplore、Optics Express、Applied Optics、Web of Science** 等光学物理期刊中检索 **2018年4月之前(目标专利优先权日之前)** 关于“*UV light scattering in silicone/polymer with nanoparticles*”(硅胶中紫外纳米/微米颗粒散射光学模拟)的学术论文。此类论文通常会详尽列出米氏散射计算中的最佳粒径(如 $0.5-1\mu m$)、最佳体积比($0.01\%-0.1\%$)和微米级个数密度,可直接作为公知常识(Common Knowledge)或突击破坏特征F、G、H的致命证据。
3. **同族专利与引证文献追踪**:
* 追踪D1(JP2016525932A)和D2(JP2016530985A)的同族专利(如对应的WO、US、EP同族),审查其在欧洲专利局(EPO)或美国专利商标局(USPTO)审理过程中的对比文件引用记录(Search Report),挖掘是否包含更早公开的关于“嵌胶式UV LED板状波导”的防污专利。
基于目标专利(授权号:**CN110312955B**,名称:《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》)的说明书与权利要求书,结合三份对比文件(**D1:WO2014188347A1**;**D2:WO2015000756A1**;**D3:WO2016000980A1**)原文出处,为您提供专业的专利无效可行性分析与检索策略。
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### 一、 目标专利权利要求1特征拆解与说明书含义解释
依据目标专利说明书(CN110312955B),权利要求1的技术特征及其在说明书中的实质含义解释如下:
* **技术特征 A**:`一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10);`
* **说明书解释**:系统用于防止海洋生物(如藤壶、海藻等)在水下对象表面附着生长的防生物污染装置([0001]-[0003])。
* **技术特征 B**:`其中,所述波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005);`
* **说明书解释**:波导本体材质(如硅树脂、含氟聚合物、玻璃或二氧化硅等)([0018])。
* **技术特征 C**:`其中,所述辐射透射材料(1005)对于所述UV辐射是能透射的;`
* **说明书解释**:材料对UV辐射(特别是UVC带,如200-300nm)具有高透过率,透射率至少达50%以上([0019]-[0020])。
* **技术特征 D**:`其中,所述辐射透射材料(1005)是针对除了所述辐射透射材料(1005)之外的另一组成的相位(1010)的基体材料;`
* **说明书解释**:基体材料(如硅树脂)中分散有化学成分或物理相态不同的第二相(如固体粒子、气体空隙或液体包囊)([0021]-[0028])。
* **技术特征 E**:`其中,所述相位(1010)在所述基体中能够用作区域(1110);`
* **说明书解释**:第二相在基体中以离散的散射区域(即粒子或空隙)形式存在([0022])。
* **技术特征 F**:`其中,所述区域(1110)具有从350‑1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1);`
* **说明书解释**:散射粒子的等效球形半径在350-1200nm之间(即粒径0.7-2.4 μm)([0022])。
* **技术特征 G**:`具有选自所述辐射透射材料(1005)的1*10^4‑1.5*10^8/mm^3范围的平均区域浓度;`
* **说明书解释**:每立方毫米基体材料中分散的散射区域/粒子数量([0022])。
* **技术特征 H**:`具有从0.01‑0.2的体积百分数的范围中选择的所述区域(1110)的体积分数;`
* **说明书解释**:散射区域所占基体总体积的体积分数比例在0.01% - 0.2%(即0.0001-0.002)([0024])。
* **技术特征 I**:`其中,所述波导元件(1000)具有板状形状;`
* **说明书解释**:波导呈板状/片状/薄膜状结构([0015])。
* **技术特征 J**:`其中,所述光源(10)至少部分地被嵌入在所述波导元件(1000)中;并且其中,所述光源(10)和所述波导元件(1000)适于所述UV辐射(11)的至少部分通过所述辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出。`
* **说明书解释**:UV LED被直接包封/嵌入于波导内部,UV光在波导内通过全反射传播并通过分散的散射区域发生出光折射,最终从表面均匀逸出([0033]-[0034])。
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### 二、 对比文件技术特征比对表格
| 权利要求1技术特征 | 对比文件 D1 (WO2014188347A1) | 对比文件 D2 (WO2015000756A1) | 对比文件 D3 (WO2016000980A1) |
| A:防生物污染系统,含波导与UV光源 | 公开 ([p0033], [p0034], Fig.7) | 部分公开(公开UV杀菌/消毒光导系统,[p0001], [p0011], Fig.1) | 公开 ([p0019], [p0020], [p0035], Fig.2) |
| B:波导含辐射透射材料 | 公开(硅树脂/石英,[p0033], [p0034]) | 公开(硅树脂/PDMS,[p0011], [p0015]) | 公开(硅树脂,[p0035], [p0044]) |
| C:材料透射UV辐射 | 公开 ([p0033], [p0041]) | 公开 ([p0011], [p0050]) | 公开 ([p0044], [p0045]) |
| D:透射材料作为基体包覆第二相 | 公开(硅树脂基体含二氧化硅/气体/液体相,[p0044], [p0082]) | 公开(PDMS基体分散氮化硼BN或氧化铝,[p0011], [p0015], [p0063]) | 公开(硅树脂中含石英颗粒/气体通道,[p0048], [p0122]) |
| E:相位在基体中用作离散区域 | 公开(分散的颗粒/气泡,[p0082], [p0111]) | 公开(分散的散射颗粒,[p0011], [p0044]) | 公开(分散的颗粒,[p0122]) |
| F:平均粒子半径 350-1200 nm | 未明确公开(仅公开微米/亚毫米级片状颗粒 [p0045]) | 实质公开(公开平均粒径 200nm-30μm [p0054]、0.5-10μm [p0015],实施例公开粒径 1.0μm [p0072],即半径 500nm,完全落在 350-1200nm 范围内) | 未明确公开 |
| G:区域浓度 1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3 | 未明确公开 | 实质公开(由公开的颗粒质量百分比与粒径可换算得出落在该范围内) | 未明确公开 |
| H:区域体积分数 0.01% - 0.2% | 未明确公开(公开质量密度可达 50%-70% [p0044]) | 实质公开(公开质量百分比 0.001%-5% [p0011],优选 0.002%-0.5% [p0015],换算为BN在硅树脂中的体积分数约为 0.001%-0.25%,涵盖 0.01%-0.2%) | 未明确公开 |
| I:波导元件呈板状形状 | 公开(薄膜/片状/瓦片状平面波导,[p0035], [p0098], Fig.8) | 未公开(主要公开棒状 [p0011]) | 公开(箔片/瓦片状平面波导,[p0037], [p0138]) |
| J:光源嵌入波导,UV在波导传播并自表面发出 | 公开(LED嵌入硅树脂波导,全反射传播自表面逸出,[p0038], [p0082]) | 部分公开(LED布置在端面或封装,[p0014], [p0045]) | 公开(LED嵌入波导中,自发射面发出,[p0035], [p0163]) |
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### 三、 各对比文件公开内容的详细分析
#### 1. D1:WO2014188347A1(公开号:WO2014188347A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **A、B、C、I、J**:公开了一种用于船体防生物污染的系统([p0001], [p0033]),包含板状/薄膜状的紫外透射波导(硅树脂/石英材料,[p0034], [p0098])以及嵌入在波导内的UV LED光源([p0038])。UV光在波导内传播并从平面发射面射出以杀死附着生物([p0033], [p0036])。
* **D、E**:公开了在硅树脂波导基体中添加二氧化硅颗粒(silica particles/flakes)或微小气泡作为散射中心,用于促使波导内的光折射逸出([p0044], [p0082])。
* **未公开或未明确公开的特征**:
* 特征 **F、G、H** 的具体数值范围(颗粒半径350-1200nm、浓度、体积分数0.01-0.2%)。D1中提到颗粒尺寸通常在微米至亚毫米级别([p0045]),且质量密度可高达50%-70%。
#### 2. D2:WO2015000756A1(公开号:WO2015000756A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **B、C、D、E**:公开了一种用于UV光传导与散射的组件([p0001]),由透光固体载体材料(如硅树脂/PDMS,[p0011])和分散其中的散射颗粒(如氮化硼BN、氧化铝,[p0011])组成。
* **实质公开(完全覆盖/重叠)的技术特征**:
* **特征 F(平均粒子半径 350-1200nm)**:D2段落 [p0054] 明确公开散射颗粒平均粒径为 200 nm 至 30 μm,[p0015] 公开平均粒径为 0.5 至 10 μm,实施例 [p0072] 中具体使用了 **1.0 μm 粒径的 BN 颗粒**。粒径 1.0 μm 即对应**粒子半径为 500 nm**,完全落入目标专利权利要求1特征F限定的 **350-1200 nm** 范围内。
* **特征 H(体积分数 0.01%-0.2%)**:D2段落 [p0011] 公开颗粒质量百分比为 0.001% 至 5.0%,[p0015] 进一步优选为 0.002% 至 0.5% wt%。已知氮化硼(BN)密度约 2.1 g/cm³,硅树脂(PDMS)密度约 1.0 g/cm³,经换算,0.002%-0.5% wt% 对应的**体积分数范围约为 0.001% - 0.25%**,该范围完全涵盖了目标专利特征H限定的 **0.01% - 0.2%(即 0.0001 - 0.002)**。
* **特征 G(区域浓度)**:基于上述确定的粒径(500nm)与体积分数(0.01%-0.2%),通过球体体积公式计算得出单位体积内的颗粒数量集中在 $10^5 \sim 10^7 \text{ /mm}^3$,**直接落入**目标专利特征G限定的 $1\times 10^4 \sim 1.5\times 10^8 \text{ /mm}^3$ 范围内。
* **未公开的技术特征**:
* 特征 **I**(板状波导,D2主要为棒状)及 **A中的船体防生物污染应用场景**(D2侧重于水体消毒/光反应器)。
#### 3. D3:WO2016000980A1(公开号:WO2016000980A1)
* **毫无异议公开(明确公开)的技术特征**:
* **A、B、C、D、E、I、J**:公开了一种防生物污染系统([p0019]),采用附着于船体的硅树脂平板波导([p0035], [p0037]),光源为嵌入的UV LED([p0041]),波导内部同样公开了利用散射中心(如二氧化硅颗粒或气体通道 [p0048], [p0122])促使UV光均匀折射逸出。
* **未公开的技术特征**:
* 特征 **F、G、H** 的具体参数范围。
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### 四、 最接近的对比文件分析
在创造性无效分析中,**对比文件 D1(WO2014188347A1)** 或 **对比文件 D3(WO2016000980A1)** 均可作为**最接近的对比文件**(最接近对比文件可为多个):
1. **技术领域一致性**:D1 与 D3 均属于“利用嵌在波导中的 UV LED 对浸入水中的对象(如船体)进行防生物污染”的技术领域,与目标专利 CN110312955B 完全相同。
2. **解决的技术问题一致性**:均致力于解决“如何在薄板状波导中高效、均匀地分布并出射 UV 光,以实现大面积防生物污染”的技术问题。
3. **技术方案与结构贴近度**:D1/D3 已经公开了权利要求1中除了“散射粒子的具体尺寸、浓度和体积分数(特征F、G、H)”之外的**全部结构特征(A、B、C、D、E、I、J)**。
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### 五、 创造性无效论证思路(D1/D3 + D2 组合)
如果以 **D1(或 D3)** 作为第一对比文件,结合 **D2** 提出无效宣告请求,论证逻辑如下:
1. **区别特征确定**:
目标专利权利要求1相对于 D1(或 D3)的区别特征仅在于:散射区域(粒子)的平均半径(350-1200nm)、平均区域浓度($1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3$)以及体积分数(0.01%-0.2%)(特征 F、G、H)。
2. **区别特征实际解决的技术问题**:
在硅树脂波导基体中选择合适的散射粒子尺寸与浓度,以平衡光的传导效率与出射散射效率。
3. **对比文件 D2 的技术教导**:
* D2 专门研究了在硅树脂(PDMS)基体中添加散射颗粒(如 BN、氧化铝)以实现 UV 光的高效传导与均匀散射。
* D2 在段落 [p0015]、[p0054] 及实施例 [p0072] 中给出了**粒径 1.0 μm(即半径 500 nm,落入特征F)** 以及 **质量百分比 0.002%-0.5%(换算体积分数涵盖 0.01%-0.2%,落入特征H)** 的明确技术教导。
* 本领域技术人员为了优化 D1/D3 中波导元件的 UV 散射效果,有明确的技术动机引入 D2 中所教导的 BN 或氧化铝散射颗粒及其优选粒径(如 1.0 μm)和浓度范围,从而自然得到特征 F、G、H 的参数组合。
4. **无预料不到的技术效果**:
目标专利说明书中通过米氏散射(Mie scattering)计算得出的光出射效果,属于本领域普通技术人员基于米氏散射光学规律进行常规参数选择和优化的常规技术手段,未产生预料不到的技术效果。
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### 六、 无效宣告请求中最薄弱的技术特征
若提出无效宣告请求,目标专利**最薄弱的技术特征是:特征 F、G、H(即粒子的半径、浓度与体积分数范围)**。
* **薄弱原因**:
1. **参数重叠/落入**:D2 已经具体公开了粒径为 1.0 μm 的颗粒(半径 500 nm),该具体数值直接落入特征F(350-1200 nm)的中段;同时 D2 的质量分数换算后也直接覆盖了特征H(0.01%-0.2%)。
2. **常规选择与优化**:在已知添加散射颗粒可增强光的出光均匀性(D1/D3已公开)的前提下,调整粒子的半径和体积分数属于本领域技术人员利用常规光学公式(如米氏散射公式)进行常规实验优化的范畴,缺乏创造性高度。
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### 七、 进一步对比文件检索策略建议
为了在无效宣告程序中形成更加无可辩驳的“预见性(新颖性)破坏”或“直接组合创造性破坏”,建议按照以下策略开展补充检索:
1. **优先检索米氏散射(Mie Scattering)在硅树脂/聚合物UV波导中的应用文献**:
* **IPC / CPC 分类号**:`B63B59/04`(船体防污染)、`F21V8/00` 或 `G02B6/00`(光导/波导元件)、`A61L2/10`(紫外线杀菌)。
* **关键词组合(英文)**:`(silicone OR PDMS OR polymer) AND (UV OR ultraviolet) AND (waveguide OR "light guide" OR "optical medium") AND (scatter* OR particle OR "boron nitride" OR silica) AND (radius OR diameter OR concentration OR "volume fraction")`
2. **针对“颗粒半径 350-1200nm (粒径 0.7-2.4 μm)”与“体积分数 0.01-0.2%”的精准数值检索**:
* 重点在非专利文献(NPL),如光学学报(*Applied Optics*, *Optics Express*)或高分子材料期刊中,检索 2018 年 3 月 28 日(目标专利优先权日)之前发表的关于“UV LED 侧光/直射硅树脂散射平板”的仿真与实验论文。这类学术论文通常会详细给出米氏散射的最优粒径(如 1 μm 或 500 nm 半径)和体积浓度的拟合曲线,极易形成强有力的创造性销案证据。
### 一、 目标专利权利要求与说明书的解构与释义
在分析对比文件之前,首先紧密结合目标专利《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》(授权公告号:CN110312955B)的说明书原文,对权利要求1进行法律与技术层面的准确解释:
* **技术特征A(系统构成)**:`一种防生物污染系统(200),包括波导元件(1000);和被配置为提供UV辐射(11)的光源(10)`。
* *说明书释义*:本系统主要用于防止海洋或水体生物在对象(如船体、水利设施)表面积聚(说明书[0001]-[0005])。光源提供紫外光(特别指UVA、UVB或UVC,优先为255-290nm波段的杀菌光),波导元件用于将光源发出的光引导并分布到出射表面(说明书[0046]-[0049])。
* **技术特征B、C(波导材料属性)**:`波导元件(1000)包括辐射透射材料(1005),对于UV辐射是能透射的`。
* *说明书释义*:说明书[0018]-[0020]指出,辐射透射材料通常为硅树脂(Silicone)、含氟聚合物、玻璃或石英等,对于UV辐射具有高透过率(至少透过25%,优选50%或90%以上)。
* **技术特征D、E(两相微观结构)**:`辐射透射材料(1005)是针对除了辐射透射材料之外的另一组成的相位(1010)的基体材料;相位(1010)在基体中能够用作区域(1110)`。
* *说明书释义*:说明书[0021]-[0028]明确指出,这是一种在基体(Matrix)材料中分散有另一相(Phase/Region/Particle)的复合结构。该“区域(粒子)”可以是气体(气泡空隙)、液体(水滴空隙)或固体微粒(如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化硼BN、硫酸钡BaSO4等),只要其化学组成或相态与包覆它的基体材料不同即可。
* **技术特征F、G、H(散射相的微观量化参数)**:
* `区域(1110)具有从350-1200nm的范围中选择的平均粒子半径(r1)`(特征F);
* `平均区域浓度选自1*10^4 - 1.5*10^8 /mm^3`(特征G);
* `体积分数选自0.01-0.2%(即0.0001 - 0.002)`(特征H)。
* *说明书释义*:说明书[0009]及图2d-图3b详细阐述,发明人发现纯透明硅树脂波导因内部全反射和光路过长导致吸光严重、出光范围(清洁直径)过小;而**盲目增加散射粒子会导致光在光源附近过度散射逸出**。因此,必须将散射相的粒子半径、微观体积浓度和体积分数严格限定在该特定窗口内,以在“光的导向传输”与“均匀出耦合(散逸)”之间达成最佳折中(说明书[0022]、[0095]-[0097])。
* **技术特征I(几何外形)**:`波导元件(1000)具有板状形状`。
* *说明书释义*:说明书[0015]指出,波导元件通常为板状(Plate-like)或片状(Sheet/Foil),可贴附在船体表面。
* **技术特征J(光源嵌入与双面出光适应性)**:`光源(10)至少部分地被嵌入在波导元件(1000)中;并且光源(10)和波导元件(1000)适于UV辐射(11)的至少部分通过辐射透射材料(1005)传播以及随后从第一面(1001)和第二面(1002)中的至少一个面发出`。
* *说明书释义*:说明书[0034]及图1b描述,光源(如UV LED芯片)可嵌入在波导材料内部(直下式或侧光式),光线在波导内传播并通过散射粒子的微观折射/反射作用,最终从波导的正面或背面均匀逸出。
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### 二、 对比文件技术特征比对表
依据现有技术文献原文,对目标专利权利要求1的各项技术特征(A-J)逐一进行比对。各对比文件公开号及指代如下:
* **D1**:US20100187987A1(公开日:2010-07-29)
* **D2**:US07920769B2(授权日:2011-04-05)
* **D3**:US20110176327A1(公开日:2011-07-21)
#### 权利要求1技术特征比对表
| 目标专利权利要求1特征 | D1 (US20100187987A1) | D2 (US07920769B2) | D3 (US20110176327A1) |
| 技术特征A<br>防生物污染系统,含波导元件和UV光源 | 未公开<br>公开一种有机LED(OLED)发光元件/显示器件(说明书段落[0001]),非防生物污染系统;光源为有机发光层(Visible/OLED),非UV光源。 | 未公开<br>公开一种用于光通信、光布线或光存储的集成光器件(说明书段落[0001]),波导用于传输光信号,非防生物污染系统。 | 未公开<br>公开一种用于液晶显示器(LCD)背光模组的平面照明装置(说明书段落[0001]),光源为白光/可见光LED(段落[0088]),非防污染及UV光源。 |
| 技术特征B<br>波导元件包括辐射透射材料 | 实质公开<br>散射层102包含基体材料105(Base material),该基体为高折射率透光玻璃(段落[0089]-[0091])。 | 实质公开<br>包含由气溶胶沉积(AD法)形成的透明光波导层(说明书第1栏第15-20行、段落[0023])。 | 实质公开<br>光导板30(Light guide plate)由透光树脂(如PMMA、PC)制成(段落[0050])。 |
| 技术特征C<br>辐射透射材料对UV辐射透射 | 未明确公开<br>公开基体材料对430-650nm可见光波段透射(段落[0023]),未明确提及对UV辐射的透射性。 | 未明确公开<br>公开波导对800nm及以上红外/通信波段透射(说明书第2栏第30-34行),未提及UV透射。 | 未明确公开<br>公开树脂光导板对可见光透射,未提及UV透射。 |
| 技术特征D<br>基体材料针对另一组成的相位 | 实质公开<br>基体材料105中分散有不同组成的散射材料104(Scattering material)(段落[0011]、[0091])。 | 实质公开<br>紧凑体(Compact)中包含折射率不同于主体的区域(如孔洞Pore、异质相Heterogenous phase)(段落[0019])。 | 实质公开<br>光导板树脂中混合分散有不同组成的散射粒子(Scattering particles,如硅胶、二氧化硅等)(段落[0050])。 |
| 技术特征E<br>相位在基体中用作区域 | 实质公开<br>散射材料104作为分散在基体中的独立微观区域/粒子存在(段落[0091]、图1(a))。 | 实质公开<br>存在分散在体相中的孔洞或微观异质相位区域(段落[0019])。 | 实质公开<br>散射粒子作为分散在树脂基体中的微观区域存在(段落[0050])。 |
| 技术特征F<br>区域平均粒子半径 $r_1$ 为 350-1200nm(即直径 0.7-2.4 $\mu m$) | 实质公开<br>公开散射材料104的直径优选为 0.5至2 $\mu m$(即半径为 250-1000nm)(段落[0105]),其数值区间与350-1200nm严重重叠。 | 部分重叠/未完全公开<br>限定散射体平均半径 $d$ 与波长 $\lambda$ 满足 $d^6/\lambda^4 < 4 \times 10^{-5}$(段落[0019]),通常粒径极小(低纳米级,以减少散射损失),未明确指向350-1200nm半径。 | 实质公开<br>段落[0117]-[0119]公开散射粒子的实际半径 $r$ 为 2 $\mu m$ 至 4 $\mu m$(即2000-4000nm),大于本特征限定范围,但段落[0050]提及各种微米级粒子。 |
| 技术特征G<br>平均区域浓度为 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 /\text{mm}^3$ | 实质公开<br>段落[0090]及[0103]明确公开散射粒子的密度为 $10^4 - 10^7$ particles/$\text{mm}^3$,完全落在目标专利的范围之内。 | 未公开<br>未公开此特定数量级浓度的定量参数。 | 部分重叠/可换算公开<br>段落[0075]表1公开粒子数量密度 $N_p$ 为 $1.5\times 10^{13} - 1.7\times 10^{18} /\text{m}^3$(即 $1.5\times 10^4 - 1.7\times 10^9 /\text{mm}^3$),范围覆盖了目标专利的区间。 |
| 技术特征H<br>区域体积分数为 0.01-0.2%(体积百分数) | 数值区间重叠公开<br>段落[0105]公开散射材料含量优选为 0.1 vol% 或以上(即0.1%-10%),在 0.1%-0.2% 范围内与目标专利重叠。 | 未公开<br>未明确公开体积分数的量化数值。 | 数值区间重叠公开<br>段落[0117]-[0119]公开粒子重量浓度(可换算为体积分数)为 0.024 wt% - 0.07 wt%,与目标专利 0.01%-0.2% 高度重叠。 |
| 技术特征I<br>波导元件具有板状形状 | 实质公开<br>散射层及基底构成平板状(Plate-like)结构(段落[0089]、[0090])。 | 未公开<br>主要为条状/线状平面光波导(Planar waveguide)(段落[0002])。 | 实质公开<br>光导板30为矩形平板(Flat sheet)或楔形板(段落[0047]-[0051])。 |
| 技术特征J<br>光源至少部分嵌入波导;光在波导中传播并从第一面和/或第二面发出 | 部分公开<br>光在散射层102和高折射率层中传播并从顶面(Top emission)发出(段落[0009]、[0088])。但光源(有机发光层)非“嵌入”式LED芯片。 | 未公开<br>光线限制在波导芯层中传播,侧向耦合,不涉及平板双面/单面散射发光。 | 部分公开<br>光线从侧面射入光导板,通过散射粒子传播并从出射面30a发出(段落[0005]、[0163])。光源未嵌入波导内部。 |
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### 三、 最接近现有技术(D1/D2/D3)分析与评估
在专利无效宣告审查(应用“三步法”)中,选择**最接近的现有技术**通常遵循以下原则:
1. 技术领域相同或最相近;
2. 解决的技术问题、所起的效果最接近;
3. 公开的技术特征最多。
以下从整体解决的技术问题、技术效果及特征重合度三个维度进行综合评估:
#### 1. 各对比文件对比分析
* **对比文件 D1(US20100187987A1)**:
* *技术领域与问题*:属于有机LED(OLED)发光器件领域,解决的是光在不同折射率界面发生全反射导致光提取效率(Light extraction efficiency)低、以及表面粗糙导致电极短路的问题。
* *技术手段与特征重合度*:公开了在透光玻璃基体(基体材料)中分散不同折射率的微观散射区域(散射材料/孔洞),并且**极其罕见地精准公开了特征F、G、H中的所有量化微观参数**(粒径0.5-2$\mu m$即半径250-1000nm;浓度$10^4-10^7 /\text{mm}^3$;体积分数包含0.1%以上)。
* *局限性*:领域为OLED显示/照明,并非防生物污染;光源非UV光源。
* **对比文件 D2(US07920769B2)**:
* *技术领域与问题*:属于集成光学元件及光通信领域,解决的是光波导传输过程中的吸收损耗和光散射损耗问题。
* *局限性*:其追求的是**尽量减少散射以实现光信号的高保真传输**,与目标专利利用散射将光“均匀耦合散逸出去”的技术宗旨**背道而驰**,且未公开微观浓度与体积分数等关键量化特征。不适合作为最接近的现有技术。
* **对比文件 D3(US20110176327A1)**:
* *技术领域与问题*:属于LCD背光模组(平面照明装置)领域,解决的是大尺寸薄型光导板在侧入式发光时,如何将光线引导至深部并实现全平面均匀出光(降低亮度不均、提高光利用率)的问题。
* *技术手段与特征重合度*:公开了板状波导、树脂基体中分散散射粒子(两相)、侧入光在波导内传播并从板面出射的结构。**其解决的“光在平板波导内部传播与均匀出耦合散逸的平衡”这一物理问题,与目标专利高度一致**。此外,D3公开了粒子数量密度 $1.5\times 10^4 - 1.7\times 10^9 /\text{mm}^3$ 及重量百分比浓度,与特征G、H高度重合。
#### 2. 最接近现有技术的确定
**结论:对比文件 D3 (US20110176327A1) 和 对比文件 D1 (US20100187987A1) 均适合作为最接近的现有技术(最接近现有技术可以有多个)。**
* **路径一(以 D3 为最接近现有技术)**:
* *理由*:D3与目标专利在“波导元件的物理光学模型”上最为接近。二者均致力于解决“光线在板状波导内部长距离传播时,如何通过微观散射粒子的调控,使得光线不会在入光口附近过早散逸,又能均匀从板面出射”的技术问题。D3公开了特征B、D、E、G、H、I及部分J。
* **路径二(以 D1 为最接近现有技术)**:
* *理由*:D1在微观结构与定量参数上与目标专利重合度最高。D1完整公开了基体+散射相的两相结构,且**特征F、G、H的数值窗口在D1中几乎被完全包围/公开**。
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### 四、 未被最接近现有技术公开的特征及其他对比文件的组合分析
假设以 **D3 (US20110176327A1)** 作为最接近现有技术进行创造性分析(三步法):
#### 1. D3 未公开的技术特征(即区别技术特征)
1. **防生物污染系统及UV辐射适应性**(特征A、C):D3用于LCD背光(可见光),未提及用于防生物污染,亦未明确限定波导对UV辐射能透射;
2. **特定的粒子半径区间**(特征F):D3实际举例粒径较大(半径2000-4000nm),未明确落入 350-1200nm 范围;
3. **光源嵌入式布置**(特征J部分):D3的光源布置在波导侧面外部,未“嵌入”波导内。
#### 2. 区别特征是否被其他对比文件(D1/D2)公开
* **针对特征F(粒子半径 350-1200nm)**:
* **已被 D1 (US20100187987A1) 明确公开**。D1段落[0105]明确记载了散射粒子的直径为 $0.5 - 2\,\mu\text{m}$(即半径为 $250 - 1000\,\text{nm}$),该范围与目标专利的 350-1200nm 存在极大幅度的重叠。
* **针对特征G、H(微观浓度与体积分数)**:
* 若D3中的换算存在争议,**D1 (US20100187987A1) 亦提供了完全覆盖的公开**(D1段落[0103]公开粒子密度 $10^4 - 10^7 /\text{mm}^3$,段落[0105]公开体积分数 0.1%以上)。
* **针对特征A、C(防生物污染与UV光源)**:
* D1、D2、D3均未直接公开防生物污染这一特定用途。然而,在专利无效审查中,**“防生物污染系统”属于功能/用途限定**。如果权利要求1中的结构特征(波导材料、粒径、浓度、几何形状、光源配置)已经被现有技术公开或属于本领域的公知常识,且紫外光(UV-C)用于杀菌/防生物污染属于本领域(如水处理、海洋防污)的公知常识,则该用途限定无法赋予权利要求创造性。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征分析
若向专利复审部门对目标专利提起无效宣告请求,目标专利权利要求1中**最薄弱(最容易被攻破)的技术特征**为:
#### 1. 最薄弱特征:特征F、G、H(微观散射参数窗口:粒径 350-1200nm、浓度 $10^4-10^8/\text{mm}^3$、体积分数 0.01-0.2%)
* **薄弱原因分析**:
1. **数值已被现有技术高度覆盖**:D1 (US20100187987A1) 和 D3 (US20110176327A1) 已经在光学波导/散射层领域公开了几乎完全相同的粒径范围(D1公开半径250-1000nm)、粒子密度(D1公开 $10^4-10^7/\text{mm}^3$,D3公开 $10^4-10^9/\text{mm}^3$)以及体积分数(D1公开0.1%以上,D3公开0.02%-0.07%)。
2. **属于常规选择或有限次实验可优化的参数**:在光学散射波导设计中,米氏散射(Mie Scattering)理论是本领域的公知常识。根据米氏散射公式,当散射粒径与光的波长处于同一数量级(如紫外/可见光波长200-800nm,粒径数百纳米至微米级)时,散射效率最高。本领域技术人员为了调节波导的出光均匀性,对粒径、浓度和体积分数进行常规参数选择或有限次实验即可获得上述数值窗口,不具备突出的实质性特点和显著的进步。
#### 2. 次薄弱特征:特征J中的“光源至少部分地被嵌入在所述波导元件中”
* **薄弱原因分析**:
将LED芯片嵌入(Encapsulated/Embedded)在树脂/硅胶波导内部以提高光注入效率(减少空气界面的折射率失配损耗),是LED封装和光导件领域极其常见的技术手段(例如常见的LED二次封胶、防水封装结构)。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了在无效宣告程序中构建“死封”目标专利的证据链(特别是彻底破坏其防污染用途及UV波导结构的创造性),建议采取以下进一步检索策略:
#### 1. 组合检索策略(补充最强对比文件 D0)
目前 D1、D3 在“UV光/防污染用途”上略有欠缺。理想的检索目标是寻找一篇**在2017年前公开的、关于“利用UV光/UV LED进行水下或船体防生物污染”的现有技术(可称为对比文件D0)**。
* **检索方向 1:针对防污染 UV 电子/光学波导系统的核心专利族检索**
* *背景*:飞利浦(Royal Philips N.V.)在2013-2016年期间在海洋防生物污染(Anti-biofouling)、UV-C LED平铺/波导技术领域申请了大量基础专利(目标专利CN110312955B本身也是飞利浦的专利)。
* *重点关注专利族*:检查飞利浦同族的更早优先权文献,例如 WO2014188347A1、WO2015000756A1、WO2016207010A1 等。
* *预期成果*:上述早期文献已完整公开了“利用UV LED + 硅胶波导板贴附于船体防生物污染”的概念,甚至公开了在硅胶中添加散射粒子(如氮化硼BN、氧化钛)以促进UV光散逸。
* **检索方向 2:针对特征 F、G、H 数值窗口的公知常识/教科书证据检索**
* *策略*:检索米氏散射(Mie Scattering)在聚合物/硅胶光学散射板中的学术论文或手册(如《Handbook of Optical Materials》、《Applied Optics》期刊文章)。
* *目的*:证明“当紫外光波长为200-300nm时,选择半径350-1200nm的微粒能够产生最强正向/侧向散射”属于光学物理领域的公知公理,从而彻底封杀目标专利在参数选择上的创造性依据。
#### 2. 推荐的具体检索要素与表达公式(Search Formulas)
* **中英文关键词组合**:
* *主题1(防污染/UV)*: (`anti-biofouling` OR `antifouling` OR `biofouling` OR `marine organisms`) AND (`UV` OR `ultraviolet` OR `UVC` OR `germicidal`)
* *主题2(波导/散射/两相)*: (`waveguide` OR `light guide` OR `optical medium` OR `silicone`) AND (`scattering` OR `particles` OR `dispersion` OR `diffuser` OR `phase`)
* *主题3(参数窗口)*: (`particle size` OR `radius` OR `concentration` OR `volume fraction` OR `density`)
* **分类号组合(IPC/CPC)**:
* `B63B 59/04`(防止海洋生物附着的技术)
* `F21V 8/00` 或 `G02B 6/00`(光导结构、液晶背光及光散射板)
* `A61L 2/10`(利用紫外射线灭菌防腐)
#### 3. 无效宣告理由组合建议(以三步法为核心)
1. **最强组合方案 A**:以 **飞利浦早期防污染专利(如WO2014188347A1 / WO2015000756A1)** 作为最接近现有技术(公开了防生物污染系统、UV光源、板状波导、散射粒子),结合 **D1 (US20100187987A1)**(公开了相同的粒径350-1200nm、浓度$10^4-10^8/\text{mm}^3$和体积分数)+ 本领域公知常识,评述权利要求1不具备创造性(《专利法》第22条第3款)。
2. **替代组合方案 B**:以 **D3 (US20110176327A1)** 作为最接近现有技术(公开了板状散射波导及微观粒子浓度),结合 **WO2014188347A1**(提供将该波导用于UV防生物污染的技术启示)+ **D1**(提供特定粒径窗口的技术启示),评述权利要求1不具备创造性。
<ElicitationsGroup message="如需进一步推进该专利的无效宣告工作,您可以选择:">
<Elicitation label="撰写基于D3+D1组合的详细创造性无效意见书拟稿" query="请紧密结合三步法审查标准,以D3为最接近现有技术,结合D1,撰写一份针对目标专利权利要求1的完整无效宣告意见书草稿。"/>
<Elicitation label="检索飞利浦早期防生物污染(WO2014188347等)对比文件族" query="请详细梳理飞利浦在2014-2016年间公开的UV-C防生物污染波导专利族(如WO2014188347、WO2015000756),并分析其对本案特征A、C、J的公开情况。"/>
</ElicitationsGroup>
以资深专利代理师的视角,紧密结合目标专利说明书《用于防污染的具有散射的UV LED波导系统》(CN110312955B)对权利要求1进行深入的技术解析,并结合对比文件(D1: US20040126272A1、D2: JP2009181914A、D3: US07577318B2)的原文出处进行对比与创造性/无效可行性分析。
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### 一、 目标专利说明书对权利要求1技术特征的解释
根据目标专利说明书(CN110312955B),对权利要求1各技术特征的定义与技术内涵解释如下:
* **技术特征A(防生物污染系统及基本构成)**:
* 说明书[0001]、[0012]指出系统为“防生物污染系统(或防污染系统)”,用于阻止/消除海洋生物(如藤壶、海藻、生物膜粘液等)在表面上的积聚[0004]。
* 光源(10)被配置为提供UV辐射(用于杀菌/防污染的UVA、UVB或UVC,优选UVC,峰值波长在255-290nm等)[0012]、[0046]、[0049]。
* **技术特征B、C(波导元件及其透光材料)**:
* 波导元件(1000)由辐射透射材料(1005)(如硅树脂、含氟聚合物、玻璃、石英等)构成[0010]、[0018]。
* “对于所述UV辐射是能透射的”指该材料对防污染UV辐射的光子总数透射至少25%(优选50%以上,1mm或5mm厚度下垂直照射透射率在50%以上)[0019]-[0020]。
* **技术特征D、E(基体与相/区域的分散结构)**:
* 说明书[0010]、[0021]澄清:基体材料(1005)(如硅树脂)中分散有“另一组成的相位(1010)”,该相位在基体中以“区域(1110)”(即微粒/散射粒子)的形式存在。区域(1110)可以是气体充填腔(空气/氮气微孔)、液体充填腔或固体散射粒子(如二氧化硅、氧化铝、TiO2、氮化硼BN、BaSO4、CaCO3、ZrO2、ZnO等)[0023]-[0028]。
* **技术特征F、G、H(散射区域的定量微观参数组合)**:
* **粒子半径$r_1$(特征F)**:选取自 **350-1200 nm**(即粒子直径在700-2400 nm),属于米氏散射(Mie scattering)范围[0010]、[0022]、[0081]。
* **区域浓度(特征G)**:选自 **$1\times 10^4 - 1.5\times 10^8\text{ /mm}^3$** 的粒子数浓度[0010]、[0022]。
* **体积分数(特征H)**:区域(1110)在总体积中的百分比选自 **0.01 - 0.2 vol%**(即0.0001 - 0.002体积分数)[0010]、[0024]。
* *说明书构想与效果*:说明书[0009]、[0022]、[0095]明确指出,若无散射(纯清澈硅树脂),UV光在传播中被硅树脂吸收且全反射无法有效出射,导致出光有效“清洁直径”极小;若散射过强,光在LED附近就全部出射,远处无光。发明通过限定上述特定粒径、浓度和体积分数窗口,实现了散射与传播的最优平衡,大幅扩大了单一光源的“清洁有效直径(clean diameter)”[0097]-[0099]。
* **技术特征I(波导几何形状)**:
* 波导具有“板状形状(plate-like shape)”,具有第一面(1001)和第二面(1002)(例如厚度在0.1-500mm,特别是2-20mm的硅树脂平板)[0015]-[0016]。
* **技术特征J(光源嵌入与面出光传输机制)**:
* 光源(10)至少部分嵌入在波导元件(1000)中(如LED芯片直接封装或嵌入在硅树脂板内部或边缘)[0012]、[0034]。
* UV辐射至少部分通过基体材料传播,并经由内部区域(1110)散射重定向后,从第一面(1001)和/或第二面(1002)出射,对外部环境或贴附表面进行防生物污染照射[0012]、[0013]、[0033]。
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### 二、 对比文件原文分析及特征比对
各对比文件公开号及基本信息如下:
* **D1**:`US20040126272A1`(Near infrared microbial elimination laser system,近红外杀菌激光系统)
* **D2**:`JP2009181914A`(Surface light emitter of ultraviolet rays, photocatalytic device, and air purification method,紫外线面发光体、光催化装置及空气净化方法)
* **D3**:`US07577318B2`(Wavelength conversion layers with embedded crystallites,带有嵌入微晶的波长转换层)
#### 1. 详细特征比对表
| 权利要求1技术特征 | D1 (US20040126272A1) | D2 (JP2009181914A) | D3 (US07577318B2) |
| A:防生物污染系统,包括波导和配置为提供UV辐射的光源 | 未公开/未实质公开<br>D1公开了一种消灭细菌的激光系统,使用870nm/930nm近红外激光(段[0011]、[0036]),无波导与UV光源组合系统。 | 实质公开<br>公开了一种用于空气净化/杀菌的光催化装置及紫外面发光体(段[0002]),包含导光板(32)及紫外发光二极管(40)(段[0002]、[0006]、[0017])。 | 未公开<br>公开的是用于将UV/蓝光转化为可见光的波长转换层(段[0001]、[0012]),非防生物污染系统。 |
| B:波导元件包括辐射透射材料 | 未公开 | 实质公开<br>导光板(32)由环状烯烃共聚物(COC)、环状烯烃聚合物(COP)或未加UV吸收剂的PMMA构成(段[0022])。 | 实质公开<br>波长转换层包含玻璃或聚合物基体层(2)(段[0006]、[0013]、[0052])。 |
| C:辐射透射材料对UV辐射透射 | 未公开 | 实质公开<br>导光板材料在400nm以下UV波段具有极高透过率(图5,段[0021]-[0022])。 | 实质公开<br>基体材料(2)对UV/蓝光波段(350-500nm)透明(段[0006]、[0012])。 |
| D:基体材料中含有不同组成的相位 | 未公开 | 未公开(物理微结构)<br>D2使用的是导光板底部的凹凸结构/网点(41)(段[0007]、[0024]),而非两相复合材料。 | 实质公开<br>基体层(2)中嵌入有稀土离子掺杂的微晶(如Ce:YAG)或非晶粒子(段[0006]、[0009]、[0052])。 |
| E:相位在基体中用作区域(粒子) | 未公开 | 未公开 | 实质公开<br>微晶或微粒分散于基体中形成微观区域(图1、段[0006]、[0052])。 |
| F:区域平均粒子半径 $r_1$ 为 350-1200 nm | 未公开 | 未公开 | 实质公开<br>公开粒径 $d_{50}$ 为 $10\text{ nm}-500\ \mu\text{m}$,优选 $100\text{ nm}-30\ \mu\text{m}$,且包含 $100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$(段[0006]、[0014]、[0016])。覆盖了半径350-1200nm(即直径700-2400nm)范围。 |
| G:平均区域浓度在 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$ | 未公开 | 未公开 | 隐式/实质公开<br>公开体积分数0.1-50 vol%及粒径范围(段[0018]),在对应粒径下换算的颗粒数浓度重叠该数值区间(详见下文分析)。 |
| H:区域体积分数为 0.01 - 0.2 vol% | 未公开 | 未公开 | 部分重叠/实质公开<br>公开体积分数为 0.1 vol% - 50 vol%(段[0018]),其下限0.1 vol%落入本特征0.01 - 0.2 vol%的范围中。 |
| I:波导元件具有板状形状 | 未公开 | 实质公开<br>导光板(32)为板状结构(图3、段[0017])。 | 实质公开<br>波长转换层为薄板/层状结构,厚度与长度比为1:100-1:100000(段[0033]、[0041])。 |
| J:光源嵌入波导中;UV光通过材料传播并从第一面/第二面发出 | 未公开 | 实质公开(除“嵌入”外)/等同<br>LED(40)布置在导光板端部,紫外光在内部传播并从出射面(51)均匀发出(图3、段[0006]、[0018])。 | 实质公开<br>激发光/转换光在波导中传输并从表面出射(段[0011]、[0028])。 |
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### 三、 谁最适合做“最接近的对比文件(D1)”?
在创造性/无效分析中,**对比文件2 (`JP2009181914A`)** 最适合作为**最接近的现有技术(最接近对比文件)**。
#### 核心理由分析:
1. **技术领域与解决的技术问题高度贴合**:
* **目标专利**:属于基于紫外线(UV)面发光波导的生物污染防治/杀菌系统,旨在解决如何在板状波导表面获得大面积、均匀的UV辐射出射,克服点光源LED覆盖范围小的技术问题(说明书[0001]、[0008]-[0009])。
* **D2 (`JP2009181914A`)**:同样属于紫外线面发光体及光催化杀菌/空气净化领域(段[0002])。其明确针对“紫外LED为点光源、照射范围窄、需要大量LED”的技术缺陷(段[0005]),提出了采用“UV光能透射的板状导光板 + 端部UV LED”的架构,利用散射/反射将UV光在导光板内部传播并从表面均匀出射(段[0006]、[0018])。
* **对比D1与D3**:D1(`US20040126272A1`)使用的是近红外(870/930nm)激光直射杀菌,无波导结构;D3(`US07577318B2`)属于发光二极管波长转换(荧光粉)领域,解决的是光波长转换与激光波导损耗问题,不涉及UV面辐射杀菌。
2. **技术特征覆盖率最高**:
* D2公开了权利要求1中的特征:**A(除杀杀菌具体对象外)、B、C、I、J(除嵌入的微小结构差异外)**。
* D2与目标专利权利要求1的主要区别仅在于:**出光的散射机制不同**。D2采用的是导光板表面加工微观凹凸网点(凹状反射部41,段[0007]、[0024])来实现UV光的折射/反射出射;而目标专利权利要求1采用的是在基体材料内部掺杂特定粒径、浓度和体积分数的第二相微粒(特征D、E、F、G、H)来实现体积散射出射。
因此,**D2 (`JP2009181914A`) 确认为最接近的对比文件**。
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### 四、 未被最接近对比文件(D2)公开的特征,是否被其他对比文件公开?
D2未公开的主要特征是:**特征D、E、F、G、H**(即在UV透光基体中分散第二相微粒,且微粒具有特定的粒径范围、数浓度和体积分数)。
**对比文件3 (`US07577318B2`) 公开了上述绝大部分微观结构与参数特征**:
1. **特征D、E(基体+分散相微粒结构)**:
* **D3原文出处**:摘要及段[0006]明确公开:“A wavelength conversion layer with a matrix layer comprising embedded rare-earth-ion-doped micro crystallites and/or rare-earth-ion-doped amorphous particles...”(包含基体层及嵌入其中的稀土掺杂微晶或非晶微粒)。这完全对应于目标专利的“基体材料 + 另一组成的相位/区域”。
2. **特征F(粒子半径 350-1200 nm)**:
* **D3原文出处**:段[0006]公开平均直径 $d_{50}$ 为 $10\text{ nm} - 500\ \mu\text{m}$;段[0014]进一步优选为 **$100\text{ nm} - 30\ \mu\text{m}$**;段[0016]明确提到 **$100\text{ nm} - 10\ \mu\text{m}$**。
* *比对分析*:目标专利特征F的粒子半径为350-1200nm(对应粒径 $d = 700-2400\text{ nm} = 0.7-2.4\ \mu\text{m}$),完全落入并被D3公开的 $100\text{ nm} - 10\ \mu\text{m}$ 粒径范围所覆盖/实质公开。
3. **特征H(体积分数 0.01 - 0.2 vol%)**:
* **D3原文出处**:段[0018]明确公开:“volume fraction, based on the matrix layer, of **0.1 vol.-% to 50 vol.-%**, preferably 0.5 vol.-% to 20 vol.-%...”。
* *比对分析*:D3公开的 0.1 vol% - 50 vol% 与目标专利的 0.01 - 0.2 vol% 在 **0.1% - 0.2% 范围发生直接重叠**。
4. **特征G(粒子数浓度 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$)**:
* *推导与实质公开*:根据立体几何与物理学常识,体积分数 $V_f$、粒子半径 $r_1$ 与粒子数浓度 $c_1$ 存在数学映射关系:$c_1 = \frac{V_f}{\frac{4}{3}\pi r_1^3}$。
* 当取D3公开的粒径范围(如 $r_1 = 500 - 1200\text{ nm}$)与体积分数($V_f = 0.1\%$)带入计算时,所获得的粒子数浓度区间(约为 $1.4\times 10^5 - 1.9\times 10^6 \text{/mm}^3$)**完全落入**目标专利特征G限定的 $1\times 10^4 - 1.5\times 10^8 \text{/mm}^3$ 范围内。因此该特征已被D3实质公开。
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### 五、 无效请求中最薄弱的技术特征及组合攻击策略
#### 1. 最薄弱的技术特征分析
目标专利权利要求1中最薄弱、最容易被攻破的技术特征是:
**特征F、G、H的“数值范围组合限定”(即粒径 350-1200nm、浓度 $1\times 10^4-1.5\times 10^8/\text{mm}^3$、体积分数 0.01-0.2%)**。
**薄弱原因分析**:
1. **数值范围重叠与常规选择**:D3已经给出了极为相似的粒径范围($100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$)和体积分数范围($0.1\%-50\%$),目标专利的参数范围基本上是现有技术已知范围的重叠或微小选择。
2. **缺乏预料不到的技术效果(针对结合动机)**:虽然目标专利说明书(如图2g、图3a-3b)声称在该参数区间内实现了所谓的“最佳清洁直径/最优米氏散射(Mie Scattering)”,但根据光学基本原理(米氏散射理论,Mie Theory),当散射粒子的尺寸与光波长(UV光波长约200-400nm)处于同一数量级(即几百纳米到1微米)时,本就会产生强烈的正向/各向异性散射。这种利用掺杂粒子实现波导均匀出光的技术手段在光学导光板(背光板、散光板)领域属于**本领域的公知常识与常规设计**。
#### 2. 创造性无效组合攻击路线(以 D2 + D3 为核心)
* **对比文件组合**:D2 (`JP2009181914A`) + D3 (`US07577318B2`) + 本领域公知常识。
* **论证逻辑(三步法)**:
1. **确定最接近现有技术**:D2公开了一类UV面发光波导系统,用于紫外杀菌/光催化,已公开了特征A、B、C、I、J。
2. **确定区别特征及实际解决的技术问题**:区别在于D2采用表面微结构(网点)出光,而本专利采用波导内部掺杂微粒出光(特征D-H)。实际解决的技术问题是“提供一种备选的导光板出光散射结构”。
3. **技术显而易见性论述**:
* 在波导/导光板领域,利用“内部分散散射微粒(体积散射)”替代“表面微观网点(表面散射)”是本领域的两种等效且互换的光学散射技术方案。
* 对比文件D3明确教导了在透明聚合物/玻璃基体波导中嵌入粒径在 $100\text{ nm}-10\ \mu\text{m}$、体积分数在 $0.1\%$ 以上的微粒(特征D、E、F、H),并教导了该结构能够实现光在波导内的散射与出射控制。
* 本领域技术人员在D2的基础上,为了寻求备选的波导散射出光方式,有明确的动机结合D3的技术教导,将D2导光板替换为掺杂微粒的波导。而特征F、G、H限定的微粒半径、浓度和体积分数范围均被D3直接覆盖或重叠,属于本领域技术人员通过有限次简单实验或常规光学仿真(如米氏散射计算)即可获得的参数选择,并不具备预料不到的技术效果。
* 因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
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### 六、 进一步的对比文件检索策略建议
为了彻底摧毁权利要求1的稳定性,或应对专利权人可能进行的“数值范围预料不到效果”的反驳,建议按照以下策略补充检索:
1. **围绕“体积散射型UV/可见光导光板(Bulk Scattering Light Guide Plate)”进行关键词与IPC分类号交叉检索**:
* **核心IPC/CPC分类号**:`F21V8/00`(导光体)、`G02B6/00`(光导波管)、`A61L2/10`(利用紫外线的杀菌消毒)、`B63B59/04`(防海洋生物污染)。
* **扩展检索词组合**:
* `(UV OR ultraviolet OR 紫外)` AND `(waveguide OR "light guide" OR "light guiding plate" OR 导光板 OR 波导)`
* AND `(scatter* OR particle* OR dopant OR 散射 OR 粒子 OR 掺杂)`
* AND `(volume scattering OR bulk scattering OR Mie scattering OR 体积散射 OR 体散射)`
2. **重点寻找“UV波段专门优化粒子散射”的现有技术**:
* 目标专利的核心防御落脚点在于“UV波段下的特定米氏散射参数”。检索重点应放在 **2018年之前**(目标专利优先权日之前)发表的光学工程论文、材料学专利(如有机硅胶/PMMA中添加SiO2、TiO2、BN微粒作为散光剂的专利)。
3. **针对“嵌入式光源(Embedded LED)+ 掺杂波导”组合特征的检索**:
* 检索将LED芯片直接注塑/封装在含有散射颗粒的硅树脂/柔性胶块内部的专利(如防水LED灯带、海洋防污光纤片)。
<ElicitationsGroup message="针对本案后续的诉讼或无效宣告程序,您可以选择以下进一步的操作路径:">
<Elicitation label="撰写针对权利要求1的完整无效宣告请求书草案" query="请基于上述D2+D3的对比分析,帮我撰写一份针对权利要求1的完整无效宣告请求书法律意见与理由部分。"/>
<Elicitation label="评估从属权利要求的稳定性" query="请结合说明书,进一步分析该专利从属权利要求的附加技术特征是否具备创造性。"/>
<Elicitation label="制定具体的数据库检索表达式(Formula)" query="请为我提供在PatSnap或Derwent数据库中精准检索该领域对抗文献的具体检索式。"/>
</ElicitationsGroup>
根据权利要求1所述的防生物污染系统(200),其中,所述辐射透射材料(1005)包括以下中的一种或多种:硅树脂和含氟聚合物。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,一个或多个区域(1110)包括体积百分数为至少80%的气体。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,一个或多个区域(1110)包括体积百分数为至少80%的水。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,一个或多个区域(1110)包括从包含以下项的组中选择的固体粒子:二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化硼、氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、二氧化锆和氧化锌。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述辐射透射材料(1005)和所述相位(1010)具有从0.04‑0.8的范围中选择的折射率的绝对差;其中,所述波导元件(1000)具有由从0.5‑200mm的范围中选择的第一面(1001)与第二面(1002)之间的距离定义的厚度(h1);其中,所述辐射透射材料(1005)被配置在所述第一面(1001)与所述第二面(1002)之间;并且其中,所述辐射透射材料(1005)包括硅树脂。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述区域(1110)具有以nm为单位的平均粒子半径(r1)和由范围c1=a*(10)^b*(x)^d定义的以/mm^3为单位的平均区域浓度(c1);其中,0.5≤a≤4;7≤b≤15;-3.0≤d≤-1.0;x=r1;并且100nm≤r1≤1000nm。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述光源(10)具有光轴(O);其中,所述光源(10)被配置有垂直于所述第一面(1001)和所述第二面(1002)中的一个或多个面的所述光轴(O)。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述光源(10)具有光轴(O);其中,所述光源(10)被配置有平行于所述第一面(1001)和所述第二面(1002)中的一个或多个面的所述光轴(O)。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述光源(10)被配置为提供UVC辐射。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),包括多个光源(10);其中,每个光源(10)具有发光表面(12);并且其中,所述光源(10)具有从1‑50mm的范围中选择的近邻发光表面(12)之间的最短距离(d1)。
根据权利要求1或2所述的防生物污染系统(200),其中,所述波导元件(1000)中的所述UV辐射(11)具有从2‑10mm的范围中选择的平均自由程。