BPatG Beschluss vom 23.01.2001 – 23 W (pat) 5/99

BUNDESPATENTGERICHT

23 W (pat) 5/99

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

23. Januar 2001

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

betreffend die Patentanmeldung 195 09 864.1-33

…

hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 23. Januar 2001 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dr. Beyer sowie der Richter Dr. Meinel, Dr. Gottschalk und der

Richterin Tronser 6.70

beschlossen:

Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluß des Deutschen Patentamts – Prüfungsstelle für Klasse H 01 L – vom

20. Oktober 1998 aufgehoben. Das Patent 195 09 864 wird mit

folgenden Unterlagen erteilt:

Patentansprüche 1 bis 3, Beschreibung Seiten 1, 1a, 2, 5 und 6 in

der in der mündlichen Verhandlung überreichten Fassung

Beschreibung Seiten 3, 4 und 7 und Zeichnung Fig 1 bis 3 in der

angemeldeten Fassung.

Anmeldetag: 17. März 1995

G r ü n d e

I.

Die Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen Patentamts hat die am

17. März 1995 mit der Bezeichnung "Verfahren zur Alterung von lichtemittierenden

Dioden" eingereichte Patentanmeldung durch Beschluß vom 20. Oktober 1998

zurückgewiesen.

Zur Begründung ist ausgeführt, daß der Gegenstand des mit Schriftsatz vom

27. Dezember 1995 eingereichten Patentanspruchs 1 gegenüber dem Stand der

Technik nach der deutschen Patentschrift 21 58 681 nicht auf einer erfinderischen

Tätigkeit beruhe.

Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Anmelderin.

Sie verfolgt ihr Schutzbegehren mit den in der mündlichen Verhandlung überreichten Patentansprüchen 1 bis 3 nebst angepaßter Beschreibung weiter und

vertritt die Auffassung, daß der Gegenstand des neugefaßten Patentanspruchs 1

gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik, einschließlich der von ihr in

der Beschreibungseinleitung zum Stand der Technik noch genannten US-

Patentschrift 4 780 731 und der europäischen Offenlegungsschrift 0 407 065,

patentfähig sei.

Die Anmelderin beantragt,

den Beschluß des Deutschen Patentamts - Prüfungsstelle für

Klasse H01L - vom 20. Oktober1998 aufzuheben und das Patent

195 09 864 mit folgenden Unterlagen zu erteilen: Patentansprüche 1 bis 3 und Beschreibung Seiten 1, 1a, 2, 5 und 6 in der in der

mündlichen Verhandlung überreichten Fassung, Beschreibung

Seiten 3, 4 und 7 sowie Zeichnung Figuren 1 bis 3 in der angemeldeten Fassung.

Die geltenden Patentansprüche 1 bis 3 lauten:

"1. Verfahren zur Alterung von lichtemittierenden Dioden (LED) mit folgenden

Schritten:

-

Erwärmen der lichtemittierenden Dioden (LED) auf eine Temperatur zwischen 350°C und 500°C mit einem Betrieb der lichtemittierenden Dioden

(LED) während der Erwärmung, und

-

Verweilen der lichtemittierenden Dioden (LED) bei der Temperatur für mindestens eine Stunde,

indem

-

-

-

den lichtemittierenden Dioden (LED) maximal zulässige Stromstöße zugeführt werden,

eine Umgebungstemperatur von etwa 100°C vorherrscht, und

den lichtemittierenden Dioden (LED) zusätzlich durch Strahlungsimpulse

Energie zugeführt wird.

2. Verfahren zur Alterung nach Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden, die in einem LED-Array (LA) angeordnet sind.

3. Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 für lichtemittierende Dioden

(LED) eines Zeichengenerators eines elektrografischen Druck- oder Kopiergeräts."

Wegen der weiteren Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.

II.

Die frist- und formgerecht erhobene Beschwerde ist zulässig und auch begründet;

denn die Lehre des geltenden Patentanspruchs 1 ist durch den nachgewiesenen

Stand der Technik nicht patenthindernd getroffen.

1. Die geltenden Patentansprüche 1 bis 3 sind zulässig, denn der geltende Patentanspruch 1 vereinigt in sich die Merkmale der ursprünglichen Ansprüche 1 und 3

und die geltenden Patentansprüche 2 und 3 entsprechen inhaltlich - in dieser Reihenfolge - den ursprünglichen Ansprüchen 4 bzw 5.

2. Nach den Angaben in der geltenden Beschreibung nimmt die Strahlungsleistung lichtemittierender Dioden aufgrund von Alterungsprozessen mit der Betriebszeit exponentiell ab (Seite 3, Absatz 3), wobei sie in den ersten 150 Betriebsstunden ziemlich stark von 100% auf 85% und in den nachfolgenden 350 Betriebsstunden nur noch geringfügig auf etwa 83% abfällt (Seite 5, Absatz 2 zur Kennlinie

A1 in Fig 2). Diese alterungsbedingte Abnahme der Strahlungsleistung ist

besonders nachteilig bei elektrografischen Druck- und Kopiergeräten, bei denen

zu Belichtungszwecken eine Vielzahl lichtemittierender Dioden in Zeilenform angeordnet ist (Seite 1, Absatz 1 bis Seite 3, Absatz 3). Denn die Standardabweichung 5 - dh die Streuung der Strahlungsleistung der lichtemittierenden Dioden -

erhöht sich hier nach den ersten 2000 Betriebsstunden von etwa 13% auf etwa

18% (Seite 5, Absatz 3 zur Fig 3, Kennlinie A2).

Dem Anmeldungsgegenstand liegt als technisches Problem daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Alterung von lichtemittierenden Dioden aufzuzeigen, mit

dessen Hilfe eine Anfangsalterung von lichtemittierenden Dioden auf schnelle Art

und Weise möglich ist (Seite 3, Absatz 4).

Diese Aufgabe wird mit dem Alterungsverfahren nach dem geltenden Patentanspruch 1 gelöst. Denn dadurch, daß die lichtemittierenden Dioden (LED) auf eine

Temperatur zwischen 350°C und 500°C - vorzugsweise 400°C - erwärmt werden

und bei dieser Temperatur für mindestens eine Stunde - beispielsweise drei Stunden - verweilen, indem den lichtemittierenden Dioden bei einer Umgebungstemperatur von etwa 100°C maximal zulässige Stromstöße zugeführt werden und zusätzlich durch Strahlungsimpulse Energie zugeführt wird, bleibt die Strahlungsleistung der - erfindungsgemäß gealterten - lichtemittierenden Dioden (LED) gemäß

einem Ausführungsbeispiel in den ersten 500 Betriebsstunden nahezu konstant

bei 100% und ändert sich die Standardabweichung σ während der ersten 2000

Betriebsstunden lediglich von etwa 12% auf 13% (vgl die geltende Beschreibung,

Seite 3, letzter Absatz bis Seite 4, Zeile 2 iVm Seite 5, letzter Absatz bis Seite 6,

Absatz 4 zur Kennlinie B1 in Fig 2 und zur Kennlinie B2 in Fig 3).

3. Das - zweifelsfrei gewerblich anwendbare - Verfahren zur Alterung lichtemittierender Dioden nach dem geltenden Patentanspruch 1 ist gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik neu und beruht diesem gegenüber auch auf einer

erfinderischen Tätigkeit des zuständigen Durchschnittsfachmanns, der hier als ein

mit Alterungseffekten von lichtemittierenden Halbleiterbauelementen befaßter, berufserfahrener Physiker oder Halbleitertechnik-Ingenieur mit Universitätsabschluß

zu definieren ist.

a) Die Neuheit des beanspruchten Verfahrens zur Alterung lichtemittierender Dioden gegenüber dem Stand der Technik nach der ein Verfahren zur Behandlung

eines lichtemittierenden Halbleiterbauelements mit PN-Übergang betreffenden

deutschen Patentschrift 21 58 681 ergibt sich schon daraus, daß diese Entgegenhaltung zur Alterung der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente zwar eine Kombination aus einer erhöhten Umgebungstemperatur (200°C) und einem Durchlaßstrom (10 mA), während der Erwärmung jedoch keine zusätzliche Energiezufuhr

durch Strahlungsimpulse vorsieht (Spalte 4, Zeilen 50 bis 55 und Spalte 5, Zeilen 24 bis 26). Zudem schlägt diese Druckschrift zur Verringerung der Wirkungsgradverschlechterung zwar eine Erwärmung der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente auf Temperaturen bis 350°C vor - insoweit entsprechend dem ersten

Verfahrensschritt nach dem geltenden Patentanspruch 1 -, jedoch folgt dieser –

allmählichen - Erwärmung - im Unterschied zum zweiten Verfahrensschritt nach

dem geltenden Patentanspruch 1 - kein Verweilen der lichtemittierenden Bauelemente bei der durch das Erwärmen erreichten Temperatur für mindestens eine

Stunde (vgl den Anspruch 4 iVm Spalte 4, Zeilen 12 bis 20 und 45 bis 48).

Die Neuheit des Gegenstands des geltenden Patentanspruchs 1 gegenüber dem

Stand der Technik nach der eingangs weiter genannten US-Patentschrift

4 780 731 und der europäischen Offenlegungsschrift 0 407 065 ergibt sich implizit

aus den nachfolgenden Ausführungen zur erfinderischen Tätigkeit.

b) Die deutsche Patentschrift 21 58 681 kann dem vorstehend definierten zuständigen Durchschnittsfachmann das Verfahren zur Alterung von lichtemittierenden

Dioden nach dem geltenden Patentanspruch 1 weder für sich noch in einer Zusammenschau mit den übrigen eingangs genannten Druckschriften nahelegen.

Die deutsche Patentschrift 21 58 681 führt den Fachmann insofern in eine andere

Richtung, als sie zur Verringerung der Wirkungsgradverschlechterung beim Altern

lichtemittierender Halbleiterbauelemente (Spalte 3, Absatz 2) vorschlägt, die - aus

einer Galliumverbindung hergestellten - lichtemittierenden Halbleiterbauelemente

durch Eintauchen in eine wäßrige Waserstoffperoxidlösung mit einer passivierenden Galliumoxidschicht zu versehen (vgl die Ansprüche 1 bis 3 iVm Spalte 3,

Absatz 4). Das zusätzliche Erwärmen der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente auf Temperaturen bis 350°C (Anspruch 4) dient hier lediglich der Trocknung der Galliumoxidschicht, da diese Wasser - aus der wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung - enthält und daher noch nicht passiviert (Spalte 4, Absatz 2).

Dabei soll die Temperatur während einer Zeitdauer von einer halben bis zu

5 Stunden allmählich auf 150°C bis 350°C zunehmen (Spalte 4, Absatz 2) bzw

während angenähert 3 Stunden bis auf 250°C ansteigen (Spalte 5, Absatz 4), dh

ein Verweilen der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente bei der Endtemperatur

der Erwärmung für mindestens eine Stunde ist nicht vorgesehen. Soweit hier

Dioden zu Vergleichszwecken ohne passivierende Galliumoxidschicht bei 200°C

und 10 mA Durchlaßstrom gealtert wurden (Spalte 4, Zeilen 50 bis 55 und

Spalte 5, Zeilen 24 bis 26), führt diese Alterung nicht zur angestrebten - mittels der

Galliumoxidschicht-Passivierung realisierbaren - Verringerung der Wirkungsgradverschlechterung der Dioden während der Betriebszeit (Spalte 3, Absatz 2 iVm

Fig 2 nebst der dazugehörigen Beschreibung in Spalte 4, letzter Absatz). Eine

Wärmebehandlung bei höherer Temperatur - beispielsweise 370°C - ohne passivierende Galliumoxidschicht unterstützt aber die Erzeugung von Defekten im pn-

Übergangsbereich und verstärkt dadurch den Transport von Verunreinigungen von

der Oberfläche in den pn-Übergangsbereich (Spalte 5, letzter Absatz bis Spalte 6,

Absatz 2), hat also eine weitere Verschlechterung des Wirkungsgrads der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente zur Folge (Spalte 2, letzter Absatz bis

Spalte 3, Absatz 2). Die Behandlung der Dioden mit Silan bei 370°C (Spalte 5,

letzter Absatz bis Spalte 6, Absatz 1) dient hier im übrigen nicht der Alterung der

Dioden, sondern der Erzeugung einer Siliciumdioxidschicht nach dem bekannten

CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) (vgl hierzu auch Spalte 5, Absatz 2).

Nach alledem wird der Fachmann durch die deutsche Patentschrift 21 58 681 eher

davon abgehalten, lichtemittierende Halbleiterbauelemente ohne passivierende

Galliumoxidschicht dadurch zu altern, daß sie auf eine Temperatur zwischen

350°C und 500°C erwärmt und bei dieser Temperatur für mindestens eine Stunde

gehalten werden, wie dies der Lehre des geltenden Patentanspruchs entspricht.

Zudem findet sich in dieser Entgegenhaltung auch kein Hinweis darauf, daß es

von Vorteil sein könnte, die für die Wärmebehandlung der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente erforderliche Wärmeenergie bereitzustellen, indem ihnen – insoweit entsprechend der weitergehenden Lehre des geltenden Patentanspruchs 1 – bei einer Umgebungstemperatur von etwa 100°C maximal zulässige

Stromstöße zugeführt werden und zusätzlich durch Strahlungsimpulse Energie

zugeführt wird.

Eine Anregung zu der durch den geltenden Patentanspruch 1 gelehrten speziellen

Wärmebehandlung zur Alterung lichtemittierender Dioden erhält der Fachmann

auch nicht bei Einbeziehung der US-Patentschrift 4 780 731 und der europäischen

Offenlegungsschrift 0 407 065, denn diese betreffen elektrografische Druck- und

Kopiergeräte mit lichtemittierenden Dioden (LED-Array), bei denen Alterungseffekte während der Betriebszeit der lichtemittierenden Dioden durch Verlängerung

der Dioden-Einschaltzeit kompensiert werden (vgl die Ansprüche 11, 16 und 19,

der US-Patentschrift 4 780 731 bzw die Ansprüch 11, 13, 17 und 18 der

europäischen Offenlegungsschrift 0 407 065).

Das Verfahren zur Alterung von lichtemittierenden Dioden nach dem geltenden

Patentanspruch 1 ist demnach patentfähig.

4. An den Patentanspruch 1 können sich die geltenden Patentansprüche 2 und 3

anschließen, denn diese betreffen eine vorteilhafte und nicht selbstverständliche

Ausführungsart des Verfahrens zur Alterung lichtemittierender Dioden nach dem

geltenden Patentanspruch 1 (Unteranspruch 2) bzw eine spezielle Verwendung

des Verfahrens nach dem Patentanspruch 2 (Nebenanspruch 3).

5. In der Beschreibung ist der maßgebliche Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, angegeben und das beanspruchte Verfahren zur Alterung lichtemittierender Dioden anhand der Zeichnung ausreichend erläutert.

Dr. Beyer

Dr. Meinel

Dr. Gottschalk

Tronser

Hu