(57)【要約】  本発明は、粒子１００を含む、水により活性化可能な発光粒状物質１を提供し、各粒子１００は、水により活性化可能な電池２０と機能的に結合された固体光源１０と、水により活性化可能な電池２０の少なくとも一部を囲む吸水性シェル１２０とを含む。本発明は、水により活性化可能な発光粒状物質を収容するように構成された容器を備える発光粒状物質スプレー装置も提供する。
2017535936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各粒子が、水により活性化可能な電池と機能的に結合された固体光源、及び、前記水により活性化可能な電池の少なくとも一部を囲む吸水性シェルを含む、粒子を含む、水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項２】
前記シェルは、光透過性である、請求項１に記載の水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項３】
１つ又は複数の粒子は、前記固体光源と機能的に結合され直列に配置された複数の水により活性化可能な電池を含むか、又は１つ又は複数の粒子は、前記固体光源と前記水により活性化可能な電池とに機能的に結合された昇圧型コンバータを含む、請求項１又は２に記載の水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項４】
前記粒子は、５０μｍ〜５０ｍｍの範囲から選択される寸法を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項５】
前記粒子は、１００〜５００μｍの範囲から選択される寸法を有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項６】
１つ又は複数の粒子がスタックを含み、前記スタックはｐ−ｎ接合ダイオードを、ｐ型部分が第１の電池電極に電気的に接続され、且つｎ型部分が第２の電池電極に電気的に接続された状態で含み、前記第１の電池電極はマグネシウムを含み、前記第２の電池電極はＡｇＣｌ、ＣｕＣｌ、ＰｂＣｌ２、Ｃｕ２Ｉ２、ＣｕＳＣＮ、及びＭｎＯ２のうちの１つ又は複数を含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の水により活性化可能な発光粒状物質。
【請求項７】
（ｉ）請求項１乃至６の何れか一項に記載の前記水により活性化可能な発光粒状物質を収容する容器と、（ｉｉ）発光粒状物質の噴霧を提供するためのスプレー開口部と、（ｉｉｉ）前記スプレー開口部を介して前記発光粒状物質をスプレー装置から押し出すための流体、及び当該流体のための取入口の１つ又は複数とを備える、発光粒状物質スプレー装置。
【請求項８】
前記水により活性化可能な発光粒状物質とは別に前記スプレー装置内に収容される水性液体を更に含む、請求項７に記載のスプレー装置。
【請求項９】
前記スプレー装置は消火ホースのノズルに構成可能であり、消火ホースの使用中に前記消火ホースのノズルを通じて運ばれる消火用物質の少なくとも一部を、発光粒状物質を押し出すための流体として使用する、請求項７又は８に記載のスプレー装置。
【請求項１０】
第１の容器及び第２の容器を備え、その各々が前記水により活性化可能な発光粒状物質を収容し、前記第１の容器内の第１の水により活性化可能な発光粒状物質は、水との接触時に第１のスペクトル分布を有する発光を供給し、前記第２の容器内の第２の水により活性化可能な発光粒状物質は、水との接触時に第２のスペクトル分布を有する発光を供給し、これらスペクトル分布は異なっており、前記スプレー装置は、前記水により活性化可能な発光粒状物質をスプレーし、スプレーしている間、噴霧中の前記第１の水により活性化可能な発光粒状物質及び前記第２の水により活性化可能な発光粒状物質の含有量が時間と共に変動する、請求項７乃至９の何れか一項に記載のスプレー装置。
【請求項１１】
緊急事態における、請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光粒状物質、又は、請求項７乃至１０の何れか一項に記載の前記スプレー装置の使用。
【請求項１２】
昼光が低減した状況で、物体、人間若しくは動物を見つけるか、又はマークするための、請求項１１に記載の発光粒状物質又はスプレー装置の使用。
【請求項１３】
建物内の経路をマーク付けするための、請求項１１又は１２に記載の発光粒状物質又はスプレー装置の使用。
【請求項１４】
前記マークの長さにわたってスペクトル分布が変動するマーク付けが提供され、前記マーク付けが方向を示すようになされる、請求項１３に記載の発光粒状物質又はスプレー装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水により活性化可能な照明システムに関する。本発明は、そのような水により活性化可能なシステムを含むスプレー装置に更に関する。本発明は、そのようなシステムの特定の使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、安全用途のための発光材料の使用が当技術分野で知られている。例えば、米国特許第４，４０１，０５０号は、材料のシート内に形成されるか、又は材料のシートに取り付けられた少なくとも１つの突き出た印を有する、燐光性の避難経路インジケーターについて記載している。この突き出た印は、光がないときに明かりを放射することができる燐光性物質を組み込んでいる。シートの一部として形成される接着剤が、インジケーターを壁又は階段の表面に貼るために使用され、それによって、緊急時に避難経路又は非常設備へのアクセス経路を視覚的に示すことを補助する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非常時照明のために使用され得る従来技術のシステムの問題点は、これらのシステムがしばしば定位であることである。更に、そのようなシステムはしばしば、燐光性物質の場合のように、充電されるために日光を必要とし、所望の場合に点灯することができない。当然のことながら、懐中電灯が使用され得るが、そのような懐中電灯は一般的にその懐中電灯の所持者にとってのみ有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明の一態様は、例えば緊急事態に使用され得る代替の照明システムを提供することであり、これにより、好ましくは上述した欠点のうちの１つ又は複数を少なくとも部分的に更に取り除く。例えば、人々を（例えば人々を避難させるために）出口に案内するか、又は（例えば緊急作業員のために）緊急事態が発生した場所に案内するためのシステムを提供することが特に望ましく、このシステムは、照明が全くなく、例えば通常の経路が遮断され得、代替の経路が使用されなくてはならないなど、あらゆる状況で使用され得る。
【０００５】
本発明は、ミニＬＥＤモジュールを提案し、このミニＬＥＤモジュールは、水により点灯され、即ち、水により活性化可能であり、且つ広い表面にわたって散布され得、又は所望の場所にマークを設けるために、若しくは安全なコース（「安全ライン」）をマークするために使用され得る。現時点では、水により活性化されると点灯し始め、且つ一定の時間にわたり自律的に作動し続ける（非常に）小さい自律型ＬＥＤモジュールは存在しない。利用可能なモジュールは、別個の電池を有し、且つ（例えば、救命胴衣の照明など）サイズが大きい。（水により活性化される）電池とＬＥＤパッケージとの一体化により、スプレー及びコーティング技術と両立できる点までモジュールサイズを大幅に縮小することが可能になる。これは、一連の新しい用途のための機会をもたらす。
【０００６】
本発明では、特定の実施形態において、電源（一次電池機能）がＬＥＤパッケージに統合され、非常に小さいモジュールサイズ及び自律的な機能性を可能にしている。従って、（小型の）水により活性化される電池が使用され得、この電池は水に曝すことにより電源が入る。本発明は、最小限の数の部品が必要とされるような電気的設計（湿式電池機能からＬＥＤへの直接給電／電流供給）を有するＬＥＤマイクロモジュールを提供し、水による活性化後、更におよそ数時間にわたって自律的に動作する非常に小型のＬＥＤモジュールをもたらす。固体光源は、任意選択的に、垂直共振器面発光レーザ、即ちＶＣＳＥＬ（vertical-cavity surface-emitting laser）などのＬＥＤレーザを含み得る。
【０００７】
従って、第１の態様では、本発明は、粒子（「粒状物」又は「ビーズ」）を含む、水により活性化可能な発光粒状物質（本明細書では「ＬＥＤ粒子」又は「ＬＥＤ粒状物」とも示される）を提供し、各粒子は、水により活性化可能な電池と機能的に結合された固体光源を含み、各粒子は、水により活性化可能な電池の少なくとも一部を囲む吸水性シェルを含む。従って、特に５ｍｍ以下の寸法を有する（小型の）固体光源に機能的に結合された（小型の）水により活性化可能な電池の組み合わせは、例えばある領域にわたってスプレーされるか又は他の態様で散布されて、（電池の活性化後に）そのような領域を照らすことができる粒子として提供される。
【０００８】
なおも更なる態様では、本発明は、（ｉ）本明細書で規定される水により活性化可能な発光粒状物質を収容するように構成された容器と、（ｉｉ）発光粒状物質の噴霧を提供するためのスプレー開口部と、（ｉｉｉ）（ｉｉｉａ）スプレー開口部を介して発光粒状物質をスプレー装置から押し出すための流体、及び（ｉｉｉｂ）そのような流体のための取入口の１つ又は複数とを備える、発光粒状物質スプレー装置を提供する。
【０００９】
更に別の態様では、本発明は、そのような容器自体、即ち、本明細書で規定される水により活性化可能な発光粒状物質を封入する容器も提供する。更に、任意選択的に、スプレー装置は取り外し可能な容器を備える。この実施形態では、空の容器は、スプレー装置に取り付けることが可能である、充填された容器と交換され得る。従って、スプレー装置は、発光粒状物質を有する容器を機能的に交換するための交換可能な容器を含み得る。
【００１０】
これによって、発光粒状物質又はスプレー装置は、例えば、火災、建物区域の洪水などの緊急事態に、水面上などで使用され得る。粒状物質、即ち粒子は、ある領域にわたって散布され得、領域に粒状物質を散布する前又は後に水で活性化することにより、粒子は（ＬＥＤ）光を発する。例えば、それらの粒子は、昼光が低減した状況で、物体、人間、又は動物を見つけるか、又はマークするために使用され得る。例えば、マーク付けは、安全な領域から、人間又は動物が助力を必要としているか又は助力を必要としている可能性がある場所に対してなされ得る。緊急作業員は、その帰路を見つけることができる。一実施形態では、発光粒状物質又はスプレー装置は、建物内の経路をマーク付けするために使用される。しかしながら、発光粒状物質は、ある領域、例えば比較的広い領域にわたって散布され得、任意選択的に、例えばドローンなどの適切な飛行物体により散布され得る。更に別の実施形態では、発光粒状物質を使用して物体をマーク付けし、そのような物体、例えば道路又は高速道路上の壊れた車両などについて、人々に警告することができる。例えば、スプレー装置を用いて、人里離れた道路又は照明のない夜間の道路（部分）などの光レベルが低い場所及び時点で車が壊れた際に、車をマーク付けすることができる。本発明は、緊急事態用途に限定されない。何らかの緊急事態ではなく、照明効果が生成され得る例えば祭り又は他の状況での使用など、他の用途が含まれ得る。しかしながら、環境面の観点から、例えば本明細書で説明するように、緊急事態など、他の適切な手段があまり有効ではないことがあり得る状況が特に対象とされている。
【００１１】
水により活性化可能な電池が当技術分野で知られている。例えば、マグネシウム（金属）を含む第１の電池電極と、ＡｇＣｌ、ＣｕＣｌ、ＰｂＣｌ２、Ｃｕ２Ｉ２、ＣｕＳＣＮ、及びＭｎＯ２のうちの１つ又は複数、一実施形態ではＡｇＣｌ及びＣｕＣｌのうちの１つ又は複数、特に前述の（６つ、特に２つ）の化合物のうちの１つを含む第２の電池電極とを有する電池が使用され得る。そのような物質の層が固体光源と機能的に結合されると、そのような層が水とも接触する場合に光源は光を供給することができ、なぜなら、そのとき、これらの層は光源に電力、即ち電流又は電圧を供給する活性化された電池を提供するからである（即ち、装置の水により活性化可能な態様）。
【００１２】
知られているように、固体光源はｐ−ｎ接合ダイオードを含む。従って、特定の実施形態では、１つ又は複数の粒子がスタックを含み、このスタックはｐ−ｎ接合ダイオードを、ｐ型部分が第１の電池電極に電気的に接続され、且つｎ型部分が第２の電池電極に電気的に接続された状態で含み、ここで、第１の電池電極はマグネシウムを含み、第２の電池電極はＡｇＣｌ、ＣｕＣｌ、ＰｂＣｌ２、Ｃｕ２Ｉ２、ＣｕＳＣＮ、及びＭｎＯ２のうちの１つ又は複数を含む。しかしながら、任意選択的に、電池及びダイオードがスタックを形成せず、基板上に互いに分離して配置される粒子が提供され得る。固体光源と電池層とを電気的に接続する（即ち、機能的に接続する）と、機能的モジュールが提供され得る。更に別の実施形態では、水により活性化可能な電池は、主としてオキシ−ハロゲン材料から製造されるカソードと、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、又はそれらの合金のアノードとを、備える。特に、オキシ−ハロゲン材料は、トリクロロトリアジントリオン（trichlorotriazinetrione）と、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントインとを含む群から選択され得る。
【００１３】
従って、固体光源又はＬＥＤ及び電池は、特に単一の基板上に統合されており、更に特に、層の単一のスタック内に統合されている。ＬＥＤは非常に小さくされ得るため、これにより、非常に小型のモジュールをもたらすことができる。現在、ほぼ２００＊２００μｍ２程度のダイ寸法を有するＬＥＤが利用可能である。一般的に、各粒子は単一の固体光源を含む。更に、各粒子は１つ又は複数の（水により活性化可能な）電池を含む。
【００１４】
（水により活性化可能な）電池及び（固体）光源のそのような小型のアセンブリは、特に、少なくとも部分的に又は完全に、シェルにより囲まれ得る。そのようなシェルは、アセンブリを保護するために使用され得、且つ／又はシェルが電池の電極も覆っている実施形態では水を溜めるために使用され得る。代替的に又は追加的に、シェルを使用して粒子に浮力を提供し得る。従って、本発明は、実施形態において、アセンブリ全体がシェルにより囲まれており、従って電池の電極もシェルにより囲まれているか、又はアセンブリの一部がシェルにより囲まれており、例えば電極（の一部）がシェルから突出している、粒子を提供する。「シェル」という用語は、少なくとも部分的にコアを囲む材料を指す。ここで、コアは少なくとも電池とＬＥＤとのアセンブリを含み得る。特定の実施形態では、粒子、特に粒子のシェルは、浮かぶことのできる粒子、即ち、特に少なくとも１０分間、更には特に少なくとも３０分間、更には特に少なくとも１時間、例えば２時間以上などにわたって水面に浮かぶ粒子を提供するように構成される。
【００１５】
シェルは、光透過性材料を含み得、且つ／又はシェルは吸水性材料を含み得る。後者の実施形態では、水は、シェルとの接触により集められ得、且つ電池に給電するために使用され得る。任意選択的に、シェルは電解質材料も含み得る。当然のことながら、シェルは、上述した機能性のうちの１つ又は複数を有する材料を含み得、且つ／又はシェルは、複数の材料であって、その各々が示された機能性のうちの１つ又は複数を有する、複数の材料を含み得る。更に、シェルは複数の材料を含み得、それらは例えば１つ又は複数の異なる機能性を有し得る。「光透過性」という用語は、特に、可視光の少なくとも一部を透過させる（固体）材料に関する。光透過性であり得るポリマーの例を以下に示す。
【００１６】
透過性（ポリマー）材料として、特に１つ又は複数の材料が、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ：polymethylacrylate）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ：polymethylmethacrylate）（プレキシグラス又はパースペックス）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ：cellulose acetate butyrate）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：polyvinylchloride）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：polyethylene terephthalate）、（ＰＥＴＧ：glycol modified polyethylene terephthalate）（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなる群から選択され得る。
【００１７】
吸水性材料として、超吸収性ポリマーなどの吸水性ポリマーが使用され得る。超吸収性ポリマー（ＳＡＰ：super absorbent polymersとも呼ばれる）は、それ自体の質量に比べて非常に大量の液体を吸収し保持することができるポリマーである。吸水性ポリマーの例としては、例えばポリアクリルアミド及びポリアクリル酸塩がある。吸水性ポリマーは当技術分野では既知であり、例えば、国際公開第２０１３０８３６９８号及びそれに引用されている参照文献に記載されている。吸水性ポリマーは、例えばおむつに応用されており、そのような用途に適した材料は、本発明においても使用可能であり得る。吸水性材料の特定の例としては、吸湿性材料がある。従って、更なる実施形態では、シェルは吸湿性材料を含み得る。吸湿性材料の例としては、例えば、金属塩があるが、他の材料も吸湿性があり得る。吸湿性材料の更なる例は、ＺｎＳＯ４、ＣａＣｌ２、ＳｉＯ２、ＮａＮＯ３、ＣａＳＯ４等のうちの１つ又は複数を含み得る。本明細書で使用される吸湿性材料は、特に、水と接触する前に固体である材料である。吸湿性塩が使用される場合、特に、これらの塩は中位の溶解性を有する。
【００１８】
電解質として、塩化ナトリウム、硝酸、塩素酸、塩酸、塩化カルシウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム、硫酸、水酸化マグネシウム等のうちの１つ又は複数など、一般的に知られている電解質が使用され得る。特に、電解質は水に溶性であり、カルシウム、カリウム、塩化物、マグネシウム、ナトリウム、水酸化物、及びリン酸塩のうちの１つ又は複数、更に特にはアルカリ金属、並びにＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等などの塩化物及び水酸化物のうちの１つ又は複数を含む。特に、シェルは少なくとも吸収体を含み、なぜなら、これにより（水により活性化された後で）ＬＥＤの自律的な給電が可能になるからであり、そのような吸着剤がない場合、用途は、水面上の又は湿気の多い環境での用途に限定され得る。
【００１９】
従って、一実施形態では、各粒子は、水により活性化可能な電池の少なくとも一部を囲むシェル、特に吸水性シェルを含む。なおも更なる実施形態では、各粒子は、水により活性化可能な電池の少なくとも一部及び固体光源の少なくとも一部を囲むシェル、特に吸水性シェルを含む。特に、後者の実施形態では、シェルは、固体光源の光に対して透過性であり得る。従って、一実施形態では、本明細書で規定されるスタックは、シェル、特に吸水性及び／又は光透過性のシェルによって少なくとも部分的に囲まれ得る。
【００２０】
「粒子を含む水により活性化可能な発光粒状物質」という語句は、粒状物質が少なくとも本明細書で説明される発光粒子を含むことを示す。しかしながら、この語句は他のタイプの粒子（又は任意選択的に、非粒状物質）の存在を排除するものではない。
【００２１】
任意選択的に、シェルは（水に接触可能な）穴を有する材料を含む。水が穴内に入り、粒子を活性化して発光を提供することができる。
【００２２】
上述したように、特定の変形形態では、粒子の電子部分は、基本的に、接合部の両側に上述した電極を有するｐ−ｎ接合のスタックから構成され得る。「ｐ−ｎ接合」という用語は、実施形態では、例えば、ｐ−ｎ−ｐ−ｎ接合等のシステムを含む多重接合を含み得ることに留意されたい。
【００２３】
ＬＥＤにより多くの電力を供給するために、直列に配置された複数の電池を使用することが望ましいことがあり得る。代替的に又は追加的に、ジュール採取コンバータ又は昇圧型コンバータが使用され得る。従って、更なる実施形態では、１つ又は複数の粒子は、固体光源に機能的に結合されて直列に配置された複数の水により活性化可能な電池を含むか、又は１つ又は複数の粒子は、固体光源と水により活性化可能な電池とに機能的に結合された昇圧型コンバータを含む。そのような実施形態では、電池と、ＬＥＤと、任意選択的な昇圧型コンバータとは、基板上に配置され得る。ここで、「昇圧型コンバータ」という用語は、当技術分野では既知であり、入力電圧より大きい出力電圧を有するＤＣ−ＤＣ電力コンバータとして使用され得るブーストコンバータ、ジュール採取コンバータ又は他のコンバータを示すために使用される。
【００２４】
本発明を用いて、小さい発光粒子がｃｍ範囲未満、更にはｍｍ範囲未満の寸法で作製され得る。用途に応じて、スプレー内又は飛翔体若しくは他のタイプの装置内などで所望の寸法が選択され得る。例えば、推進剤を用いたスプレーを使用する場合、比較的小さい寸法が望まれ得る。従って、特定の実施形態では、粒子は、２００μｍ〜２０ｍｍの範囲内の寸法、２００μｍ〜１０ｍｍ、２００μｍ〜５ｍｍ、少なくとも５００μｍなど、５０μｍ〜５０ｍｍの範囲から選択される寸法を有する。そのような寸法範囲内で、水により活性化可能な電池で給電され得る有効なＬＥＤが配置され得る。本明細書において、「５０μｍ〜５０ｍｍの範囲から選択される寸法を有する」という語句及び類似の語句は、粒子がこれらの範囲内の長さ、幅、高さ、又は直径を有することを示す。換言すると、粒子はそのような寸法の立方体で囲まれることができる。粒状物質は、必ずしも単分散である必要はないことがあり得る。シェルを提供するためにコーティング技術又は成形技術が使用され得るため、寸法に幾らかの分布が存在し得る。上述したように、ミリメートル未満の範囲内の小さい寸法も可能であり得、スプレー用途には特に関心が持たれ得る。従って、更なる実施形態では、粒子は１００〜５００μｍの範囲から選択される寸法を有する。なおも更なる実施形態では、粒子は、５００μｍ〜１．５ｍｍなどの２００μｍ〜１．５ｍｍの範囲から選択される寸法を有する。
【００２５】
ＬＥＤという用語は、発光ダイオードを示す。発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、オレンジ色、又は赤色の光など、有色光を提供するように構成され得る。任意選択的に、発光粒状物質は、異なるスペクトル分布の発光を提供する粒子の混合物を含む。このようにして、例えば、青色光を提供する粒子及び黄色光を提供する粒子を用いて、又は一般的に知られているＲＧＢ原理を介して、白色光が生成され得る。任意選択的に、シェルは、光源の光の少なくとも一部を別の波長の光に変換することができる、波長変換材料を含み得る。このようにして、例えば、白色光が提供され得る。
【００２６】
任意選択的に、スプレー装置（以下も参照）は、異なる色で提供され得る。例えば、緊急用途では、物体をマーク付けするために、（高速道路における低演色照明と匹敵する）単純な緑色の単色光又は赤色の単色が適用され得、一方、例えば屋内の用途では、視認度及び識別性（実際には演色）も関連し得る、破壊された住宅又は複数階建ての建物内などでは、白色光がより望ましいことがあり得ると想像することができる。
【００２７】
上述したように、本発明は、（ｉ）本明細書で規定される水により活性化可能な発光粒状物質を収容するように構成された容器と、（ｉｉ）発光粒状物質の噴霧を提供するためのスプレー開口部と、（ｉｉｉ）（ｉｉｉａ）スプレー開口部を介して発光粒状物質をスプレー装置から押し出すための流体、及び（ｉｉｉｂ）そのような流体のための取入口の１つ又は複数とを備える、発光粒状物質スプレー装置も提供する。従って、特に、スプレー装置が外部の推進手段なしで噴霧を提供することができる第１の実施形態と、スプレー装置が外部の推進手段を使用して噴霧を提供するように構成され得る第２の実施形態との２つの実施形態が区別され得る。
【００２８】
前者の実施形態では、高圧下の流体が、スプレー装置内で、任意選択的にはスプレー装置内部の別個の容器内で利用可能であり得る。後者の実施形態では、スプレー装置は、例えば、噴霧自体を提供するように構成された装置上に配置され得る。粒状物質を押し出すためにバイパスが生成され得、又は噴霧自体を提供するように構成された装置からの物質の流れ全体が使用され得る。例えば、一実施形態では、スプレー装置は消火ホースのノズル上に構成可能であり、（消火ホースの使用中に）消火ホースのノズルを通じて運ばれる消火用物質の少なくとも一部を、発光粒状物質を押し出すための流体として使用する。他の用途も考えられる。推進剤がスプレー装置に含まれ得る実施形態では、そのような推進剤は、例えば、典型的にはプロパンなどの揮発性炭化水素、ｎ−ブタン及びイソブテン、ジメチルエーテル（ＤＭＥ：dimethyl ether）、メチルエチルエーテル、亜酸化窒素、二酸化炭素、ＨＦＡ１３４ａ（１，１，１，２，−テトラフルオロエタン）又はＨＦＡ２２７（１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン）などのヒドロフルオロアルカン（ＨＦＡ：hydrofluoroalkanes）等からなる群から選択され得る。用途に応じて、異なるタイプの推進剤が選択され得る。特に、火災の恐れがある緊急事態を考慮して、亜酸化窒素及び／又は二酸化炭素などの比較的可燃性の推進剤（又は水の流れなどの外部の推進剤を用いる選択肢、上記参照）が選択され得る。
【００２９】
上記で示したように、物質を散布する際に、散布場所で水が利用可能であり得る。そのような実施形態では、物質の給電がこの水によりなされ得る。例えば、船舶での救助活動を照らすために、粒状物質を海面又は海洋面へ散布することが考えられる。しかしながら、水により活性化可能な発光粒状物質が散布されなくてはならない場所又は散布されている場所で、水が常に利用可能なわけではない。従って、そのために、スプレー装置は任意選択的に貯水器も含み得る。従って、更なる実施形態では、スプレー装置は、水により活性化可能な発光粒状物質とは別にスプレー装置内に収容される水性液体を更に含む。ユーザは、スプレー装置を使用する前に、水性液体と粒状物質とを混ぜ得る。或いは、スプレー装置は、粒状物質をスプレー装置のノズルから押し出す際に、水性液体と粒状物質とを混合するように構成される。「水性液体」という用語は、特に水を指し得るが、任意選択的に、上記で示したガスのうちの１つ又は複数などの推進剤と水との混合物を指し得る。
【００３０】
スプレー装置の特定の実施形態では、スプレー装置は第１の容器及び第２の容器を備え、その各々が水により活性化可能な発光粒状物質を収容するように構成され、前述の第１の容器内の第１の水により活性化可能な発光粒状物質は、水との接触時に第１のスペクトル分布を有する発光を供給するように構成され、前述の第２の容器内の第２の水により活性化可能な発光粒状物質は、水との接触時に第２のスペクトル分布を有する発光を供給するように構成され、これらのスペクトル分布は異なっており、スプレー装置は、水により活性化可能な発光粒状物質をスプレーするように構成され、ここで、スプレーしている間、噴霧中の第１の水により活性化可能な発光粒状物質及び第２の水により活性化可能な発光粒状物質の含有量が時間と共に変動する。そのようなスプレー装置は、特に、その長さにわたって色が変動するマーク付けを提供するために使用され得る。これは、特に、特定の方向に人を導くために関心が持たれ得る。従って、本発明は、マークの長さにわたってスペクトル分布が変動するマーク付けが提供され、マーク付けが方向を示すようになされる、（緊急事態における発光粒状物質の）使用も提供する。
【００３１】
「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは、特に第１の光源）からの光の伝搬に対するアイテム又はフィーチャーの配置に関し、光生成手段からの光ビーム内の第１の位置に対して、光生成手段により近い光ビーム内の第２の位置は「上流」であり、光生成手段からより離れている光ビーム内の第３の位置は「下流」である。
【００３２】
「実質的に全ての光」又は「実質的に構成する」におけるものなど、本明細書での「実質的に」という用語は当業者により理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「全く」、「完全に」、「全て」等を伴う実施形態も含み得る。従って、実施形態では、形容詞「実質的に」は削除され得る。該当する場合、「実質的に」という用語は、９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、更に特には１００％を含めて９９．５％以上などに関し得る。「含む」という用語は、「含む」という用語が「からなる」を意味する実施形態も含む。「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前後で述べられた項目のうちの１つ又は複数に関する。例えば、「項目１及び／又は項目２」という語句及び類似の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ又は両方に関し得る。「含んでいる」という用語は、一実施形態では「からなる」を指し得るが、別の実施形態では、「少なくとも規定された種と、任意選択的に１つ又は複数の他の種とを含んでいる」ことを指すこともある。
【００３３】
更に、本明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも連続したもの又は時間的な順序を説明するためのものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で入れ替え可能であり、本明細書に記載される本発明の実施形態は、本明細書に記載される又は図示される順序とは別の順序で動作し得ることを理解されたい。
【００３４】
本明細書では、装置は、とりわけ、動作中のものが説明される。当業者には明らかなように、本発明は、動作方法又は動作中の装置に限定されるものではない。
【００３５】
上述した実施形態は本発明を限定するものではなく説明するものであり、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態を設計し得ることに留意されたい。特許請求の範囲では、括弧間に置かれたいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む」という動詞及びその活用型の使用は、特許請求の範囲に記載されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する「１つの（a）」又は「１つの（an）」という冠詞は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって、且つ適切にプログラムされたコンピュータによって実装され得る。幾つかの手段を列挙する装置請求項において、これらの手段のうちの幾つかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって具現化され得る。特定の処置が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの処置の組み合わせが利益を得るように使用され得ないことを示すものではない。
【００３６】
本発明は、本明細書に記載され、且つ／又は添付の図面に示された特色のある特徴のうちの１つ又は複数を備えた装置に更に適用される。本発明は、本明細書に記載され、且つ／又は添付の図面に示された特色のある特徴のうちの１つ又は複数を含む方法又はプロセスに更に関する。
【００３７】
本特許において議論される様々な態様は、追加の利点を提供するために組み合わされ得る。更に、幾つかの特徴は、１つ又は複数の部分的な用途のための基礎を形成することができる。
【００３８】
本発明の実施形態が、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略的な図面を参照して、例としてのみ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】発光粒状物質を概略的に示す（単一の粒子のみを示す）。
【図２ａ】発光粒状物質の実施形態及び態様に加えて、そのような発光粒状物質を作製するための実施形態及び態様を概略的に示す。
【図２ｂ】発光粒状物質の実施形態及び態様に加えて、そのような発光粒状物質を作製するための実施形態及び態様を概略的に示す。
【図２ｃ】発光粒状物質の実施形態及び態様に加えて、そのような発光粒状物質を作製するための実施形態及び態様を概略的に示す。
【図２ｄ】発光粒状物質の実施形態及び態様を概略的に示す。
【図２ｅ】発光粒状物質の実施形態及び態様を概略的に示す。
【図３ａ】スプレー装置の実施形態及び態様を概略的に示す。
【図３ｂ】スプレー装置の実施形態及び態様を概略的に示す。
【図３ｃ】スプレー装置の実施形態及び態様を概略的に示す。
【図４ａ】用途の実施形態を概略的に示す。
【図４ｂ】用途の実施形態を概略的に示す。
【図４ｃ】用途の実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
これらの図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。
【００４１】
図１は、粒子１００を含む、水により活性化可能な発光粒状物質１の実施形態を概略的に示しており、ここでは、単一の粒子１００の実施形態が概略的に示されている。粒子１００は、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ：light-emitting diode）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：organic light-emitting diode）、又はポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ：polymer light-emitting diode）のうちの１つ又は複数など、特に、水により活性化可能な電池２０と機能的に結合されたＬＥＤなどの固体光源１０を含む。寸法が高さｈ、幅ｗ、及び長さｌで示されている。特に、これらの寸法は、平均値の２５％以下など、互いに大きく離れていない。このようにして、実質的に丸い粒子が提供され得るが、他の形状の粒子１００も可能であり得る。更に、粒子１００は、特にシェル材料を含み得る。シェルは、参照符号１２０で示される。これは、粒子１００に実質的に丸い形状を提供し得る。シェルは、前述の電池２０及び光源１０（「アセンブリ」）を含む、参照符号３０で示される基板又はキャリアを完全に囲み得る。任意選択的に、電池の電極はシェル１２０から延在し得、且つ／又はシェル１２０により覆われていないことができる。特に、シェル１２０、又はＬＥＤ（の発光部分）若しくはｐ−ｎ接合ダイオード１０１と接触する他の材料は、光源の光１１に対して透過性であり得る。このようにして、シェル１２０から下流で光源の光１１が知覚され得る。
【００４２】
図１では、シェルは電極も囲むように描かれている。そのような例では、シェルは多孔性及び／又は吸水性であり得る。任意選択的に又は追加的に、電極の少なくとも一部は、シェルによって覆われていないことができ、粒子１００が水に曝されるときに水と直接的に接触するようにし得る。シェルは、複数の層（マルチシェル）を含み得る。
【００４３】
一実施形態では、図２ａに概略的に示されるように、ＬＥＤ粒状物の製造が、そのままのＬＥＤダイ／クリスタルから開始し得る。１つの方式では、これらのＬＥＤダイは、アノード及びカソードが露出されるように、任意選択的に接着剤又は他の接着材料３１を使用して、暫定的な又は永続的なキャリア３０上に再分配される（例えば、好ましいＶＴＦ（垂直薄膜）ＬＥＤダイ構成の場合、ＬＥＤは「側方」に再分配される）。次のステップでは、これらのアノード（Ｍｇ）及びカソード（Ｃｕ）がＬＥＤ電極と接触するように、ハーフセル電池材料が、（例えば、プリント技術によって）線の形態で適用される。（ｘ方向及びｙ方向の）分離ステップ後、水に曝すことにより給電され得る個々のＬＥＤダイが得られる。このようにして、スタック１４０が提供される。必要に応じて、これらのモジュールは、水を吸収する／保持する透明材料、即ちシェル１２０の最終的な封入ステップで（例えば、球形の形状の形成で）終了され得る。水により活性化した後、これにより、たとえ乾燥した空気中であってもＬＥＤを給電し続けることが可能になる。この球体は、水に基づく活性化の前に、モジュールを保護／安定化するために使用されることもできる。図２ａに示されるように、参照符号１４０で示されるスタックは、ｐ−ｎ接合ダイオード１０１を、ｐ型部分１０２が第１の電池電極１０４に電気的に接続され、且つｎ型部分１０３が第２の電池電極１０５に電気的に接続された状態で含み、ここで、第１の電池電極１０４は例えばマグネシウムを含み、第２の電池電極１０５は、例えばＡｇＣｌ、ＣｕＣｌ、ＰｂＣｌ２、Ｃｕ２Ｉ２、ＣｕＳＣＮ、及びＭｎＯ２のうちの１つ又は複数を含む。水などの水性液体２４０中に置かれると、ＬＥＤ１０の電池が給電され（活性化され）、光源１１に電力を供給し、従って光源１１が光を供給する。ここで、明確にするためにシェル１２０が示されていないが、このシェルは任意選択的に存在し得る。任意選択的に、そのようなシェル１２０は、光源の光１１を変換するために、発光波長変換材料を含み得る。更に、上記で示したように、シェル１２０は特に吸水性である。
【００４４】
図２ｂに概略的に示される代替の実施形態では、基板レベルの処理が考えられている。プロセスは、そのままのＬＥＤから開始する。第１のプロセスステップにおいて、これらのＬＥＤは電池電極の一方（例えば、Ｃｕ又はＭｇ）を用いて予めコーティングされた暫定的なキャリア上に、アノード（又はカソード）を下にして載置される。次のステップでは、スタックは、層１１２０、特に透過性の層で覆われて平坦化されて、２つの電池電極の物理的な分離を可能にする。最後に、他方の電池電極（例えば、Ｍｇ又はＣｕ）を有する最上層が適用され、機能的にされたＬＥＤがもたらされる。潜在的に、仕上げ層及び保護層が適用されることもできる。最後に、スタックは個々の給電されたＬＥＤ粒状物に分離され、これらは更なる使用のために、暫定的なキャリアから取り外され得る。（透過性）層１１２０は、上述したように吸水性材料を含み得る。更に、（透過性）層１１２０は、特に、光源の光に対して透過性である。もう一度述べると、発光粒状物質１が水などの水性液体２４０中に置かれると、電池のためにＬＥＤ１０が給電され、光源の光１１を供給する。
【００４５】
図２ａ又は図２ｂの実施形態と組み合わせることができる、図２ｃに概略的に示される更なる実施形態では、ＬＥＤパッケージの製造のためにウェハレベルのパッケージング技術を使用して低コストのＬＥＤパッケージを可能にすることができる。水により活性化される電池用の電極が、ウェハレベルで大規模に並行して形成され得る。（高水準の）プロセスが、以下のプロセスモジュールからなる。
１．（ラインの外の）そのままのＬＥＤウェハから開始する。
２．ウェハレベルの後処理（例えば、電池電極の適用）。
３．吸水性材料で封入するための成形技術。
潜在的に、後のフェーズにおいて、１）ウェハレベルの後処理の要件を緩和するか、又は２）電池電力を増加させるために直列電池構成を構築するかの何れかを行うため、特定の電極構成を生成するためにそのままのウェハの設計が適合され得る。両面ウェハ処理が必要とされ、且つ適切なコーティング技術及び分離技術が探求及び開発されなければならないことが明らかである。追加的に、電池のサイズが限定される（ｘ、ｙサイズが、「ウェハ上の」サイズと直接的に関連付けられている）。
【００４６】
図２ｄ及び図２ｅは、固体光源１０と機能的に結合され、直列に配置された複数の水により活性化可能な電池２０を含む粒子（明確にするために、任意選択的なシェル１２０を含めて示されてはいない）を概略的に示す（図２ｄを参照）か、又は粒子１００が固体光源１０と水により活性化可能な電池２０とに機能的に結合された昇圧型コンバータ１３０を含むことを示す（図２ｅを参照）。何れの場合でも、より高い電圧がＬＥＤ光源１０に供給され得、これは望ましいことがあり得る。電池のスタックの他の配置も可能であり得る。
【００４７】
そのようなＬＥＤ粒状物の用途は、限られた動作時間のみが必要とされるＬＥＤのスプレー又はコーティングの分野に存在し得る。建物の火災（消防士が戻りの経路／建物外への経路を描く場合）又は車の故障（暗い場所で車の位置を照らしマーク付けするため）など（図解（４ａ〜４ｃ）を参照）、緊急事態における発光スプレーされた線を考えることができる。
【００４８】
光粒状物の活性化及び点火は、乾燥した粒状物を水にスプレーするか、又はスプレーする前に水に曝すなど、粒状物を水に曝すことにより行われ得る。最後の状況は、例えば、以下の図３ａに示されている。図３ａは、（ｉ）上記で規定される水により活性化可能な発光粒状物質１を収容するように構成された容器２１０と、（ｉｉ）発光粒状物質１の噴霧７を提供するためのスプレー開口部２２０と、（ｉｉｉ）スプレー開口部２２０を介して発光粒状物質１をスプレー装置２から押し出すための流体２３１とを備える、発光粒状物質スプレー装置２の実施形態を概略的に示している。流体２３１は、気体又は液体であり得、この実施形態では、粒状発光材料１と同じチャンバ又は容器２１０内にあることが概略的に示されている。しかしながら、任意選択的に、流体２３１は別のチャンバ内にあり得る。例として、図３ａの実施形態は、水により活性化可能な発光粒状物質１とは別にスプレー装置２内に収容される、水などの水性液体２４０を更に含む。例えば、セパレータ８２を突き抜けて要素８１を押し込むことにより、発光粒状物質１は水性液体２４０と接触するようになる。
【００４９】
図３ｂは、スプレー装置２が第１の容器２１０ａ及び第２の容器２１０ｂを備え、その各々が水により活性化可能な発光粒状物質１を収容するように構成され、前述の第１の容器２１０ａ内の第１の水により活性化可能な発光粒状物質１ａは、水との接触時に第１のスペクトル分布を有する発光を供給するように構成され、前述の第２の容器２１０ｂ内の第２の水により活性化可能な発光粒状物質１ｂは、水との接触時に第２のスペクトル分布を有する発光を供給するように構成され、これらのスペクトル分布は異なっている、実施形態を概略的に示す。「第２の容器２１０ｂ」及び「第２の水により活性化可能な発光粒状物質１ｂ」という用語及び類似の用語は、そのような要素のうちの１つより多く、従って、任意選択的に、第３の容器及び第３の水により活性化可能な発光粒状物質にも関し得、それら全ては異なるスペクトル分布を有する。このようにして、スプレーしている間、噴霧（７）中の第１の水により活性化可能な発光粒状物質１ａ及び水により活性化可能な発光粒状物質１ｂの含有量が時間と共に変動し、これは、図３ｂでは非常に概略的に示されている。従って、長さにわたって色が変化するマーク付けが提供され得る。
【００５０】
図３ｃに概略的に示される更に別の実施形態では、スプレー装置２は、消火ホースの使用中に消火ホースのノズル３を介して運ばれる消火用物質９の少なくとも一部を、発光粒状物質１を押し出すための流体２３１として使用するための消火ホースのノズル３など、例えば液体又は気体の流れの供給源上に構成可能である。特に、消火用物質が水を含む場合、発光物質も活性化される。この実施形態におけるスプレー装置２は、そのような流体２３１のための取入口２３５を備える。
【００５１】
図４ａは、緊急事態における水面上の船舶を非常に概略的に示す。複数の発光粒子１００を例えばヘリコプターなどから供給すると、船舶は緊急作業員のためにマーク付けされ照らされ得る。
【００５２】
図４ｂは、緊急事態における車両を非常に概略的に示す。発光粒状物質１００を車にスプレーすることにより、他の道路利用者が警告され得る。
【００５３】
図４ｃは、例えば位置４１で開始し、緊急位置又は出口４２で終了する、マーク付け４を非常に概略的に示している。発光粒状物質の光１１の色は、長さにわたって変動し得る。そのようなマーク付け４は、例えば、図３ｂのスプレー装置を用いて提供され得る。
【図１】
2017535936.tif 000003
【図２Ａ】
2017535936.tif 000004
【図２Ｂ】
2017535936.tif 000005
【図２Ｃ】
2017535936.tif 000006
【図２Ｄ】
2017535936.tif 000007
【図２Ｅ】
2017535936.tif 000008
【図３Ａ】
2017535936.tif 000009
【図３Ｂ】
2017535936.tif 000010
【図３Ｃ】
2017535936.tif 000011
【図４Ａ】
2017535936.tif 000012
【図４Ｂ】
2017535936.tif 000013
【図４Ｃ】
2017535936.tif 000014
【国際調査報告】
2017535936.tif 000015
2017535936.tif 000016
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