CN107073300A - 颗粒可水激活发光材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可水激活的发光颗粒材料(1)，该可水激活的发光颗粒材料包括颗粒(100)，其中，每个颗粒(100)包括与可水激活电池(20)功能地耦合的固态光源(10)和包围可水激活电池(20)的至少一部分的吸水外壳(120)。本发明还提供了发光颗粒材料喷射设备，该发光颗粒材料喷射设备包括容器，该容器被配置为容纳可水激活的发光颗粒材料。
Description
技术领域
本发明涉及可水激活的照明系统。本发明进一步涉及包括这种可水激活系统的喷射设备。本发明还涉及这种系统的具体用途。
背景技术
本领域中已知发光材料对于例如安全应用的用途。比如，US4401050描述了具有形成在材料片内或附接到材料片的至少一个突出标记的磷光逃跑路线指示器。突出标记合并有能够在不存在光时发亮的磷光物质。被形成为片的一部分的粘合剂用于将指示器应用于墙壁或楼梯的表面，从而帮助刻画应急时间期间到应急设备的逃跑路线或访问路线。
发明内容
可以用于应急照明的现有技术系统的问题是这些系统常常是静态的。进一步地，这种系统常常需要日光来充电(诸如在磷光材料的情况下)，并且不能在期望时照亮。当然，可以使用手电筒，但这种手电筒通常仅对携带手电筒的人有用。
因此，本发明的一个方面提供了另选的照明系统，该照明系统例如可以用于应急情况下，优选地还至少部分排除上述缺点中的一个或多个。比如，特别期望提供以下系统：该系统将人们引导到出口(比如，以疏散人们)或引导到应急场所(比如，用于应急工作者)，该系统可以用于其中没有光并且其中例如正常路线可能被阻塞且必须使用另选路线的任何环境中。
本发明提出了由水点亮(即，可水激活)的微型LED模块，并且该微型LED模块可以分布在大表面上，或可以用于在期望场所提供标志或用于标志安全路径(“安全线”)。目前，不存在由水激活时开始照亮且保持自主工作达特定时间的(非常)小的自主LED模块。可用的模块具有单独的电池，并且具有大尺寸(例如，救生衣灯)。将(水激活的)电池集成到LED包装中将允许将模块尺寸显著缩小，直至它与喷射和涂布技术兼容的那一点。这为一系列新应用提供机会。
在本发明中，在具体实施例中，电源(主电池功能)集成到LED包装中，这允许非常小的模块尺寸和自主功能。因此，可以使用(小的)水激活电池，该电池通过暴露于水来通电。本发明提供了LED微模块，该LED微模块具有以下电气设计：该电气设计使得(从湿电池功能向LED的直接供电/电流供给)需要最小数量的部件，这导致在用水激活后甚至自主操作大约数小时的、非常小的LED模块。固态光源可选地可以包括LED激光器，诸如垂直腔表面发射激光器或VCSEL。
因此，在第一方面中，本发明提供了可水激活的发光颗粒材料(本文中还被指示为“LED颗粒”或“LED粒子”)，该可水激活的发光颗粒材料包括颗粒(“粒子”或“珠子”)，其中，每个颗粒包括与可水激活电池功能地耦合的固态光源，并且每个颗粒包括包围可水激活电池的至少一部分的吸水外壳。因此，功能地耦合到(小)固态光源(特别是具有等于或小于5mm的尺寸的固态光源)的(小)可水激活电池的组合被提供为例如可以被喷射或以其他方式分布在区域上以(在电池激活之后)照亮这种区域的颗粒。
在又一方面中，本发明提供了发光颗粒材料喷射设备，该发光颗粒材料喷射设备包括：(i)容器，该容器被配置为容纳本文中所限定的可水激活发光颗粒材料；(ii)喷射开口，用于提供发光颗粒材料的喷射；以及(iii)(iiia)用于经由喷射开口将发光颗粒材料推出喷射设备的流体和(iiib)用于这种流体的入口中的一个或多个。
在又一方面中，本发明还提供了这种容器本身，即，包围本文中所限定的可水激活发光颗粒材料的容器。进一步地，可选地，喷射设备包括可拆卸容器。凭借该实施例，空容器可以用填充的容器来替换，填充的容器可以附接到喷射设备。因此，喷射设备可以包括具有发光颗粒材料的、用于功能地替换容器的可替换容器。
据此，发光颗粒材料或喷射设备例如可以用于应急情况，像在火灾、建筑区域的淹没、关于水面等的情况下。颗粒材料(即，颗粒)可以散布于区域上，并且在将颗粒材料应用于区域之前或之后，通过用水激活，颗粒给出(LED)光。比如，它们(还)可以用于在减少日光的情况下找到或标志物体、人或动物。例如，可以从安全区域到人或动物需要帮助或可能需要帮助的位置进行标志。应急工作者可以找到他们返回的路。在一个实施例中，发光颗粒材料或喷射设备用于标志建筑物中的路线。然而，发光颗粒材料还可以分布在诸如较大区域的区域上，并且可选地还可以由合适的飞行物体(诸如例如，无人机)来分布。在又一实施例中，发光颗粒材料可以用于标志物体(像道路或公路上坏掉的车辆)，以针对这种物体警告人们。比如，凭借喷射设备，人可以在汽车在低光水平时且在一个地点(像偏僻道路或没有照明的夜间道路(部分))坏掉时标志汽车。本发明不限于应急情况应用。还可以包括其他应用，诸如在例如节日或其中在没有任何应急情况的情况下可以产生照明效果的其他情况的使用期间。然而，从环境的观点，目标特别地在于其中其他合适装置可能不那么有效的情况，诸如在例如本文中所述的应急情况下。
本领域中已知可水激活电池。比如，电池可以与包括镁(金属)的第一电池电极和第二电池电极一起使用，第二电池电极包括AgCl、CuCl、PbCl2、Cu2I2、CuSCN以及MnO2中的一个或多个，在一个实施例中包括AgCl和CuCl中的一个或多个，特别地包括上述(六个，特别是两个)化合物中的一个。当这种材料的层功能地耦合到固态光源时，光源可以在这种层也与水接触时提供光，因为这些层然后提供向光源输送功率(即，电流或电压)的经激活电池(即，设备的可水激活方面)。
众所周知，固态光源包括p-n结二极管。因此，在一个具体实施例中，一个或多个颗粒包括堆，该堆包括p-n结二极管，其中p型部分电连接到第一电池电极，并且其中n型部分电连接到第二电池电极，其中，第一电池电极包括镁，并且其中，第二电池电极包括AgCl、CuCl、PbCl2、Cu2I2、CuSCN以及MnO2中的一个或多个。然而，可选地，可以提供其中电池和二极管不形成堆而是彼此分离的布置在基板上的颗粒。当将固态光源和电池层电连接(即，功能地连接)时，可以提供功能模块。在又一实施例中，可水激活电池包括大部分由氧卤材料制造的阴极、和铝、镁、锌或其合金的阳极。特别地，氧卤材料可以从包括三氯三氧三嗪和1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲的组选择。
因此，固态光源或LED以及电池特别集成在单个基板上，甚至更特别地集成在单个层堆中。因为可以使得LED非常小，所以这可以导致非常小的模块。当前，具有大约200*200μm2的裸片尺寸的LED可用。通常，每个颗粒包括单个固态光源。进一步地，每个颗粒将包括一个或多个(可水激活)电池。
(可水激活)电池和(固态)光源的这种小组件特别可以至少部分(甚至完全)被外壳包围。在其中外壳还覆盖电池的电极的实施例中，这种外壳可以用于保护组件和/或可以用于存水。另选或另外地，外壳可以用于向颗粒提供浮力。因此，本发明在实施例中提供颗粒，其中整个组件被外壳包围，并且其中，电池的电极由此也被外壳包围，或者其中，组件的一部分被外壳包围，并且其中，例如电极(的一部分)可以突出外壳。术语“外壳”涉及至少部分包围核心的材料。这里，核心可以至少包括电池和LED的组件。在一个具体实施例中，颗粒(特别是其外壳)被配置为特别是在至少10分钟(甚至更特别地至少30分钟，还甚至更特别地至少一小时，诸如两个或更多个小时)期间，提供可漂浮颗粒(即，漂浮在水上的颗粒)。
外壳可以包括透光材料，和/或外壳可以包括吸水材料。在后者的实施例中，水可以由外壳在与水接触时捕获，并且可以用于给电池供电。可选地，外壳还可以包括电解质材料。当然，外壳可以包括具有上面指示的功能中的一个或多个的材料，和/或外壳可以包括多种材料，每种材料具有所指示功能中的一个或多个。进一步地，外壳可以包括例如可以具有一个或多个不同功能的多种材料。术语“透光”特别涉及透射至少一部分可见光的(固态)材料。下面指示可以透光的聚合物的示例。
作为透射(聚合)材料，特别地，一种或多种材料可以从由以下项构成的组选择：例如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(树脂玻璃或有机玻璃)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、硅酮、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、(PETG)(乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(聚二甲硅氧烷)以及COC(环烯烃共聚物)。
作为吸水材料，可以使用诸如超吸收聚合物的吸水聚合物。超吸收聚合物(还称为SAP)是可以吸收并保持相对于其自己质量而言非常大量的液体的聚合物。吸水聚合物的示例例如是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酯。本领域中已知吸水聚合物，并且例如WO2013083698及其所引用的参考中描述了吸水聚合物。吸水聚合物例如应用于尿布中，并且适于这种应用的材料还可以用于本发明中。吸水材料的一个具体示例是吸湿性材料。因此，在另外的实施例中，外壳可以包括吸湿性材料。吸湿性材料的示例例如是金属盐，但其他材料也可以是吸湿性的。吸湿性材料的另外示例可以包括ZnSO4、CaCl2、SiO2、NaNO3、CaSO4等中的一个或多个。本文中所用的吸湿性材料特别是在与水接触之前是固体的材料。当使用吸湿性盐时，特别地，那些盐具有中等溶解度。
作为电解质，可以使用通常已知的电解质，诸如以下项中的一个或多个：氯化钠、硝酸、氯酸、氢氯酸、氯化钙、氯化钾、硝酸钾、氢氧化钠、醋酸钠、硫酸、氢氧化镁等。特别地，电解质可溶于水，并且包括钙、钾、氯化物、镁、钠、氢氧化物以及磷酸盐中的一个或多个(甚至更特别地包括碱金属、以及氯化物和氢氧化物中的一个或多个，像NaCl、KC1、NaOH、KOH等)。特别地，外壳至少包括吸收剂，因为这(在用水激活之后)允许LED的自主通电，而在没有这种吸收剂的情况下，应用可能被局限于水上或潮湿环境中的应用。
因此，在一个实施例中，每个颗粒包括包围可水激活电池的至少一部分的外壳(特别是吸水外壳)。在又一实施例中，每个颗粒包括包围可水激活电池的至少一部分和固态光源的至少一部分的外壳(特别是吸水外壳)。特别地，在后者的实施例中，外壳可以透过固态光源的光。因此，在一个实施例中，如本文中定义的堆可以至少部分被外壳(特别是吸水和/或透光外壳)包围。
短语“可水激活发光颗粒材料包括颗粒”指示颗粒材料至少包括如本文中所述的发光颗粒。然而，该短语不排除其他类型的颗粒(或可选地甚至非颗粒材料)的存在。
可选地，外壳包括具有(水可进去的)孔的材料。水可以进入孔并激活颗粒，以提供发光。
如上面指示的，在一个具体的变体中，颗粒的电子部分可以本质上由p-n结的堆构成，结的两侧处具有上面指示的电极。注意，术语“p-n结”在实施例中还可以包括例如多个含结的体系，像p-n-p-n结等。
为了向LED提供更多的功率，可以期望使用串联布置的多个电池。另选或另外地，可以使用焦耳盗取或升压转换器。因此，在另外的实施例中，一个或多个颗粒包括串联布置的多个可水激活电池，该多个可水激活电池与固态光源功能地耦合，或者其中，一个或多个颗粒包括升压转换器，该升压转换器与固态光源和可水激活电池功能地耦合。在这种实施例中，电池和LED以及可选的升压转换器可以布置在基板上。这里，术语“升压转换器”用于指示本领域中已知且可以用作输出电压大于其输入电压的DC至DC功率转换器的增压转换器、焦耳盗取或其他转换器。
凭借本发明，可以以低于cm范围(甚至是低于mm范围)的尺寸来制作小发光颗粒。取决于应用(像在喷射中或在投射器或其他类型的设备中)，可以选择期望的尺寸。比如，当使用具有推进剂的喷射时，可以期望较小尺寸。因此，在一个具体实施例中，颗粒具有从50μm至50mm的范围选择的尺寸(诸如在200μm至20mm范围内的尺寸，诸如200μm至10mm，像200μm至5mm，诸如至少500μm)。凭借这种尺寸范围，可以布置可以用可水激活电池供电的高效LED。本文中，短语“具有从50μm至50mm的范围选择的尺寸”和类似短语指示颗粒具有在那些范围内的长度、宽度、高度或尺寸。换言之，颗粒可以被包围在这种尺寸的立方体中。颗粒材料可以不一定为单分散性的。因为涂布技术或成型技术可以用于提供外壳，所以可以存在尺寸上的某一分布。如上面指示的，在亚毫米范围内的小尺寸也可以是可能的，并且特别是喷射应用可能对该小尺寸感兴趣。因此，在另外的实施例中，颗粒具有从100至500μm范围选择的尺寸。在又一实施例中，颗粒具有从200μm至1.5mm(诸如500μm至1.5mm)范围选择的尺寸。
术语LED指示发光二极管。发光二极管可以被配置为提供彩色光，诸如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光。可选地，发光颗粒材料包括提供具有不同光谱分布的发射的颗粒的混合物。这样，比如，白光可以用提供蓝光的颗粒和提供黄光的颗粒来生成，或者经由通常已知的RGB原理来生成。可选地，外壳可以包括能够将光源光的至少一部分转换成另一个波长的光的波长转换材料。同样以这种方式，比如可以提供白光。
可选地，喷射设备(也参见下面)可以被提供有不同颜色。比如可以想象，对于标志物体的应急应用，可以应用简单的绿色单色光或红色单色(与公路处的低颜色渲染照明相比)，然而例如对于室内应用，像在其中可见性和可区别性(实际上是颜色渲染)也可能相关的被拆毁房屋或多层建筑物中，可能更期望白光。
如上面指示的，本发明还提供了发光颗粒材料喷射设备，该发光颗粒材料喷射设备包括(i)容器，该容器被配置为容纳根据本文中定义的可水激活发光颗粒材料；(ii)喷射开口，该喷射开口用于提供发光颗粒材料的喷射；以及(iii)(iiia)经由喷射开口将发光颗粒材料推出喷射设备的流体和(iiib)用于这种流体的入口中的一个或多个。因此，特别地，可以区分两个实施例：其中喷射设备可以能够在没有外部推进装置的情况下提供喷射的第一实施例、和其中喷射设备可以被配置为使用外部推进装置来提供喷射的第二实施例。
在前者的实施例中，高压下的流体可以可用于喷射设备中(可选地用于喷射设备内的单独容器中)。在后者的实施例中，喷射设备比如可以被布置在被配置为提供喷射本身的设备上。旁路可以被创建为推进颗粒材料，或者可以使用从被配置为提供喷射本身的设备的整个材料流。比如，在一个实施例中，喷射设备可配置在消防水龙带喷嘴上，以便将(在消防水龙带的使用期间)运输穿过消防水龙带喷嘴的灭火材料的至少一部分用作推进发光颗粒材料的流体。还可以设想其他应用。在其中推进剂可以由喷射设备包含的实施例中，这种推进剂例如可以从由以下项构成的组选择：挥发性烃(通常诸如丙烷、正丁烷以及异丁烯)、二甲醚(DME)、甲乙醚、一氧化二氮、二氧化碳、氢氟烷烃(HFA)(诸如HFA 134a(1,1,1,2-四氟乙烷)或HFA 227(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷))等。取决于应用，可以选择不同类型的推进剂。特别地，考虑其中火是危险的应急情况，可以选择较不易燃的推进剂(像一氧化二氮和/或二氧化碳)(或者具有外部推进剂的选项(像水流)；见前面)。
如上面指示的，当应用材料时，水可用于应用场所。在这种实施例中，材料的通电可以由该水来进行。比如，可以考虑颗粒材料在海洋或大洋上应用于照亮船处的拯救行动。然而，水不总是可用于其中可能应用或必须应用可水激活发光颗粒材料的位置。因此，为了该目的，喷射设备可选地还可以包括蓄水器。因此，在另外的实施例中，喷射设备还包括含水液体，该含水液体与可水激活发光颗粒材料分离地容纳在喷射设备中。用户可以在使用喷射设备之前混合含水液体和颗粒材料。另选地，喷射设备被配置为在将颗粒材料推出喷射设备的喷嘴时混合含水液体和颗粒材料。术语“含水液体”特别可以指代水，但可选地还可以指代水和推进剂(诸如上面指示的气体中的一个或多个)的混合物。
在喷射设备的一个具体实施例中，喷射设备包括第一容器和第二容器，每个容器被配置为容纳可水激活的发光颗粒材料，其中，所述第一容器中的第一可水激活的发光颗粒材料被配置为在与水接触时提供具有第一光谱分布的发光，并且其中，所述第二容器中的第二可水激活的发光颗粒材料被配置为在与水接触时提供具有第二光谱分布的发光，其中，光谱分布不同，并且其中，喷射设备被配置为喷射可水激活的发光颗粒材料，其中，在喷射期间，喷射中的第一可水激活发光颗粒材料和第二可水激活发光颗粒材料的含量随着时间而变化。这种喷射设备特别可以用于提供在其长度上具有颜色变化的标志。这可能特别利于沿具体方向引导人。因此，本发明还提供了(发光颗粒材料在应急情况下的)用途，其中，标志在标志的长度上被提供有变化的光谱分布，并且其中，标志被使得指示方向。
术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(这里特别是第一光源)的光的传播的项或特征的布置，其中，相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，更靠近光生成装置的光束中的第二位置是“上游”，并且更远离光生成装置的光束内的第三位置是“下游”。
本领域技术人员将理解本文中的术语“大体”(诸如在“大体所有光”中或在“大体构成”中)。术语“大体”还可以包括具有“整个”、“完全”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，还可以去除形容词大体。在适用情况下，术语“大体”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地为99％或更高，甚至更特别地为99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……构成”的实施例。术语“和/或”特别涉及“和/或”之前和之后提及的项中的一个或多个。比如，短语“项1和/或项2”以及类似短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以涉及“由……构成”，但在另一个实施例中还可以涉及“至少含有所定义的物种和可选地一个或多个其他物种”。
此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分类似的元件，并且不一定用于描述先后顺序或时间顺序。要理解，这样使用的术语在适当环境下可互换，并且本文中所述的本发明的实施例能够以与本文中所述或图示的顺序不同的其它顺序来操作。
本文中的设备除其他之外在操作期间描述。如将对本领域技术人员清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
应注意，上述实施例图示而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求范围的情况下设计许多另选实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除除了权利要求中叙述的那些元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件且借助于合适编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由同一硬件项来体现。在彼此不同的从属权利要求中记载特定措施的简单事实，不指示不可以有利地使用这些措施的组合。
本发明还适用于包括说明书中描述和/或附图中示出的表征特征中的一个或多个的设备。本发明还涉及包括说明书中描述和/或附图中示出的表征特征中的一个或多个的方法或处理。
本专利中讨论的各种方面可以组合，以便提供另外的优点。此外，特征中的一些可以形成用于一个或多个分案申请的基础。
附图说明
现在将参照示意附图仅用示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中，对应的附图标记指示对应的部分，并且在附图中：
图1示意性描绘了发光颗粒材料(仅示出了单个颗粒)；
图2a-图2e示意性描绘了制作这种发光颗粒材料的一些实施例和方面、以及颗粒发光材料的实施例和方面；
图3a-图3c示意性描绘了喷射设备的一些实施例和方面；以及
图4a-图4c示意性描绘了一些应用实施例。
附图不一定按比例。
具体实施方式
图1示意性描绘了包括颗粒100的可水激活发光颗粒材料1的一个实施例，这里示意性描绘了单个颗粒100的一个实施例。颗粒100包括与可水激活电池20功能地耦合的固态光源10，诸如半导体发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED)中的一个或多个，特别是LED。尺寸用高度h、宽度w以及长度l来指示。特别地，这些尺寸彼此偏离不大，诸如不多于平均值的25％。这样，可以提供大体圆颗粒，但其他形状的颗粒100也可以是可能的。进一步地，颗粒100特别可以包括外壳材料。外壳用附图标记120来指示。这可以向颗粒100提供大体圆的形状。外壳可以完全围绕基板或载体，基板或载体用附图标记30指示，包括所述电池20和光源10(“组件”)。可选地，电池的电极可以从外壳120延伸和/或可以不被外壳120覆盖。特别地，与LED或p-n结二极管101(的发光部分)接触的外壳120或其他材料可以透过光源光11。这样，可以在外壳120下游感知光源光11。
在图1中，外壳被描绘为还包围电极。在这种情况下，外壳可以为多孔和/或吸水的。可选地或另外地，电极的至少一部分可以不被外壳覆盖，并且可以在颗粒100暴露于水时与水直接接触。外壳可以包括多层(多外壳)。
在如图2a中示意性描绘的一个实施例中，LED粒子制造可以从LED裸片/晶体现在的样子开始。在一个方法中，以暴露阳极和阴极的这种方式，可选地使用胶或其他粘性材料31，将这些LED裸片重新分布到临时或永久载体30上(例如，在优选的VTF(垂直薄膜)LED裸片配置的情况下，LED“向侧面”重新分布)。在下一步骤中，(例如，通过印刷技术)以线的形式应用半单元电池材料，使得这些阳极(Mg)和阴极(Cu)与LED电极接触。在(x和y方向上的)分离步骤之后，获得可以通过暴露于水来供电的独立LED裸片。这样，提供堆140。如果需要，这些模块可以用吸收/保持水的透明材料(即，外壳120)的最后封装步骤(例如，凭借球形几何结构的成形)来完成。在水激活之后，这允许即使在干燥气氛中也继续对LED供电。该球形还可以用于在基于水的激活之前保护/稳定模块。如图2a所示，用附图标记140指示的堆包括p-n结二极管101，其中p型部分102电连接到第一电池电极104，并且其中n型部分103电连接到第二电池电极105，其中，第一电池电极104比如包括镁，并且其中，第二电池电极105比如包括AgCl、CuCl、PbCl2、Cu2I2、CuSCN以及MnO2中的一个或多个。当置于诸如水的含水液体240中时，LED 10的电池通电(被激活)，并且向光源11提供功率，光源由此提供光。这里，为了清楚起见，未描绘外壳120，但该外壳可选地可以存在。可选地，这种外壳120可以包括用于转换光源光11的发光波长转换材料。进一步地，如上面指示的，外壳120特别是吸水的。
在图2b中示意性描绘的一个另选实施例中，设想基板级处理。该处理从LED现在的样子开始。在第一处理步骤中，将这些LED的阳极(或阴极)向下放至预涂布有电池电极中的一个(例如，Cu或Mg)的临时载体上。在下一步骤中，用层1120(特别是可渗透层)覆盖并平化堆，也以便允许物理分离两个电池电极。最后，应用具有另一个电池电极(例如，Mg或Cu)的顶层，这产生功能化的LED。潜在地，还可以应用最后修整和保护层。最后，将堆分成独立供电的LED粒子，并且可以从临时载体取下这些LED粒子，以便将来使用。(可渗透)层1120可以包括如上所述的吸水材料。进一步地，(可渗透)层1120特别地透过光源光。再次，当发光颗粒材料1被置于含水液体240(诸如水)中时，由于电池，LED 10被供电并提供光源光11。
在图2c中示意性描绘的一个另外实施例(该实施例可以与图2a或图2b的实施例组合)中，对于LED包装制造，可以使用晶片级包装技术来允许低成本LED包装。用于水激活电池的电极可以在晶片级以大规模并行方式来形成。(高级)处理由以下处理模块来构成：
1、从LED晶片现在的样子开始(离线)；
2、晶片级后处理(例如，以应用电池电极)；
3、成型技术以用吸水材料进行封装。
潜在地，在后者阶段中，为了创建具体的电极配置，现在样子的晶片设计可以适于：1)使晶片级后处理要求容易、或2)建造提高电池功率的一系列电池配置。还清晰的是，需要双侧晶片处理，并且将必须探索并开发合适的涂布和分离技术。另外，电池的尺寸受限(x、y尺寸与“晶片上”尺寸直接联系)。
图2d和图2e示意性描绘了颗粒(为了清楚起见，未示出包括可选的外壳120)，该颗粒包括串联布置的多个可水激活电池20，该多个可水激活电池与固态光源10功能地耦合(参见图2d)，或者其中，颗粒100包括升压转换器130，该升压转换器与固态光源10和可水激活电池20功能地耦合(参见图2e)。在两种情况下，可以向LED光源10提供更高的电压，这可以是期望的。电池堆的其他布置也可以是可能的。
这种LED粒子可以应用于其中仅需要有限操作时间的、喷射或涂布LED的领域中。人在如建筑物火灾(其中，消防员将刷涂回/出建筑物的路线)或汽车故障(以照亮并标志处于黑暗区域处的汽车的位置)的应急情况下可以考虑发光喷射线，参见图示(4a-4c)。
光粒子的激活和点引可以通过将光粒子暴露于水(将干燥粒子喷射到水中或在喷射之前暴露于水)来进行。例如在下面的图3a中图示了最后一种情况。图3a示意性描绘了发光颗粒材料喷射设备2的一个实施例，该发光颗粒材料喷射设备包括：(i)容器210，该容器被配置为容纳如上面定义的可水激活发光颗粒材料1；(ii)喷射开口220，以提供发光颗粒材料1的喷射7；以及(iii)经由喷射开口220将发光颗粒材料1推出喷射设备2的流体231。流体231可以为气体或液体，并且在该实施例中被示意性示出为处于与颗粒发光材料1相同的室或容器210中。然而，可选地，流体231可以处于另一个室中。用示例的方式，图3a的实施例还包括诸如水的含水液体240，该含水液体与可水激活发光颗粒材料1分离地容纳在喷射设备2中。比如通过推动元件81穿过分离器82，发光颗粒材料1与含水液体240接触。
图3b示意性描绘了其中喷射设备2包括第一容器210a和第二容器210b的一个实施例，每个容器被配置为容纳可水激活的发光颗粒材料1，其中，所述第一容器210a中的第一可水激活的发光颗粒材料1a被配置为在与水接触时提供具有第一光谱分布的发光，并且其中，所述第二容器210b中的第二可水激活的发光颗粒材料1b被配置为在与水接触时提供具有第二光谱分布的发光，其中，光谱分布不同。术语“第二容器210b”和“第二可水激活的发光颗粒材料1b”以及类似术语还可以涉及多于1个的这种元件，由此可选地还有第三容器和第三可水激活的发光颗粒材料，全都具有不同的光谱分布。这样，在喷射期间，第一可水激活的发光颗粒材料1a和第二可水激活的发光颗粒材料1b在喷射(7)中的含量随着时间而变化，图3b中非常示意性地描绘了这一点。因此，标志可以被提供有随着长度的颜色改变。
在图3c中示意性描绘的又一实施例中，喷射设备2例如可配置在诸如消防水龙带喷嘴3的液体流或气体流的源上，以便将在消防水龙带的使用期间运输穿过消防水龙带喷嘴3的灭火材料9的至少一部分用作推进发光颗粒材料1的流体231。特别地，当灭火材料包括水时，还激活发光材料。该实施例中的喷射设备2包括用于这种流体231的入口235。
图4a非常示意性地描绘了应急情况下关于水的器皿。当诸如从直升机提供多个发光颗粒100时，对于应急工作者可以标志并照亮器皿。
图4b非常示意性地描绘了应急情况下的车辆。通过将发光颗粒材料100喷射在汽车上，可以警告其他道路用户。
图4c非常示意性地示出了例如在位置41处开始且在应急位置或出口42处结束的标志4。发光颗粒材料光11的颜色可以随着长度而变化。这种标志4例如可以被提供有图3b的喷射设备。
Claims (14)
1.一种可水激活的发光颗粒材料(1)，所述可水激活的发光颗粒材料包括颗粒(100)，其中，每个颗粒(100)包括固态光源(10)和吸水外壳(120)，所述固态光源与可水激活电池(20)功能地耦合，所述吸水外壳包围所述可水激活电池(20)的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，所述外壳(120)透光。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，一个或多个颗粒(100)包括串联布置的多个可水激活电池(20)，所述多个可水激活电池与所述固态光源(10)功能地耦合，或者其中，一个或多个颗粒(100)包括升压转换器(130)，所述升压转换器与所述固态光源(10)和所述可水激活电池(20)功能地耦合。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，所述颗粒(100)具有从50μm至50mm的范围选择的尺寸。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，所述颗粒(100)具有从100μm至500μm的范围选择的尺寸。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，一个或多个颗粒(100)包括堆(140)，所述堆(140)包括p-n结二极管(101)，其中p型部分(102)电连接到第一电池电极(104)，并且其中，n型部分(103)电连接到第二电池电极(105)，其中，所述第一电池电极(104)包括镁，并且其中，所述第二电池电极(105)包括AgCl、CuCl、PbCl2、Cu2I2、CuSCN以及MnO2中的一个或多个。
7.一种发光颗粒材料喷射设备(2)，包括：(i)容器(210)，所述容器被配置为容纳根据前述权利要求中的任一项所述的可水激活的发光颗粒材料(1)；(ii)喷射开口(220)，用于提供发光颗粒材料(1)的喷射(7)；以及(iii)流体(231)和用于这种流体(231)的入口(235)中的一个或多个，所述流体用于经由所述喷射开口(220)将所述发光颗粒材料(1)推出所述喷射设备(2)。
8.根据权利要求7所述的喷射设备(2)，还包括含水液体(240)，所述含水液体与所述可水激活的发光颗粒材料(1)分离地容纳在所述喷射设备(2)中。
9.根据权利要求7至8中的任一项所述的喷射设备(2)，其中，所述喷射设备(2)能配置在消防水龙带喷嘴(3)上，以便将灭火材料(9)的至少一部分用作推进所述发光颗粒材料(1)的流体(231)，所述灭火材料在消防水龙带的使用期间被运输穿过所述消防水龙带喷嘴(3)。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的喷射设备(2)，包括第一容器(210a)和第二容器(210b)，每个容器被配置为容纳所述可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，所述第一容器(210a)中的第一可水激活的发光颗粒材料(1a)被配置为在与水接触时提供具有第一光谱分布的发光，并且其中，所述第二容器(210b)中的第二可水激活的发光颗粒材料(1b)被配置为在与水接触时提供具有第二光谱分布的发光，其中，所述光谱分布不同，并且其中，所述喷射设备(2)被配置为喷射所述可水激活的发光颗粒材料(1)，其中，在喷射期间，所述喷射(7)中的第一可水激活的发光颗粒材料(1a)和第二可水激活的发光颗粒材料(1b)的含量随着时间而变化。
11.一种根据权利要求1至6中的任一项所述的发光颗粒材料(1)或根据权利要求7至10中的任一项所述的喷射设备(2)在应急情况下的用途。
12.根据权利要求11所述的用途，用于在减少日光的情况下找到或标志物体、人或动物。
13.根据权利要求11至12中的任一项所述的用途，用于标志建筑物中的路线。
14.根据权利要求13所述的用途，其中，标志(4)在所述标志的长度(1)上被提供有变化的光谱分布，并且其中，所述标志(4)被用于指示方向。
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