KR101949001B1 - 자외선 발광용 가스 방전 장치와 이것을 사용한 평면 광원 및 이들의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

구성이 간단하고, 염가이며 발광 효율이 좋은 자외 또는 가시광원용 가스 방전 디바이스를 얻는다. 횡단면에 있어서 대향하는 전면측과 배면측의 평탄면을 가지고, 내부에 방전 가스를 봉입한 유리 세관의 배면측의 평탄면의 외측에, 길이 방향으로 방전 간극을 사이에 두어 양측으로 뻗는 제1 및 제2의 긴 전극을 설치하고, 양쪽 전극 사이에 정현파 또는 경사 파형의 전압을 인가했을 때에, 전압 상승에 수반하여 상기 방전 간극에서 최초로 발생하는 트리거 방전을 불씨로 하여, 점차 각 긴 전극의 길이 방향을 향해 방전을 이행 확장시키도록 한 가스 방전 장치이다. 유리관 내에 자외 형광체층을 형성하고, 정현파 전압으로 구동함으로써 전면측 평탄면으로부터 높은 발광 효율과 발광 강도의 자외광을 얻을 수가 있다.

Description

자외선 발광용 가스 방전 장치와 이것을 사용한 평면 광원 및 이들의 구동 방법{GAS DISCHARGE DEVICE FOR ULTRAVIOLET LIGHT EMISSION, PLANAR LIGHT SOURCE USING SAME, AND METHOD FOR DRIVING SAME}

본 발명은 자외선 발광용 가스 방전 장치와 이것을 사용한 평면 광원에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유리 세관(細管)을 주체로 한 외부 전극형의 자외 또는 가시광원용의 방전 튜브와 이것을 사용한 평면 광원 및 이들의 구동 방법에 관한 것이다.

종래, 가스 방전을 이용한 광원 디바이스로서 고압 수은 램프나 엑시머(excimer) 방전 램프 등이 잘 알려져 있다. 또 자외 발광원으로서는 자외 발광 형광체를 이용한 가스 방전 디바이스가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또, 평면 광원의 구성에 적절한 세관 구성의 외부 전극형 가스 방전 디바이스도 주지이다(예를 들면, 특허 문헌 2, 3 및 4 참조).

일본국 특허 제5074381호 특허 공보 일본국 특허공개 2004-170074호 공개특허 공보 일본국 특허공개 2011-040271호 공개특허 공보 일본국 특허공개 2002-216704호 공개특허 공보

UV-C 밴드의 자외 형광체를 이용한 종래의 엑시머 방전 램프는, 고가의 석영 유리 외위기(外圍器)를 사용하는 것 외에, 구동을 위해서 고압의 방형파 교류 전원을 필요로 하는 등의 문제가 있다. 또 가스 방전 튜브를 이용한 종래의 자외선 발광용의 가스 방전 디바이스는, 전극 구성이 복잡한 외에, 발광 효율이나 발광 출력의 점에서 아직도 실용의 영역에 이르지 않았다.

따라서, 본 발명은 구성이 간단하고, 염가이며 발광 효율이 좋은 광원용, 특히, 자외광원용의 가스 방전 장치를 제공하는 것이다. 또 본 발명은 발광 효율이 높고, 발광 출력이 큰 자외 혹은 가시 발광용의 평면 광원을 용이하게 구성할 수 있는 플라스마 튜브 형식의 자외선 발광용 가스 방전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 한 쌍의 긴 전극 사이에 적어도 2종류의 방전을 발생시키도록 한 외부 전극형의 새로운 광원용 가스 방전 장치를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 방전 가스를 봉입한 유리 세관의 길이 방향으로 방전 간극을 사이에 두어 양측으로 뻗는 제1 및 제2의 방전 전극을 설치하고, 양쪽 전극 사이에 정현파형 또는 경사파형 등의 교번 전압을 인가했을 때에, 전압 상승에 수반하여 전극 근접단 사이에서 최초로 발생하는 트리거(trigger) 방전을 불씨로 하고, 점차 전극의 길이 방향을 향해 방전을 이행시키는 생각을 골자로 하는 것이다. 한 쌍의 방전 전극은 방전 간극을 구성하는 근접단부를 사이에 두어 양측으로 뻗는 형태로 배치된다.

더욱 구체적으로 말하면, 본 발명의 제1의 특징은, 횡단면에 있어서 대향하는 전면측과 평탄한 배면측을 가지고, 배면측의 내면에 자외 발광 형광체층을 마련함과 아울러, 내부에 방전 가스를 봉입한 복수개의 가스 방전 튜브와, 상기 복수개의 가스 방전 튜브를 평행하게 배열하고 각각의 배면측 평탄면을 공통으로 지지하는 절연 지지체로 이루어지고, 상기 절연 지지체는, 상기 각 가스 방전 튜브의 배면측 평탄면에 공통으로 대향하는 제1 및 제2의 전극을 구비하고, 상기 제1 및 제2의 전극은, 각 가스 방전 튜브의 길이 방향에 대해 서로 근접한 위치에서 트리거 방전부를 구성하는 간극을 사이에 두고 서로 이간하는 방향으로 뻗는 공통의 전극 패턴을 가지고, 한층 더 상기 각 가스 방전 튜브를, 발광면으로 되는 전면측의 두께가 300μm 이하의 붕규산계 유리의 세관으로 구성한 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치의 구성에 있다.
여기서, 상기 가스 방전 튜브를 구성하는 유리 세관이, 횡단면에 있어서의 장경축을 사이에 두어 대향하는 전면측 평탄면과 배면측 평탄면을 가지는 장경 치수 5㎜ 이하의 편평 타원 단면을 가지고, 상기 제1 및 제2의 전극을 지지한 절연 지지체의 상에 상기 복수개의 가스 방전 튜브의 배면측 평탄면을 서로 평행하게 배치한 것이 바람직하다.

상기 외위기로서는, 횡단면의 장축 직경이 5㎜ 이하의 원형, 타원형, 편평 타원형, 직사각형 또는 사다리꼴을 가지는 투명한 유리 세관을 이용하는 것이 바람직하고, 그 길이는 2㎝ 내지 10㎝가 적당하고, 응용면에 따라서는 그것보다 길어도 상관이 없다. 또 자외광원을 구성하는 외위기에는, 석영관보다 현격히 염가이고 파퓰러(popular)인 붕규산계 유리의 세관을 이용해도, 발광면으로 되는 전면측의 관의 두께를 300㎛ 이하로 함으로써 충분한 자외선 투과광을 얻을 수가 있다.

상기 제1 및 제2의 전극이, 각 가스 방전 튜브의 길이 방향으로, 소정 치수의 간극을 사이에 두고 있고, 상기 간극 치수의 적어도 3배의 길이로 양단 방향으로 공통으로 뻗고, 상기 간극의 근접단이 상기 트리거 전극부를 구성함과 아울러, 양측 연장부가 상기 주전극부를 구성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 및 제2의 전극이, 복수개의 가스 방전 튜브의 배면측에서, 상기 트리거 방전부를 구성하는 간극을 제외한 유효 방전 영역의 전체를 커버하는 시트 패턴을 가지는 것이 효과적이다
또 상기 제1 및 제2의 전극의 일방의 근접단에 접속되고, 또한 타방의 근접단과 대향하는 트리거 전극편을 한층 더 부설해도 좋다. 또한 제1 및 제2의 전극은, 유리 세관의 길이 방향으로 교대로 복수 설치되어도 좋다.
상기 자외 발광 형광체층에 가시 형광체가 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

보다 상세하게는, 외위기의 배면측의 저부 내면에는, 주로 크세논(xenon) 가스의 방전에 의해 발생하는 진공 자외선으로 여기되어 발광하는 자외 형광체층, 또는 가시 형광체층, 혹은 이들의 혼합 형광체층이 설치되고, 외위기의 전면측으로부터 소망 파장의 발광이 얻어진다.

또 본 발명에 의하면, 상기 세관 구성의 가스 방전 디바이스의 공통의 전극 상에 복수개를 평행하게 늘어놓아 배열함으로써 유연한 평면 광원을 구성할 수가 있다.
본 발명의 제2의 특징은, 횡단면에 있어서 대향하는 평탄한 전면측과 배면측을 가지고, 배면측의 내면에 자외 발광 형광체층을 설치함과 아울러, 내부에 방전 가스를 봉입한 복수개의 가스 방전 튜브와, 이 복수개의 가스 방전 튜브를 평행하게 배열하여 각각의 배면측 평탄면을 공통으로 지지하는 절연 필름으로 이루어지고, 상기 절연 필름은, 상기 각 방전 튜브의 배면측 평탄면에 공통으로 대향하는 제1 및 제2의 전극 시트를 구비하고, 이 제1 및 제2의 전극 시트는, 각 가스 방전 튜브에 대해서 서로 근접한 위치에서 트리거 방전부를 구성하는 트리거 전극부와, 이 트리거 방전부를 사이에 두어 서로 이간하는 방향으로 트리거 방전부로부터 유리관의 길이 방향을 따라 뻗는 주전극부를 포함하는 공통의 전극 패턴을 가지고, 한층 더, 상기 각 가스 방전 튜브를, 발광면으로 되는 전면측의 두께가 300μm 이하의 붕규산계 유리의 세관으로 구성한 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 평면 광원에 있다.
상기 제1 및 제2의 전극 시트는, 상기 절연 필름의 일면에 붙인 알루미늄박으로 이루어지는 것이 바람직하다
본 발명의 제3의 특징은, 상기 제1 및 제2의 전극간에 교번 전원을 접속하고, 상기 트리거 전극부에서 발생한 방전이 인가전압 파형의 상승 과정에 있어서 주전극부로 확대하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치의 구동 방법에 있다.
자외선 발광용 가스 방전 장치의 구동 방법에서, 상기 제1 및 제2의 전극의 일방을 접지 전위로 하고, 타방의 전극에 피크 전압으로의 상승 과정에서 상기 트리거 전극부에 대응한 트리거 방전부에서의 방전을 개시하는 교번 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 가스 방전 장치에 의하면, 외주기의 길이 방향을 따라 설치한 제1 및 제2의 전극에 의한 단순한 전극 구성으로 고효율의 발광을 얻을 수가 있다. 또 외위기로 되는 유리 세관 내에 자외 발광 형광체층을 설치한 구성에서는, 종래의 자외 발광 LED 등에 비해 강한 강도로 UV-B 밴드나 UV-C 밴드의 자외선 발광을 높은 효율로 얻을 수가 있다.

또한, 복수개의 자외선 발광관을 공통의 전극 시트 상에 늘어놓음으로써 용이하게 필름 형상의 평면 광원을 구성할 수가 있으므로, 의료 용도나 살균멸균 용도 등 산업상의 실용 범위가 큰 폭으로 확대된다.

도 1은 본 발명에 의한 자외선 발광용 가스 방전 장치의 실시 형태 1의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2는 가스 방전 장치의 주체가 되는 유리 외위기의 형상예를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 가스 방전 장치에 있어서의 방전 모델을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2를 모식적으로 나타내는 종단면도와 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 3의 평면 광원의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도와 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 4의 가스 방전 장치의 종단면도와 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 5의 가스 방전 장치의 종단면도와 이것을 사용한 평면 광원의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 6의 가스 방전 장치의 단면도와 이것을 사용한 평면 광원의 구성을 뒤편으로부터 나타내는 이면도이다.

이하에 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또 설명을 간략화하기 위해 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 또 이하의 설명에서는 본 발명의 전극 구성을 특징지우기 위해, 유리관의 길이 방향으로 뻗는 전극을 「긴 전극」이라고 부른다.

［실시 형태 1］

도 1은 본 발명에 의한 자외선 발광용 가스 방전 장치의 기본적 구성을 실시 형태 1로서 나타내는 모식적 종단면도이다. 네온과 크세논의 혼합 가스를 봉입한 가늘고 긴 유리관(1)이 디바이스의 주체로 되는 외위기를 구성하고 있고, 그 배면측으로 되는 저부 외면에 유리관(1)의 길이 방향을 따른 한 쌍의 긴 전극(2) 및 긴 전극(3)이 간극(4)을 사이에 두어 양측으로 뻗도록 배치되어 있다. 그리고, 일방의 긴 전극(2)은 접지되고, 타방의 긴 전극(3)에는 정현파 교류 전원 AC로부터 정현파 교류 전압이 인가된다.

외위기로 되는 유리관(1)은, 산화 규소(SiO₂)와 산화 붕소(B₂O₃)를 주성분으로 하는 붕규산계 유리의 파이프 형상 모재를 외경 5㎜ 이하로 두께가 500㎛ 이하인 세관으로 되도록 드로우(draw)(선뽑기) 하여 형성되어 있다.

유리관(1)의 횡단면은, 도 2(a), 도 2(b), 도 2(c) 또는 도 2(d)에 나타내는 것 같은 원형, 편평 타원형, 직사각형 또는 사다리꼴 등으로 할 수가 있다. 후술하듯이, 유리관(1)의 내면에 자외 발광 형광체층을 형성하여 자외선 광원용의 가스 방전 디바이스를 구성하는 경우, 유리관(1)의 발광면으로 되는 전면측의 두께를 300㎛ 이하로 하는 것이 자외선 투과율의 점에서 중요하다. 이런 이유로 도 1의 실시예의 유리관(1)은, 장경축을 사이에 두어 대향하는 전면측과 배면측을 평탄면으로 한 도 2(c)에 나타낸 직사각형의 횡단면을 가지는 것이다.

붕규산계의 유리라도 두께를 300㎛ 이하로 함으로써, UV-B의 파장 밴드의 자외선에 대해 90% 이상의 투과율을 얻을 수가 있다. 이 경우, 도 2(b), 도 2(c) 또는 도 2(d)의 횡단면의 예에 나타내듯이 유리관(1)의 전면측의 두께에 대해서 전극을 배치하는 배면측의 두께를 두껍게 하여 기계적 강도를 높이도록 해도 좋다. 대향면의 두께를 비대칭으로 한 유리관(1)은 유리 모재 정형시(整形時)의 프로세스 제어로 실현할 수가 있다.

도 1의 구성에 있어서, 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 서로 인접하는 근접단이 트리거 전극부(2a)와 트리거 전극부(3a)를 구성하고, 갭(gap) 치수 Dg의 간극(4)에 대응한 유리관(1) 내의 대응 가스 공간이 트리거 방전부(5)로 된다. 또 트리거 전극부(2a)와 트리거 전극부(3a)로부터 양측으로 이간하는 방향으로 뻗는 연장부가 길이 EL의 주전극부(2b)와 주전극부(3b)를 구성하고, 주전극부(2b)와 주전극부(3b)의 대응 가스 공간이 주가스 방전부(6)로 된다. 트리거 방전부와 주전극부는 설명의 편의상 붙인 부분 명칭이며, 실질적인 전극 패턴은 한 쌍의 가늘고 긴 전극의 근접단부에 간극(4)을 떨어지게 하여 관축 방향으로 배치한 매우 단순한 것이 된다.

긴 전극(2)과 긴 전극(3)은, 유리관(1)의 외면 상에 은페이스트(silver paste) 등을 인쇄하여 직접 형성해도 좋고, 혹은 동박, 알루미늄박 등의 금속박이나 수지 등의 베이스 필름 형상에 형성한 금속 메쉬 패턴을 유리관(1)의 외면에 붙여 형성해도 좋다. 또 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 쌍은 유리관의 외면 상에 절연층이나 절연 필름을 통해 설치되는 경우도 있다.

또, 이들 긴 전극(2)과 긴 전극(3)은, 도 1의 경우, 유리관(1)의 저부 외면의 길이 방향을 따라 일직선 상에 배치되어 있지만, 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 배치 장소는 유리관(1)의 측면이라도 상면이라도 좋다.

또, 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 관축에 대한 각도 위치는 유리관(1)의 측면에 있어서 서로 달라도 좋다. 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)을 유리관(1)의 발광면측에 형성하는 경우에는, 긴 전극(2)과 긴 전극(3)이 발광을 투과하도록 ITO 등의 주지의 투명 전극이나 메쉬 패턴(mesh pattern)의 금속 전극을 채용할 필요가 있다. 단 자외선 형광체를 사용하는 자외 발광 튜브에 있어서는 발광 손실이 생기지 않게 전극은 발광면을 피한 배면측에 배치하는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1에 나타낸 가스 방전 장치의 방전 모델을 설명하기 위한 모식도이다. 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 사이에는, 도 3(b)에 나타내듯이, 일방의 긴 전극(2)을 접지한 상태로, 타방의 긴 전극(3)에 정현파 교류 전원 AC를 접속하고, 도 3(a)에 나타내는 것 같은 정현파형의 교류 전압을 인가한다.

정현파 전압의 상승 과정에 있어서의 전압 ｖ1이, 타이밍 t1에 있어서 트리거 전극부(2a, 3a) 사이의 방전 개시 전압 Vf를 넘으면, 트리거 방전부(5)에서 방전이 발생한다. 이 트리거 방전에 의해 근방의 가스 공간에 다량의 공간 전하가 공급되어 이른바 불씨 효과가 생겨 정현파의 전압의 상승과 함께 긴 전극의 주전극부(2b, 3b)를 향해 방전이 확장하여 이른바 장거리 방전으로 이행해 가게 된다.

동시에, 최초로 트리거 방전을 발생한 트리거 전극(2a)과 트리거 전극(3a)에 대응한 유리관(1)의 내벽면 상에는 인가전압과 역극성의 전하(전자(-)와 양이온(+))가 벽전하로서 축적되고, 이 벽전하에 의한 전계가 인가전압의 전계를 상쇄하는 형태로 되어 트리거 방전부(5)에서의 방전은 정지한다.

도 3(b), 도 3(c), 도 3(d), 도 3(e)는 도 3(a)의 인가 정현파 전압의 타이밍 t1~t4에 대응한 방전과 벽전하의 축적 상태를 모식적으로 나타내고, 도 3(f), 도 3(g), 도 3(h), 도 3(i)는 극성 반전한 후의 타이밍 t5~t8에 대응한 방전과 벽전하의 축적 상태를 모식적으로 나타내고 있다.

이 모델로부터, 타이밍 t1에 있어서 트리거 전극부(2a)와 트리거 전극부(3a) 사이의 트리거 방전부(5)에서 발생한 방전이, 타이밍 t2, t3로 이어지는 인가전압의 상승 과정에서 벽전하의 축적을 수반하면서 주전극부(2b, 3b)의 연장 방향을 따라 주방전부(6)로 확장해 나가는 모습을 이해할 수 있다.

또, 인가 정현파 전압이 일방의 파고치(波高値)에 이른 후의 전압 하강 과정의 타이밍 t4에서는, 도 3(e)에 나타내는 것 같은 벽전하의 축적 상태로 되어 방전은 정지 상태에 있다. 그 후, 인가전압의 극성이 반전한 타이밍 t5에 있어서는, 축적한 벽전하의 전계가 인가 정현파 전압의 반대 극성의 상승 과정의 전계에 가산되는 결과, 트리거 전극부(2a, 3a)의 트리거 방전부(5)에 더해지는 실효 전압이 방전 개시 전압 Vf를 넘어 도 3(f)에 나타내듯이 재차 트리거 방전이 발생하고, 축차, 반대 극성의 벽전하의 발생을 수반하면서 타이밍 t6, t7에 있어서, 각각 도 3(g), (h)에 나타내듯이 주방전부(6)를 향해 방전이 확장한다. 그리고, 유리관(1)의 단부까지 방전이 확장한 타이밍 t8에 있어서 도 3(i)과 같은 벽전하 상태로 되어 방전이 정지한다. 이하, 이 동작이 반복된다.

인가전압의 상승 과정을 이용하여 복합 방전을 발생시키려면, 상기의 정현파 전압 이외에도 톱니 모양(saw tooth) 파형(램프(ramp) 파형)의 전압을 이용할 수도 있다. 또 외부 전극 구성의 본 발명과 관련되는 플라스마 튜브는 용량성 부하로 되므로, 구형(rectangular) 파형이라도 라이징(rising) 시간의 경사를 이용하여 상기와 같은 복합 방전을 발생시킬 수가 있다. 따라서, 라이징(rising) 시간을 가진 교번 전압을 쌍으로 이루어지는 긴 전극 사이에 인가하면 마찬가지의 구동을 행할 수가 있다. 그렇지만, 정현파 전압을 이용하는 것이 파형 발생의 쉬움의 점에서 바람직하다. 휘도의 조정은 정현파 전압의 주파수 또는 톱니 모양 파형 전압의 경사 각도의 변경으로 행할 수가 있다.

정현파 전압의 인가에 수반하여 이러한 복합 방전이 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 사이에 교대로 반복되고, 그때마다 방전 경로를 따라 음극 글로우(glow) 발광과 양극 칼럼(positive column) 발광이 발생한다. 방전 가스로서 네온(Ne)에 수%의 크세논(Xe)을 혼합한 가스를 이용하는 경우, 방전광으로서는 네온 오렌지색의 발광과 143㎚, 173㎚의 파장의 진공 자외선(VUV : Vacuum Ultra-Violet)이 얻어진다. 따라서, Ne와 Xe의 혼합비를 적당하게 조정하여 가스 방전의 발광을 그대로 이용하면, 네온 발광관 또는 자외선 발광관을 얻을 수가 있다.

도 1에 나타낸 실시 형태 1의 가스 방전 장치의 경우, 유리관(1)은, 직경이 5㎜~0. 5㎜의 크기로 제작되고, 예를 들면, 횡단면에 있어서의 장경 치수 2㎜의 직사각형 또는 편평 타원형으로 할 수가 있다. 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 근접단부의 간극(4), 즉 트리거 전극부(2a)와 트리거 전극부(3a)의 간극(4)의 갭 치수 Dg는 트리거 방전의 개시 전압을 결정하는 팩터(factor)로 되어서 , 5㎜ 이하가 실용적이고, 예를 들면 3㎜로 할 수가 있다. 이 경우의 트리거 방전부(5)의 방전 개시 전압 Vf는 약 900V로 된다.

한편, 각 긴 전극(2) 및 긴 전극(3)의 연장 방향에 있어서의 방전의 확대는, 인가하는 정현파 전압의 피크 전압 Vp에 의해 변화한다. 피크 전압 Vp를 너무 높게 하면, 트리거 방전부(5)의 손상을 초래할 위험이 있다. 즉, 트리거 전극부의 간극 치수 Dg는 통상 0.1㎜ 이상 2㎝ 이하 정도의 범위로 설정되지만, 정현파의 피크 전압 Vp는 유리 세관(1)의 유효 길이(2EL+Dg)에 의해 다르게 된다. 따라서 양쪽 팩터(factor)의 관계로부터 긴 전극의 주전극부(2b) 및 주전극부(3b)의 길이 EL는, 각각 트리거 전극부(2a)와 트리거 전극부(3a)의 갭 치수 Dg의 3배 이상, 바람직하게는 10배 정도로 하고, 예를 들면, 유리 세관(1)의 방전 유효 길이의 전체 길이가 50㎜인 경우는, 트리거 전극 간극 길이 Dg를 3㎜, 양쪽 주전극부의 길이 EL(도 1)를 각각 23.5㎜로 할 수가 있다.

이 결과, 도 1과 같은 한 쌍의 긴 전극(2, 3)을 이용한 유리관(1)은 전체적으로 5~10㎝ 정도의 길이의 것이 된다. 후술하듯이, 쌍으로 이루어지는 긴 전극(2, 3)을 트리거 방전 간극(4)을 사이에 두어 길이 방향으로 복수개 교대로 배치하는 구성을 취하면, 더욱 길이가 긴 가스 방전 장치를 구성하는 것도 가능하다.

정현파 전압의 주파수는, 전극간 용량과 임피던스(impedance)의 관계로부터 수십㎑, 예를 들면 40㎑로 설정된다. 피크 전압 Vp는 트리거 방전부(5)의 방전 개시 전압 Vf에 따라 그것보다 높은 1000V 내지는 그 이상의 값으로 설정되지만, 그 상한은 긴 전극 상에서의 방전의 퍼짐 길이 트리거 방전부(5)의 손상 방지를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 가스 방전 장치는, 벽전하의 축적을 이용함으로써, 긴 전극을 따라 방전을 정지시키면서 확장시켜 가는 방전 형식을 취하므로, 구동시의 피크 전류를 낮게 억제할 수가 있어 LED나 엑시머 방전 램프에 비해 소비 전력도 현격히 적어도 된다.

이런 이유로 실시 형태 1의 가스 방전 장치를 구동하기 위해서, 10V의 직류 전압(전지)을 42㎑의 정현파 전압으로 변환하는 인버터(inverter) 회로와, 이 정현파 전압을 피크 전압 1000V까지 승압하는 소형 변압기를 포함하는 5W의 시판의 소형 전원 회로(예를 들면, 해리슨전기제　HIU-465형)를 매우 적합하게 이용할 수가 있었다.

［실시 형태 2］

도 4(a) 및 도 4(b)은 각각 본 발명에 의한 가스 방전 장치의 실시 형태 2를 나타내는 종단면도와 횡단면도이다. 이 실시 형태 2의 기본적 구성은 도 1에 나타낸 실시 형태 1과 실질적으로 같지만, 도 1의 유리관(1)의 배면측 저부 내면에, 가스 방전에 수반하는 자외선으로 여기되어 발광하는 형광체층(7)이 형성된 가스 방전 튜브(10)를 이용하는 점이 실시 형태 1과는 다르다. 또 유리관(1)의 횡단면은 도 4(b)에 나타내는 것 같은 직사각형 즉 편평 사변형이며, 장경축을 사이에 두어 대향하는 평탄면을 구비하고 있다. 가스 방전 튜브(10)의 발광면으로 되는 전면측의 평탄면에는 300㎛ 이하의 두께의 얇은 관벽 외에 출사광을 차단하는 것은 아무것도 없다.

형광체층(7)의 일례로서 가돌리늄(gadolinium) 부활(賦活) 형광체(LaMgAl₁₁O₁₉ : Gd)를 이용한 경우, UV-B 밴드의 파장 범위인 311㎚의 자외 발광을 얻을 수가 있다. 또 프라세오디뮴(praseodymium) 부활(賦活) 형광체(YBO₃ : Pr 또는 Y₂SiO₅ : Pr)를 이용하면 UV-C 밴드의 파장 범위의 261㎚ 또는 270㎚의 자외 발광을 얻을 수가 있다.

가스 방전 튜브(10)의 형광체층(7)의 형성 자체는 주지의 침강법을 이용할 수가 있다. 즉, 전술의 형광체 분말을 현탁액 상태로 한 형광체 슬러리(slurry)를 유리관 내에 도입하여 정치하고, 그 후에 윗 맑은 액을 배출하고 침전물을 고온에서 소성함으로써 형광체층(7)을 형성할 수가 있다.

자외 발광 형광체 재료의 현탁액을 만들 때, 미세한 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자를 혼입해 두면, 방전 동작시의 형광체층(7)으로부터의 2차 전자 방출을 증대시키는 효과가 얻어져 방전 전압의 저감에 기여할 수가 있다. 또 자외 발광 형광체층(7)에 가시 형광체, 예를 들면 적색 형광체를 소량 혼합한 경우, 비가시의 자외 스펙트럼의 발광을 적색의 가시 발광에 의해 확인하는 것이 가능하게 된다.

자외 발광 형광체층(7)으로서 전술의 가돌리늄 부활 형광체를 이용한 실시 형태 2의 가스 방전 장치에 있어서, 한 쌍의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)의 사이에 정현파 전압을 인가함으로써, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지의 트리거 방전과 긴 전극을 따른 장거리 방전과의 복합 방전이 반복되고, 이에 따라 형광체층(7)에서 311㎚의 파장에 피크(peak)를 가지는 자외 발광을 10㎽/㎠의 발광 강도로, 또한 4%W/W의 발광 효율로 얻을 수 있었다.

［실시 형태 3］

도 5(a) 및 도 5(b)은 본 발명의 실시 형태 3으로서의 평면 광원의 구성을 나타내는 평면도와 횡단면도이다.

전극 시트(20)와 전극 시트(30)가 트리거 방전부를 구성하는 동안 간극(40)(갭 치수 Dg)을 사이에 두어 근접 배치되고, 그 상면에 실시 형태 2에서 이용한 횡단면이 직사각형 또는 편평 타원형의 가스 방전 튜브(10)가 예시적으로 6개 평행하게 배열되어 있다.

즉, 도 4에 나타낸 자외 발광용의 가스 방전 튜브(10)를 각각의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)을 각각 공통으로 한 전극 시트(20)와 전극 시트(30) 상에 늘어놓아 유연한 평면 광원이 구성되어 있다. 각 방전 튜브(10)의 배면측의 평탄면이 전극 시트(20)와 전극 시트(30)의 면에 잘 들어맞게(fitted) 된다.

전극 시트(20)와 전극 시트(30)는, 예를 들면, 폴리이미드계 수지나 PET 등의 수지 필름을 공통의 지지체(8)로 하여 그 상면에 알루미늄박(aluminium foil)을 붙인 구성이나, 동박(copper foil)을 패턴닝하여 형성되어 있다. 전극 패턴은 개개의 방전 튜브(10)에 대응한 선 형상의 분할 패턴으로 하고, 양쪽 사이드에서 각각 공통 접속하도록 해도 좋다.

이런 이유로 횡단면에 있어서의 횡방향의 장경 치수 2㎜로 한 길이 100㎜의 방전 튜브(10)를 공통의 전극 시트(20)와 전극 시트(30) 상에 50개 늘어놓음으로써, 10㎝ 사방의 자외 발광 평면 광원을 얻을 수가 있다. 이 평면 광원은 매우 단순한 구성이고, 또한 장거리 방전을 이용하여 발광하므로, 매우 높은 발광 효율과 휘도(발광 강도)를 얻을 수가 있다. 이 구성에 의하면 전극 시트(20)와 전극 시트(30)가 배면측의 유효 방전 영역의 대부분을 자동적으로 커버하여 반사판의 기능을 나타내는 장점도 있다.

또, 상기와 같이 구성한, 예를 들면 10㎝ 사방의 평면 광원을 단위 광원으로 하고, 복수개의 단위 광원을 모자이크 형상 또는 타일 형상으로 종횡 인접 배치하여 큰 면적의 자외선 조사 장치를 구성할 수가 있다.

이 경우, 모자이크 배열의 단위 광원 각각의 전극 단자를 개별적으로 도출하여 선택적으로 구동 전원에 접속하면, 조사 에리어(area)를 작은 면적의 광원 단위로 선택 가능하게 되어 특히 의료 용도 등에 유리하다. 이 경우도, 구동 전원으로서는 상술과 같은 DC전압을 정현파로 변환하여 승압하는 소형의 전원을 사용할 수 있으므로, 전체적으로 매우 단순하고 염가인 유닛 구성으로 할 수가 있다. 즉, 이 소형 구동 전원 회로는 단위 광원마다 정현파 전압을 인가하는 측의 전극 시트(30)의 지지체(8)의 이면에 용이하게 실장하여 평면 광원의 모듈화를 행할 수가 있다.

［실시 형태 4］

본 발명에 의한 가스 방전 장치의 실시 형태 4를 도 6(a), 도 6(b)에 나타낸다. 이 실시 형태의 특징은 트리거 방전부(50)의 구성에 있다. 그 외의 구성은 실시 형태 3(도 5)과 동등하다. 또 가스 방전 튜브(10)의 내면에 설치한 자외 발광 형광체층(7)은 도시를 생략하고 있다.

즉, 도 6(a)에 나타내는 종단면도에 있어서, 도의 왼쪽으로 뻗는 일방의 긴 전극(2)의 트리거 전극부(2a)의 상부 대향면에 트리거 전극편(31)이 형성되어 있다. 또한, 이 트리거 전극편(31)은 접속 도체(42)로부터 오른쪽으로 뻗는 타방의 긴 전극(3)에 접속되어 있다. 이에 의해 방전 튜브(10)를 횡단하는 대향 방전 셀 구조의 트리거 방전부(50)가 만들어진다.

가스 방전 튜브(10)를 복수개, 예를 들면, 6개 늘어놓아 평면 광원으로 하는 경우에는 도 6(b)과 같은 구성으로 된다. 전극 시트(20)와 전극 시트(30)는 먼저 도 5(a)를 참조하여 설명한 실시 형태 3의 것과 실질적으로 같다.

여기에서는, 좌방의 전극 시트(20)의 우단부에 대향하여 가스 방전 튜브 배열의 상면에 튜브를 횡단하는 방향의 공통의 트리거 전극편(31a)이 설치되고, 접속 도체(42a)로 우측의 전극 시트(30)에 접속된다.

트리거 전극편(31a)은 투명 도전막이라도 좋지만, 은페이스트를 줄무늬 모양으로 도포하여 형성해도 좋다. 혹은, 자외선 투과성의 아크릴계 수지 필름(예를 들면, 카나셀라이트(Kanaselite) ＃001)의 면(surface) 상에 트리거 전극 패턴의 도체막을 미리 형성한 형태로 보호 필름을 겸하여 가스 방전 튜브 배열의 상면에 래미네이트(laminate)할 수도 있다.

트리거 방전부(50)를 대향 방전 셀 구조로 한 이 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1 또는 2와 같은 유리관(1)의 길이 방향을 따른 면방전 셀 구조보다, 초기의 트리거 방전 개시 전압이 낮게 되므로 트리거 방전을 확실하게 발생시키는 것이 가능하게 된다.

이 대향 방전 형식의 트리거 방전이 불씨로서 근접한 가스 방전 공간으로의 공간 전자의 공급원으로 되고, 벽전하를 수반하는 장거리 방전이 정현파 전압의 상승에 따라 순차 관축 방향으로 뻗어 가는 동작은, 실시 형태 1에서 설명한 동작과 같다. 상부에 위치하는 트리거 전극편(31)과 거기에 이어지는 우측의 전극 시트(30)를 접지 전위로 하고, 좌방의 전극 시트(20)에 정현파형의 구동 전압을 인가하여 구동한다.

또 트리거 전극편(31a)은, 반드시 도 6(a)과 같은 일방의 긴 전극의 단부 트리거 전극부(2a)에 대향하는 위치에 설치할 필요는 없다. 예를 들면, 가스 방전 튜브(10)의 저면에 설치한 일방의 전극 시트(30)의 단부로부터 타방의 전극 시트(20)의 단부에 비스듬하게 접근하도록 가스 방전 튜브(10)의 측면으로 연장하는 선 형상 도체편으로서 형성해도 좋다. 또 주전극부의 근접단의 일방으로부터 타방의 근접단을 향해 트리거 전극편을 형성할 수도 있다.

이런 이유로 트리거 전극편(31a)를 설치한 실시 형태 4의 구조로, 장경 치수 2㎜, 길이 3㎝의 튜브를 1㎜ 간격으로 10개 늘어놓은 3㎝×3㎝(9㎠)의 가스 방전 장치를 구동하려면, 5V의 직류 전압(전지)을 80㎑의 정현파 전압으로 변환하는 인버터 회로와, 이 정현파 전압을 피크 전압 650V까지 승압하는 소형 변압기를 포함하는 출력 2W의 시판의 소형 전원 회로(예를 들면, 엘레밤(Elevam)사제 S-05584형)로 충분했다.

즉, 이 트리거 전극편(31a)을 부설한 구조에서는, 더 적은 소비 전력으로 6㎽/㎠, 4%W/W의 효율적인 자외선 발광을 실현할 수 있었다. 이 가스 방전 장치의 유효 방전 면적은 9㎠이므로, 50㎽를 넘는 총출력의 자외선 발광 장치가 실현되었다.

［실시 형태 5］

도 7(a)은 본 발명의 실시 형태 5로서의 가스 방전 장치를 나타내는 종방향 단면도, 도 7(b)는 그 평면도이다. 이 실시 형태의 가스 방전 장치의 특징은 쌍으로 이루어지는 긴 전극(22)과 긴 전극(32)이 1개의 가스 방전 튜브(10)의 상하 대향면에 설치되고, 근접단부가 중첩을 가지고 대향 방전 셀 구조의 트리거 방전부(52)를 구성하고 있는 점에 있다. 가스 방전 튜브(10)의 내면의 자외 발광 형광체층(7)의 도시는 생략되어 있다.

즉, 방전 가스를 봉입한 가스 방전 튜브(10)의 상부 외면에는 좌방의 단부로부터 중앙을 향해 뻗는 일방의 긴 전극(22)이 설치되고, 하부 외면에는 우측의 단부로부터 중앙을 향해 뻗는 타방의 긴 전극(32)이 설치되어 있다. 양쪽 긴 전극은 중앙 부분에 트리거 전극부(22a) 및 트리거 전극부(32a)로 되는 대향하여 중첩되는 부분을 가지고, 이 부분의 가스 공간에 트리거 방전부(52)를 형성하고 있다.

가스 방전 튜브(10)를 복수개 늘어놓아, 평면 광원을 구성하는 경우에는, 도 7(b)의 평면도와 같이, 복수개(여기에서는 6개)로 이루어지는 튜브 어레이를 상하로부터 각 튜브의 긴 전극(22, 32)을 공통화한 전극 시트(22b)와 전극 시트(32b)로 끼워 넣는 형태로 된다. 발광면으로 되는 상측의 전극 시트(22b)는 방사광을 취출하는 점에서 투명 도전막 또는 금속 메쉬 패턴으로 구성할 필요가 있다. 이 구성은 한쪽의 전극에 의한 광의 투과 손실이 생기므로 자외광보다도 오히려 가시광의 평면 광원에 적절한 것으로 된다.

전극 시트(22b)나 전극 시트(32b)도 각각 공통의 지지 필름 상에 미리 솔리드(solid) 패턴 또는 가스 방전 튜브의 배열에 따른 스트라이프(stripe) 패턴으로 형성해 두는 것이 바람직하다.

실시 형태 5의 구성에 있어서는, 트리거 방전부(52)가 대향 방전 형식이므로, 초기 트리거 방전을 낮은 전압으로 보다 확실하게 발생시킬 수가 있다. 또 구동 전원과의 접속은, 발광면측에 위치하는 전극 시트(22b)를 접지 전위로 하고, 배면측의 전극 시트(32b)에 정현파 교류 전압을 인가하도록 한다.

이 경우도 실시 형태 4와 마찬가지로 소형 전원 회로(에레밤사제　S-05584형)로 구동하는 것이 가능했다.

［실시 형태 6］

도 8(a), 도 8(b)는 각각 본 발명의 실시 형태 6을 나타내는 광원용 가스 방전 장치의 종단면도와 평면 광원으로 한 경우의 뒤편으로부터 본 이면도이다. 이 실시 형태 6의 특징은, 도 4의 긴 전극(2, 3)에 대응하는 복수 쌍의 전극 세그먼트(segment)(2A, 3A)를 교대로 일렬로 배치하고, 가스 방전 튜브의 장척화 도모한 점에 있다.

즉, 도 8(a)에 나타내듯이, 1개의 가스 방전 튜브(10)의 배면측 저면에는 도 4의 긴 전극(2)과 긴 전극(3)이 복수의 전극 세그먼트(2A) 및 전극 세그먼트(3A)로서 각각 트리거 전극의 간극(4)(치수 Dg)을 사이에 두도록 교대로 분할 배치되어 있다. 전극 세그먼트(segment)(2A, 3A)의 각각의 길이 EL는 실시 형태 1에서 말한 것처럼 트리거 전극의 간극 치수 Dg의 적어도 3배 이다.

따라서, 본 발명의 가스 방전 장치에서는, 종래 대형 디스플레이용의 플라스마 튜브 어레이에 있어서 화소를 구성하고 있던 표시 전극 쌍 사이의 방전과는 다른 형태의 복합 방전이 발생한다. 이 방전 형태의 차이는, 전극의 길이와 상승 과정의 긴 정현파 구동 전압에 기인하여 초래된다.

실시 형태 6에 있어서 가스 방전 튜브(10)를 복수개 늘어놓아 평면 광원을 구성한 경우의 뒤편으로부터 본 이면도가 도 8(b)에 나타난다. 여기에서는, 도 8(a)에 나타내는 알루미늄박 등으로 이루어지는 전극 세그먼트(2A)와 전극 세그먼트(3A)가 각각 캡톤(Kapton)(등록상표) 또는 PET와 같은 도시하지 않는 지지 필름 상에 각 방전 튜브(10)를 횡단하는 방향의 공통 세그먼트 전극(20A, 30A)으로서 교대로 배치되어 있다. 또 복수의 공통 세그먼트 전극(20A)과 공통 세그먼트 전극(30A)은 제1군과 제2군으로서 각각 접속 도체(20B)와 접속 도체(30B)에 의해 공통 접속되어 각각 단자부(20C)와 단자부(30C)에 도출되어 있다. 이 경우, 공통 세그먼트 전극(20A)과 공통 세그먼트 전극(30A)은 각 방전 튜브에 개별적으로 설치한 전극 세그먼트(2A, 3A)를 도시하지 않는 지지 기판 상의 배선 도체로 공통 접속한 구성으로 할 수도 있다.

이에 의해 일방의 단자(20C)를 접지 전위에 접속하고, 타방의 단자(30C)로부터 전원 AC의 정현파 교류 전압을 인가함으로써, 방전 튜브마다 인접하는 전극 세그먼트 간극에서의 트리거 방전과 각 전극 세그먼트에 따른 장거리 방전이 반복하여 발생하여 전면에 걸친 자외 발광을 얻을 수가 있다.

［실시 형태의 변형예］

실시 형태 6에 있어서의 전극 세그먼트는, 반드시 도 8(a)과 같이 가스 방전 튜브(10)의 저면에 일직선 상에 정렬하여 설치할 필요는 없다. 변형예로서 가스 방전 튜브(10)의 상면과 하면에 전극 세그먼트를 인접단이 중첩하는 형태로 교대로 설치할 수가 있다. 이 구성에 의하면, 도 7을 참조하여 전술한 실시 형태 5의 대향 전극 구조의 트리거 방전부를 유리 방전 튜브의 길이 방향으로 복수 가지는 가스 방전 장치를 얻을 수가 있다.

혹은, 도 8(a)의 구성에 있어서, 전극 세그먼트의 일방에 실시 형태 4의 특징으로서 상술한 트리거 전극편(31)을 부설해도 좋다. 가스 방전 튜브를 장척화 한 경우에서도 트리거 전극편에 의한 대향 방전 형식의 트리거 방전부에 있어서 가스 방전 튜브 전체 길이에 걸친 확실한 트리거 방전을 발생시킬 수가 있다.

또, 이상의 실시 형태에서는, 방전 가스를 봉입하는 외위기로서 가늘고 긴 유리 튜브를 사용했지만, 2매의 얇은 유리 시트의 사이에 밀폐된 방전 공간을 형성하고, 그 외면에 트리거 방전 간극을 사이에 두어 길이 방향으로 뻗는 띠모양 전극을 배치한 구성으로 할 수도 있다. 공통의 방전 공간의 외측에 띠모양 전극의 쌍을 평행하게 복수 쌍 늘어놓음으로써 실질적으로 실시 형태 3과 마찬가지의 평면 광원을 얻을 수도 있다.

또 상기 실시 형태에 있어서는, 유리 세관의 외면에 직접 쌍으로 이루어지는 긴 전극을 설치한 구성을 예시하였지만, 유리관벽의 평활함을 보상하는 관점이나, 관벽 보호의 관점으로부터 절연층이나 절연 필름을 통해 전극 쌍을 설치해도 좋다. 이런 이유로 유리 세관의 외면에 알루미늄박 등으로 이루어지는 솔리드 패턴의 긴 전극을 직접 붙여 형성한 경우, 유리 표면의 미세한 요철에 의해 접착면에 기포가 개재하고, 구동시에 무용한 기중(氣中) 방전이 일어날 우려가 있어, 이것을 방지하는 데는 얇은 폴리이미드계 수지의 절연 테이프, 예를 들면 캡톤(Kapton)(등록상표)을 통해 전극을 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 도 6(b)에 있어서의 전극 지지 시트(8)의 뒤편에 공통 전극(20)과 공통 전극(30)을 배치하고, 유리 세관과 전극의 사이에 얇은 절연층이 개재한 구성을 취할 수가 있다.

또 유리 세관의 표면 보호를 위해, 테플론((Teflon)(등록상표) 등의 자외선 투과 기능을 가지는 내열성의 불소 수지 등을 세관 표면에 코팅하는 것도 가능하다. 이에 의해 유리 세관의 내후성, 내충격성이 향상하여 응용면의 확대를 도모할 수가 있다. 이 경우도 유리관 외면 상의 전극 쌍은 유리관 표면에 대해서 코팅 수지의 절연층을 통해 간접적으로 설치되게 된다.

1 유리관 2, 3 긴 전극
2A, 3A 전극 세그먼트 2a, 3a 트리거 전극부
2b, 3b 주전극부(main electrode portion)
4 간극(gap)
5 트리거 방전부 6 주가스 방전부
7 형광체층 8 지지체
10 가스 방전 튜브
20, 30 전극 시트 20A 공통 세그먼트 전극
20B 접속 도체 20C 단자부
22, 32 전극 시트 22a 트리거 전극부
30A 공통 세그먼트 전극 30B 접속 도체
30C 단자부
31 트리거 전극편 32a 트리거 전극부
40 간극(gap) 42 접속 도체
50 트리거 방전부 52 트리거 방전부
AC 정현파 교류 전원

Claims (14)

1. 횡단면에 있어서 대향하는 전면측과 평탄한 배면측을 가지고, 배면측의 내면에 자외 발광 형광체층을 마련함과 아울러, 내부에 방전 가스를 봉입한 복수개의 가스 방전 튜브와, 상기 복수개의 가스 방전 튜브를 평행하게 배열하고 각각의 배면측 평탄면을 공통으로 지지하는 절연 지지체로 이루어지고,
   상기 절연 지지체는, 상기 각 가스 방전 튜브의 배면측 평탄면에 공통으로 대향하는 제1 및 제2의 전극을 구비하고, 상기 제1 및 제2의 전극은, 각 가스 방전 튜브의 길이 방향에 대해 서로 근접한 위치에서 트리거 방전부를 구성하는 간극을 사이에 두고 서로 이간하는 방향으로 뻗는 공통의 전극 패턴을 가지고, 한층 더 상기 각 가스 방전 튜브를, 발광면으로 되는 전면측의 두께가 300μm 이하의 붕규산계 유리의 세관으로 구성한 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가스 방전 튜브를 구성하는 유리 세관이, 횡단면에 있어서의 장경축을 사이에 두어 대향하는 전면측 평탄면과 배면측 평탄면을 가지는 장경 치수 5㎜ 이하의 편평 타원 단면을 가지고, 상기 제1 및 제2의 전극을 지지한 절연 지지체의 상에 상기 복수개의 가스 방전 튜브의 배면측 평탄면을 서로 평행하게 배치한 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2의 전극이, 각 가스 방전 튜브의 길이 방향으로, 소정 치수의 간극을 사이에 두고 있고, 상기 간극 치수의 적어도 3배의 길이로 양단 방향으로 공통으로 뻗고, 상기 간극의 근접단이 트리거 전극부를 구성함과 아울러, 양측 연장부가 주전극부를 구성하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2의 전극이, 복수개의 가스 방전 튜브의 배면측에서, 상기 트리거 방전부를 구성하는 간극을 제외한 유효 방전 영역의 전체를 커버하는 한 쌍의 시트 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2의 전극의 일방의 근접단에 접속되고, 또한 타방의 근접단과 대향하는 트리거 전극편을 한층 더 부설하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 자외 발광 형광체층에 가시 형광체가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치.
7. 횡단면에 있어서 대향하는 평탄한 전면측과 배면측을 가지고, 배면측의 내면에 자외 발광 형광체층을 설치함과 아울러, 내부에 방전 가스를 봉입한 복수개의 가스 방전 튜브와, 이 복수개의 가스 방전 튜브를 평행하게 배열하여 각각의 배면측 평탄면을 공통으로 지지하는 절연 필름으로 이루어지고,
   상기 절연 필름은, 상기 각 방전 튜브의 배면측 평탄면에 공통으로 대향하는 제1 및 제2의 전극 시트를 구비하고, 이 제1 및 제2의 전극 시트는, 각 가스 방전 튜브에 대해서 서로 근접한 위치에서 트리거 방전부를 구성하는 트리거 전극부와, 이 트리거 방전부를 사이에 두어 서로 이간하는 방향으로 트리거 방전부로부터 유리관의 길이 방향을 따라 뻗는 주전극부를 포함하는 공통의 전극 패턴을 가지고,
   한층 더, 상기 각 가스 방전 튜브를, 발광면으로 되는 전면측의 두께가 300μm 이하의 붕규산계 유리의 세관으로 구성한 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 평면 광원.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 및 제2의 전극 시트는, 상기 절연 필름의 일면에 붙인 알루미늄박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 평면 광원.
9. 제1항에 기재된 자외선 발광용 가스 방전 장치의 구동 방법으로서,
   상기 제1 및 제2의 전극간에 교번 전원을 접속하고, 트리거 전극부에서 발생한 방전이 인가전압 파형의 상승 과정에 있어서 주전극부로 확대하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치의 구동 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 전극의 일방을 접지 전위로 하고, 타방의 전극에 피크 전압으로의 상승 과정에서 트리거 전극부에 대응한 트리거 방전부에서의 방전을 개시하는 교번 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광용 가스 방전 장치의 구동 방법.
    
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