KR20040078647A - 발광장치 및 발광방법 - Google Patents

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KR20040078647A
KR20040078647A KR10-2004-7009097A KR20047009097A KR20040078647A KR 20040078647 A KR20040078647 A KR 20040078647A KR 20047009097 A KR20047009097 A KR 20047009097A KR 20040078647 A KR20040078647 A KR 20040078647A
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Abstract

본 발명은 발광장치에 관한 것으로, 투명 또는 반투명 윈도우(10)를 포함하여 기밀적으로 밀봉된 케이스(4); 적어도 상기 윈도우의 대부분을 덮는 상기 케이스 내에 배열된 형광체로 이루어진 층(3); 전자의 방출을 위해 상기 케이스 내에 배열된 전자방출 캐소드(1) 및 애노드(2)를 포함한다. 상기 케이스는 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스로 채워진다. 상기 상기 캐소드 및 애노드는, 사용시, 상기 방출된 전자가 상기 가스 중에서 촉진되어 애벌런치 확산되도록 전위상태에서 유지되고, 상기 층은 애벌런치 확산된 전자 및 가스 사이의 상호작용으로 인해 가스 중에 방출되는 애벌런치 확산된 전자에 의한 충격에 반응하여 및/또는 자외선에 노출되는 것에 반응하여 상기 윈도우를 통해 발광되도록 배열된다.

Description

발광장치 및 발광방법{AN ARRANGEMENT AND A METHOD FOR EMITTING LIGHT}
광원의 종류 중의 하나는 형광등이다. 형광등에 있어서, 가스방전은 자외선(UV)광을 형광물질 상에 방출한다. 이러한 광원은 심각한 결점을 가지고 있다. 예컨대, 전원이 온된 후 광원이 최고조의 출력에서 방사할 때까지에는 항상 소정의 지체시간이 존재하게 된다. 더욱이, 이러한 지체시간은 복잡한 제어 장비가 요구되게 하여, 수용 공간이 필요하게 되고 비용이 증가되게 한다. 또, 불행하게도 환경에 악영향을 미치는 수은과 같은 물질을 사용하는 것이 필요하게 된다. 또, 형광물질의 선택은 UV 감광성 물질로 제한되어 있다. 이러한 대부분의 형광물질은 스펙트럼 형상의 광을 방출하는데, 이는 사람의 눈에 최적이 아니므로 사람에게 편안함을 제공하지 못한다. 마지막으로, 통상적으로 이런 종류의 광원은 방출 강도가 고온에 비교되는 저온에서 스위치 온 후에 오랫동안 충분히 약화되어 있는 점에서 오히려 온도에 민감하다.
다른 종류의 광원은 캐소드 발광성 광원이다. 캐소드 발광성 광원에서, 전자는 캐소드를 가열하여 전자를 열적으로 방출시키거나, 캐소드의 표면 근처에 강전계를 사용하여 전계방출을 통해 전자를 방출시킴으로써, 캐소드로부터 방출된다.
캐소드의 표면 근처에 강전계를 사용하는 전계 방출 캐소드 광원의 예들이 미국특허 제 5877588호 및 미국특허 제 6008575호에 개시되어 있다.
열적으로 방출하는 캐소드의 주된 문제는 캐소드를 가열하는 과정에서 대량의 에너지가 소비된다는 점이다. 전계 및 열적 방출 캐소드의 주요한 문제는 광을 발생시키는 모든 전자가 캐소드로부터 방출되어야 하기 때문에, 높은 방출 전류가 캐소드를 소모시킨다는 점이다. 이것은 높은 전자 전류가 캐소드의 표면으로부터 방출되어야 하므로 캐소드의 구조 및 제작을 복잡하게 한다는 점을 의미하다. 또한, 전류 캐소드 발광성 광원은 진공상태에서만 동작하므로 이는 광원 주위에 두꺼운 벽이 필요되게 한다.
본 발명은 전체적으로 캐소드 발광성 광원에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 전자 방출 캐소드 및 형광물질을 이용하여 광을 방출시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 특징 및 장점은 본 발명의 한정이 아닌 예로만 주어진 것이지 이하에 주어진 다음의 실시예의 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백해진다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 6개의 상이한 실시예에 따르는 광원의 측단면도이고;
도 7 내지 도 9는 본 발명의 광원과 함께 사용될 수 있는 3개의 상이한 램프 하우징의 사시도이다.
본 발명의 목적은 종래의 광원에 비해 더욱 밝은 광을 제공하고, 적어도 상술한 일부의 문제를 제거하는 향상된 광원 및 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 다른 목적은 첨부된 청구항에서 한정되는 바와 같은 장치 및 방법에 의해 달성된 본 발명에 따른다.
전자 애벌런치 확산에 적절한 가스를 캐소드 발광성 광원에 제공함으로써, 더욱 밝은 광이 얻어질 수 있다. 또한, 캐소드로부터의 방출 전류는 대부분의 전자가 가스로부터 자유롭게 되어 캐소드의 표면으로부터 방출되지 않음에 따라 감소되므로 캐소드의 구성을 단순화하고 캐소드의 수명을 연장시킨다.
가스로 채워진 광원의 압력이 진공보다 상당히 높은 압력, 즉 대기압이므로 광원의 벽면은 더욱 박막으로 구성될 수 있어서, 광원을 더욱 밝게 한다.
애벌런치 확산시, 전자를 제외한 자외선(UV)도 발산되어 형광물질을 자극하여 형광물질이 광을 방출하게 할 수 있으므로 단위 광출력 당 총 전자 전류는 종래의 캐소드 발광성 광원보다 작게 되어 광원의 디자인을 단순하게 한다.
애벌런치 전압을 가변시키는 것에 의해 전계 방출 캐소드에 있는 전자 전류 및/또는 애벌런치 확산을 가변시키는 것이 용이하기 때문에 광원은 용이하게 소등될 수 있다.
이제, 본 발명의 제 1 실시예가 도 1A 및 도 1B를 참조하여 설명될 것이다.
평면 캐소드 발광성 광원은 케이스(4) 내측에 평면 캐소드(1), 평면 캐소드(1)에 평행한 평면 애노드(2) 및 형광층(3)을 포함한다. 케이스(4)는 광원으로부터 광을 방사시키는 윈도우(10)를 가진다. 형광층(3)은 윈도우(10)의 내측 상에 배열되고, 평면 애노드(2)는 형광층(3)의 표면에 배열되어 평면 캐소드(1)와 직면한다.
케이스(4)는 밀봉되어 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스로 채워진다. 케이스(4)의 외측에는 디퓨저(diffser, 도시생략)가 배열될 수 있다. 디퓨저는 광원의 상이한 영역으로부터의 상이한 광도(luminous intensity)를 보충할 정도의 광도를 제공한다.
평면 캐소드(1)는 평면 애노드(2)와 직면하는 표면(1A)으로부터 전자를 방출시키도록 자극될 수 있는 모든 종류의 캐소드가 될 수 있다. 평면 캐소드의 표면(1A)은 매끄러운 표면 또는 거칠한 표면을 가질 수 있다. 평면 캐소드의 표면(1A)의 거칠기는 예컨대 레이저광, 에칭, 기계적인 거칠기작업, 또는 예컨대 카본 나노튜브, 플레린스(fulerenes) 등과 같은 거친 형상을 만드는 물질의 증착에 의해 상기 표면을 거칠게함으로써 형성될 수 있다. 전자의 방출은 평면 캐소드(1)를 가열하여 전자를 열적으로 방출시키거나, 평면 캐소드(1)의 표면 부근에 강전계를 인가하여 전자를 전계방출에 의해 방출시킴으로써 제공된다. 또한, 가열되지 않은 전계방출 캐소드에 비교되는 정도로 더욱 낮은 전계를 인가함으로써 전계방출 캐소드를 가열하여 전자의 방출을 제공하는 것도 가능하다.
평면 애노드(2)는 고에너지 전자가 애노드를 통과하여 형광층(3)에 충격을 가할 수 있도록 고에너지 전자를 투과시킬 수 있다. 평면 애노드(2)는 예컨대 박막일 수 있거나 메시형상을 가질 수도 있다.
또한, 평면 애노드(2)는 도 1B에 도시된 바와 같이 형광층(3)과 케이스(4) 사이에 배열된다. 따라서, 평면 애노드(2)는 광에 대해 투명성이어야 하기 때문에, 투명한 전도체로 만들어질 수 있거나 메시형상을 가질 수도 있다. 그러나, 애노드는 전자에 대해 투명성이 되지는 않는다. 이 경우, 평면 애노드(2)는 케이스(4)의 일부일 수 있는데, 여기에서 케이스(4)는 예컨대 전도체 물질, 예컨대 전도체 유리 또는 전도체 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
형광층(3)은 단일물질 또는 혼합물, 예컨대 Y2O2S:Eu, ZnS:Cu;Al 및 ZnS:Cl의 혼합물로 이루어질 수 있다.
전자 애벌런치 확산에 적절한 가스는 예컨대, 모든 희가스(noble gas), 질소 또는 90% 아르곤 및 10% 메탄과 같이 탄화수소 가스로 혼합된 불활성가스일 수 있다. 상기 가스는 바람직하게 대기압이지만, 대기압보다 낮거나 높은 바람직하게는 0.001-20atm의 범위의 압력일 수도 있다.
전압(U)은 사용시, 평면 애노드(2)와 평면 캐소드(1) 사이에 인가된다. 전압(U)은 전계 방출하는 경우에 평면 캐소드(1)로부터 전자를 방출시킬 수 있을 만큼 충분히 높아야 한다. 모든 경우에서 전압(U)은 가스 중에 전자를 애벌런치 확산시키기에 충분히 높아야 한다. 애벌런치 확산된 전자는 평면 애노드(2) 쪽으로 가속되어 형광층(3) 쪽으로도 가속된다. 전자는 형광층(3)에 흡수되어 형광층(3)의 형광물질을 여기시킨다. 형광층(3)은 이완(여기)하는 동안 밝은 가시광선을 방출한다.
애벌런치 확산시, 전자를 제외한 자외선(UV)도 발광되어 가속하여 형광물질로 하여금 광을 방출하게 한다. 이러한 물리적인 처리과정은 광을 발생시키기 위해 전자 충격과 함께 사용될 수 있거나 또는 별개적으로 사용될 수도 있다.
가스 중에서 애벌런치 확산을 사용하는 장점은, 캐소드로부터 방출된 전자가 평면 캐소드(1)와 평면 애노드(2) 사이의 전계에 의해 가속되어 가스를 이온화시키고, 새로운 전자가 가스로부터 방출되어서 가속되어 가스를 더욱 이온화시키는 것이다. 그러므로, 광을 제공하는 전자들의 대부분은 가스로부터 유도되고 캐소드로부터 유도되지 않는데, 이는 캐소드의 소모를 줄인다. 가스는 촉매체로서 작용하는데, 그 이유는 가스의 이온화시에 형성된 양이온이 양이온을 중화시키는 캐소드 쪽으로 흘러서 가스로 전환되기 때문이다.
1 atm의 압력에서 아르곤 및 메탄의 가스 내에 있는 평면 애노드(2)와 평면 캐소드(1) 사이의 1mm의 거리를 사용하면, 통상 1000V의 전압은 캐소드(1)로부터 전자를 방출하여 그 방출된 전자를 애벌런치 확산하기에 충분하다.
광원의 차원은 의도된 사용목적에 따라 아주 크게 가변시킬 수 있어서, 광원은 길게 연장된 발광 면에 2차원을 갖도록 발생될 수 있다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다. 제 2 실시예는 다음과 같은 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.
도 2의 평면 캐소드 발광성 광원은 평면 애노드(2)와 평면 캐소드(1) 사이에 위치된 바람직하게는 평면 캐소드(1)보다 평면 애노드(2)에 더욱 인접하게 위치된, 변조기 전극(5)을 추가로 포함한다. 바람직하게, 변조기 전극(5)은 전자를 통과시키는 메시형상을 갖는다.
전계방출을 통해 캐소드로부터 전자를 방출하는데 필요한 전계는 정상적으로 전자의 애벌런치 확산을 위한 전계보다 더 낮다. 그러므로, 평면 애노드(2)에 인접하게 변조기 전극(5)을 제공함으로써, 평면 애노드(2)에 인접하게 애벌런치 확산될 평면 캐소드(1)로부터 방출된 전자에 상당히 높은 전압을 인가하지 않고도 충분히 고전계가 획득될 수 있다.
광원에 변조기 전극을 제공함으로써, 가스의 이온화시에 형성된 양이온은 양이온을 중화시키는 변조기 전극 쪽으로 흘러서 가스로 전환된다.
제 1 전압(U1)은 사용시, 변조기 전극(5) 및 평면 캐소드(1) 사이에 인가되어 평면 캐소드(1)로부터 전자의 방출 및/또는 평면 캐소드(1)로부터 방출된 전자의 가속을 야기한다. 제 2 전압(U2)은 평면 애노드(2)와 변조기 전극(5) 사이에 인가되어, 가스 중에 있는 방출된 전자를 애벌런치 확산시키는데 충분한 고전압이어서, 이 전자들에게 평면 애노드(2)와 변조기 전극(5) 사이에 충분히 높은 운동에너지를 공급하므로, 애벌런치 확산된 전자는 평면 애노드(2)를 투과하여 형광층(3)에 충격을 가하여, 광을 발광시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제 3 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 제 3 실시예는 다음과 같은 점을 제외하고는 제 2 실시예와 동일하다.
평면 캐소드 발광성 광원은 평면 애노드(2)와 변조기 전극(5) 사이에 위치된, 바람직하게는 평면 애노드(2) 보다 변조기 전극(5)에 더욱 인접하게 위치된 애벌런치 전극(6)을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 애벌런치 전극(6)은 전자를 통과시키는 메시형을 갖는다. 회절격자는 변조기 전극(5) 및 애벌런치 전극(6)의 메시형상을 갖게 하는데 회절격자가 사용될 수 있다. 변조기 전극(5) 및 애벌런치 전극(6)은 바람직하게는 서로에 맞추어진 구멍을 구비하여야 한다.
폴리아미드 필름과 같은 유전체(21)는 변조기 전극(5)과 애벌런치 전극(6) 사이에 위치되어 이들 전극들을 명확하게 구획된 거리로 이격시켜 유지시킬 수 있다. 유전체(21)는 회절격자의 구멍과 정확히 맞추어진 구멍을 구비하거나 회절격자(5 및 6)의 구멍보다 더 넓거나 더 좁은 구멍을 구비할 수 있다. 유전체(21)가 변조기 전극(5) 및 애벌런치 전극(6)을 안정화하는데 이용될 때, 전극의 회절격자는 유전체(21)를 금속화시키는 수단에 의해 제조될 수 있다.
변조기 전극 및 애벌런치 전극을 광원에 제공함으로써, 가스의 이온화시에 형성된 양이온이, 양이온을 각각 중화시키는 변조기 전극 및 애벌런치 전극 쪽으로 흘러서 가스로 전환된다.
제 1 전압(U1)은 사용시, 변조기 전극(5)과 평면 캐소드(1) 사이에 인가되어 평면 캐소드(1)로부터 전극의 방출 및/또는 평면 캐소드(1)로부터 방출된 전자의 가속을 야기한다. 제 2 전압(U2)은 애벌런치 전극(6)과 변조기 전극(5) 사이에 인가되어 가스 중에 있는 방출된 전자를 가속시키며, 제 2 전극(U2)은 방출된 전자의 애벌런치 확산을 달성하기에 충분히 높은 전압일 수 있다. 제 3 전압(U3)은 평면 애노드(2)와 애벌런치 전극(6) 사이에 인가되어, 이전에 확산된 전자를 더욱 애벌런치 확산시키거나 평면 애노드(2) 쪽으로 통과하는 전자를 흘려서 형광층(3)에 충격을 가하여 광을 발광시키는데 충분히 높은 전압이다.
제 2 전압(U2)이 전자를 애벌런치 확산시키면, 제 3 전압(U3)은 평면 애노드(2) 대신에 애벌런치 전극(6) 상에 전자를 집속시키는 역전계를 가질 수 있다. 변조기 전극(5) 및 애벌런치 전극(6) 사이의 갭에서, 자외선광은 전자로 충격을 가하지 않고 형광층(3)을 밝히는 애벌런치 효과에 의해 형성된다. 이것은 평면 애노드(2)가 형광층(3)과 윈도우(10) 사이에 위치될 때 또는 평면 애노드(2)가 케이스(4)의 일부일 때 특히 장점을 갖는다.
이하, 본 발명의 제 4 실시예를 도 4A 및 4B를 참조하여 설명한다.
원통형의 캐소드 발광성 광원은 케이스(도시생략) 내측에 원형의 횡단면을 갖는 로드 캐소드(1), 환형의 횡단면을 갖는 원통형 애노드(2) 및 원통형 형광층(3)를 포함한다. 케이스는 광원으로부터 광을 방사시키는 윈도우를 구비한다. 형광층(3)은 윈도우의 내측을 덮도록 배열될 수 있다. 애노드(2)는 캐소드(1)와 직면하는 원통형 형광층(3) 상에 배열되는 것이 바람직하다.
케이스는 기밀적으로 밀봉되어 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스로 채워진다. 디퓨저(도시생략)는 케이스의 외측에 배열되어, 광원의 상이한 영역으로부터 상이한 광도를 보충할 정도의 광도를 제공한다.
로드 캐소드(1)는 상기 제 1 실시예와 관련하여 설명된 캐소드 표면과 유사한 표면, 즉 매끄러운 표면 또는 거칠한 표면을 가질 수 있다. 또한, 로드 캐소드(1)는 복수의 파이버 예컨대, 카본 파이버, 카본 나노튜브, 플레린스 등으로 구성되어, 방사상으로 연장시킴으로써 도 4B에 도시한 바와 같은 로드형상(rod-shape)을 형성하는 복수의 원판(disk)을 형성할 수 있다.
애노드(2)는 전자가 애노드(2)를 통과하여 원통형 형광층(3)에 충격을 가할 수 있도록 고에너지 전자에 대해 투과성이 있다. 애노드(2)는 예컨대 박막일 수 있거나 메시형상을 가질 수 있다.
거리, 형광물질, 가스 내용물 및 인가된 전압은 상술한 제 1 실시예와 동일할 수 있다.
이러한 제 4 실시예에서는 원통형 대칭을 갖는 것으로 설명하고 있지만, 선택적으로 구형 대칭을 가질 수도 있다.
또한, 이러한 제 4 실시예는 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 변조기 전극을 포함할 수 있으며, 또한 제 3 실시예에서 설명한 바와 같은 애벌런치 전극 및 유전체를 추가로 포함할 수도 있다.
본 발명의 제 5 실시예는 도 5에 도시한 바와 같이, 캐소드(1)가 사각의 횡단면을 갖고 애노드(2)가 사각형의 횡단면을 갖는 점을 제외하고는 제 4 실시예와 동일하다.
이하, 본 발명의 제 6 실시예를 도 6을 참조하여 설명한다. 이러한 제 6 실시예는 다음과 같은 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.
캐소드(1)는 히터(20)에 의해 가열되어 캐소드(1)로부터 전자의 방출을 증가시킨다.
애노드(2)는 평면이 아니지만, 캐소드(1)와 부분적으로 평행하고 캐소드(1)에 부분적으로 수직인 표면을 갖는다. 그러므로, 전계(도 6에 화살표로 도시함)를 인가함으로써, 평행하지 않은 평면에 발광을 야기시킨다.
또한, 제 6 실시예는 제 2 실시예에 구비되어 있는 바와 같은 변조기 전극을 포함할 수 있으며, 또한 제 3 실시예와 관련하여 설명한 바와 같은 애벌런치 전극 및 유전체를 추가로 포함할 수도 있다.
이하, 상이한 타입의 램프 하우징을 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 상술한 바와 같은 디퓨저가 이러한 램프 하우징에 포함될 수 있다.
제 1 타입의 램프 하우징은 도 7에 되시되어 있으며, 램프 끼워맞춤부(7) 및 유리부(8)를 포함한다. 램프 끼워맞춤부(7)는 불투명하고, 예컨대 제 1 내지 제 3 실시예 중 하나 또는 제 6 실시예 중의 하나와 같은 광원을 램프 하우징 내부에 유지시키며, 램프 하우징을 벽면, 천정 또는 기타 지지물에 고정시키기 위한 수단을 포함한다. 또한, 램프 하우징은 광원과 관련된 전자를 수용할 수도 있다. 유리부(8)는 투명 또는 반투명하며, 광원을 보호하고 광원으로부터 전도될 광을 받아들이도록 배열된다.
다른 디자인의 램프 하우징은 도 8에 도시되어 있으며, 램프 끼워맞춤부(7) 및 유리부(8)를 포함한다. 램프 끼워맞춤부(7)는 예컨대 제 4 또는 제 5 실시예에서와 같은 광원을 램프 하우징 내에 유지시킴과 동시에 그 램프 하우징을 유지시킨다. 유리부(8)는 원통의 대칭축선에 대하여 방사상으로 투명, 반투명 또는 불투명하며, 상부 및/또는 하부가 개방되어 있다.
또 다른 디자인의 램프 하우징은 도 9에 도시되어 있으며, 램프 끼워맞춤부(7) 및 유리부(8)를 포함한다. 램프 체결부(7)는 불투명하고, 예컨대 제 4 실시예의 택일적인 구형과 같은 광원을 램프 하우징 내에 유지시킴과 동시에 그램프 하우징을 천정에 유지시키도록 배열된다. 유리부(8)는 투명 또는 불투명하다.
상술한 모든 실시예는 용이하게 조광기로 구비될 수 있다. 광원에 인가된 전압을 변압시킴으로써, 방출전류 및/또는 애벌런치 확산이 가변되어 광원으로부터 발광된 광의 광도를 가변시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 방식으로 변형될 수 있음이 명백하다. 이러한 변형은 본 발명의 범위로부터 벗어난 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (28)

  1. 투명 또는 반투명 윈도우(10)를 포함하여 기밀적으로 밀봉된 케이스(4);
    적어도 상기 윈도우의 대부분을 덮는 상기 케이스 내에 배열된 형광체로 이루어진 층(3);
    전자의 방출을 위해 상기 케이스 내에 배열된 전자방출 캐소드(1); 및
    애노드(2)를 포함하는 발광장치에 있어서,
    상기 케이스는 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스로 채워지고;
    상기 캐소드 및 애노드는, 사용시, 상기 방출된 전자가 상기 가스 중에서 촉진되어 애벌런치 확산되도록 전위상태에서 유지되며;
    상기 층은 애벌런치 확산된 전자 및 가스 사이의 상호작용으로 인해 가스 중에 방출되는 애벌런치 확산된 전자에 의한 충격에 반응하여 및/또는 자외선에 노출되는 것에 반응하여 상기 윈도우를 통해 발광되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캐소드는 열방출 캐소드이고, 상기 발광장치는 상기 캐소드를 가열하여 전자를 방출시키는 가열수단(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 캐소드는 전계방출 캐소드이고, 상기 애노드는 사용시, 상기 캐소드로부터의 전자가 방출될 수 있도록 상기 캐소드의 전위보다 높은 전위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 애노드는 사용시, 상기 캐소드로부터 전자의 방출을 발생시키기 위해 상기 캐소드의 전위보다 높은 전위에서 유지되고, 상기 발광장치는 상기 캐소드를 가열하여 상기 전자 방출의 발생을 용이하게 하는 가열수단(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발생장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 배열된 변조기 전극(5)을 포함하며,
    상기 변조기 전극은 사용시, 상기 전자 방출을 위해 상기 캐소드와 상기 변조기 전극 사이에 제 1 전계를 발생시키고 그리고 상기 방출된 전자의 애벌런치 확산을 위해 상기 변조기 전극과 상기 애노드 사이에 제 2 전계를 발생시키도록, 상기 캐소드의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 낮은 전위 상태에서 유지되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 변조기 전극은 상기 캐소드보다 상기 애노드에 더욱 인접하게 배열되는것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 변조기 전극 및 상기 애노드 사이에 배열된 애벌런치 전극(6)을 포함하며, 상기 애벌런치 전극은 사용시, 상이한 전계의 2개의 다른 스텝(step)에서 상기 애벌런치 확산을 발생시키기 위해 상기 변조기 전극의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 낮은 전위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 변조기 전극 및 상기 애노드 사이에 배열된 애벌런치 전극(6)을 포함하며, 상기 애벌런치 전극은 사용시, 상기 애벌런치 전극 상에 상기 애벌런치 확산된 전극을 집속시키기 위해 상기 변조기 전극의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 높은 전위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 유전체(21)는 상기 변조기 전극 및 상기 애벌런치 전극을 소정 거리에서 유지시키기 위해 상기 변조기 전극 및 상기 애벌런치 전극 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 변조기 전극 및 상기 애벌런치 전극은 상기 유전체 상의 금속화로서 제공되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애벌런치 전극은 상기 변조기 전극보다 상기 애노드에 더욱 인접하게 배열되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애노드는 상기 캐소드와 직면하는 상기 형광층 상에 배열되고, 상기 애노드는 상기 애벌런치 확산된 전자에 대해 투과성이 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  13. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애노드는 상기 형광층 및 상기 케이스 사이에 배열되고, 상기 애노드는 광에 대하여 투명성이 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐소드는 상기 애노드와 직면하는 거칠한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형광물질은 단일물질 또는 Y2O2S:Eu, ZnS:Cu;Al 및 ZnS:Cl의 혼합물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애노드 및 상기 캐소드는 평면, 원통형 또는 구대칭을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스는 디퓨저에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  19. 제 1항 내지 재 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전위가 가변되게 하여 상기 형광층으로부터 발광된 광을 가변시키는 전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 청구된 발광장치, 상기 발광장치를 지지하는 홀더 및 상기 발광장치를 둘러싸는 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 하는 2부분의 램프 하우징.
  21. 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스, 형광물질(3), 전자 방출 캐소드(1) 및 애노드(2)를 포함하는 디바이스 내에서 광을 방출시키는 방법에 있어서,
    상기 캐소드로부터 전자의 방출이 획득되어, 상기 캐소드로부터 방출된 전자가 상기 가스 중에서 애벌런치 확산되어서 및 상기 애벌런치 확산된 전자가 상기 형광물질에 충격을 가하게 배열되어서,
    상기 형광물질이 애벌런치 확산된 전자 및 가스 사이의 상호작용으로 인해 가스 중에서 방출되는 애벌런치 확산된 전자에 의한 충격에 반응하여 및/또는 자외선에 노출되는 것에 반응하여 발광되게 하는 전위 상태에서 상기 애노드 및 상기 캐소드를 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 디바이스는 변조기 전극(5)을 더 포함하며,
    상기 방법은 상기 변조기 전극을 상기 캐소드의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 낮은 전위에서 유지시켜, 상기 캐소드로부터의 전자의 방출 및 상기 방출된 전자의 애벌런치 확산이 2개의 상이한 전계에서 실행되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 디바이스는 애벌런치 전극(6)을 더 포함하며,
    상기 방법은 상기 애벌런치 전극을 상기 변조기 전극의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 낮은 전위에서 유지시켜, 상기 애벌런치 확산이 2 스텝의 상이한 전계에서 실행되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 디바이스는 애벌런치 전극(6)을 더 포함하며,
    상기 방법은 상기 애벌런치 전극을 상기 변조기 전극의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 높은 전위에서 유지시켜, 상기 애벌런치 확산된 전자가 상기 애벌런치 전극 상에 집속되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  25. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전위를 가변시켜 상기 형광물질로부터 발광된 광을 가변시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  26. 전자 애벌런치 확산에 적절한 가스, 형광물질(3), 전자 방출 캐소드(1) 및 애노드(2)를 포함하는 디바이스에서 광을 방출시키는 방법에 있어서,
    상기 캐소드를 가열시켜, 상기 캐소드로부터의 전자의 방출이 획득되게 하는단계,
    상기 캐소드로부터 방출된 전자가 상기 가스 중에서 애벌런치 확산되되어서 상기 애벌런치 확산된 전자가 상기 형광물질에 충격을 가하도록 배열되어서, 상기 형광물질이 애벌런치 확산된 전자 및 가스 사이의 상호작용으로 인해 가스 중에서 방출되는 애벌런치 확산된 전자에 의한 충격에 반응하여 및/또는 자외선에 노출되는 것에 반응하여 발광되게 하는 전위 상태에서 상기 애노드 및 상기 캐소드를 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 디바이스는 변조기 전극(5)을 더 포함하며,
    상기 방법은 상기 변조기 전극을 상기 캐소드의 전위보다 높은 전위 및 상기 애노드의 전위보다 낮은 전위에서 유지시켜, 상기 방출된 전자의 애벌런치 확산이 2 스텝의 상이한 전계에서 실행되게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광방법.
  28. 제 21항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 디퓨저에 의해 둘러싸여, 상기 디바이스로부터 발광된 광의 광 분포에서의 불규칙성이 동등하게 되는 것을 특징으로 하는 발광방법.
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