KR20090042984A

KR20090042984A - 거의 평평한 가시광선 발광 및/또는 ｕｖ 발광 구조체

Info

Publication number: KR20090042984A
Application number: KR1020097005784A
Authority: KR
Inventors: 귀옴므 오데; 오드 몽제르몽; 징-웨이 장; 디디에 뒤롱
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-05-04
Also published as: US20090322202A1; CN101785081A; PT2070103E; TW200823956A; US8120236B2; EP2070103A1; FR2905032A1; ATE500605T1; EP2070103B1; ES2362446T3; DE602007012911D1; WO2008023124A1; CN101785081B; JP2010501975A

Abstract

본 발명은 평평한 또는 거의 평평한 발광 및/또는 UV(자외선) 발광 구조체(1000)에 관한 것으로, 광원(6,7)을 포함하는 내부 공간(10)을 한정하고 서로 마주보는 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽(2,3)과, 상기 광원을 위한 제1 전극 및 제2 전극(4)으로서, 상기 제1 전극 및 제2 전극과 수직을 이루는 하나 이상의 성분을 갖는 전계선을 생성하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극(4)은 고주파 전자기 신호 f₀에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있고, 상기 제1 전극을 위한 외부 커버로서 전기 안전 시스템을 포함하고, 상기 전기 안전 시스템은 유전체(14)에 의해 상기 제1 전극과 분리되는 전도체(41)를 포함하며, 보호 전도체는 전위 V 및/또는 주파수 f를 갖는 전력 공급원에 연결되거나 또는 연결될 수 있으며, 상기 전위 V 및/또는 주파수 f는 외부 누설 전류의 피크값이 f가 0이면 2mA 이하이고 또는 f가 0이 아니면 0.7mA 이하가 되도록 조절되는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체에 관한 것이다. 층간 유전체 및/또는 보호 전도체 및/또는 제1 전극 및 제2 전극 중 하나의 전극은, 상기 층간 유전체의 단자에서의 소비 전력 P_d가 적어도 25℃ 내지 60℃에서 선택되는 상기 구조체의 표면 온도에서 상기 전력 공급원에 의해 전달되는 전력 P보다 0.35배 이하가 되도록 선택되며, 상기 P_d는 상기 층간 유전체의 손실각이 δ이고 상기 층간 유전체의 단자 사이의 전압이 U일 때 공식 P_d = 2πf₀CU²sinδ에 따라 주어진다.

보호 전도체, 층간 유전체, 유전율, 폴리머 필름, 형광체

Description

거의 평평한 가시광선 발광 및/또는 ＵＶ 발광 구조체{SUBSTANTIALLY FLAT LUMINOUS AND/OR UV STRUCTURE}

본 발명은 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는 광원 및/또는 UV 광원을 포함하는 내부 공간을 한정하고 서로 마주보는 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽과, 상기 광원 또는 UV 광원을 위한 제1 전극 및 제2 전극으로서, 상기 제1 전극 및 제2 전극과 수직을 이루는 하나 이상의 성분을 갖는 전계선을 생성하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 고주파 전자기 신호에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있는 거의 평평한 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체에 관한 것이다.

평면형 발광 구조체 중에는 장식용 또는 건축용 조명기구 또는 액정 스크린 백라이트로 사용될 수 있는 평면형 램프가 공지되어 있다. 이 평면형 램프는 전형적으로 보통 수 밀리미터 이하의 좁은 간격을 이루며 서로 유지되는 두 개의 유리 시트로 구성되고, 전기적 방출로 보통 자외선 영역의 복사선을 생성하는 저압 가스를 포함하도록 서로 밀봉되며, 이 복사선은 광발광체(photoluminescent material) 를 여기시켜 가시광선을 방출하게 된다.

국제공개공보 WO 2004/015739 A2는 평면형 방출 램프로서,

- 가스로 채워진 내부 공간을 한정하고 서로 평행해지도록 유지되는 유리 시트 형태의 두 개의 벽(wall)으로서, 내부 공간 쪽을 향하는 유리 시트의 면이 플라즈마 가스에 의해 여기되는 광발광체로 코팅된 두 개의 벽;

- 각각 상기 두 개의 벽을 상기 내부 공간의 바깥쪽에서 덮는 균일한 층 형태의 두 개의 전극(electrode)으로서, 상기 전극과 수직을 이루는 하나 이상의 성분을 갖는 전계선(electric field line)을 생성하는 두 개의 전극;

- 플라스틱 층간 필름을 통해 상기 벽에 결합되는 두 개의 유리 시트;를 포함하는 평면형 방출 램프를 개시한다.

이러한 유형의 평면형 램프에 전력공급하기 위해, 하나 이상의 전극은 예컨대 약 100W에서 보통 수 kV의 AC 전위 V₀ 및 약 1kHz 내지 100kHz의 고주파에 놓여진다.

적층 유리/플라스틱 필름 조립체의 절연 성능은 만족스럽지 못한 것으로 밝혀졌다. 특히, 이 종래 기술의 평면형 램프는, 예컨대 금속체와 같은 고 전도체가 고주파 전력공급 전극과 관련하여 적층된 유리에 가까워질 때마다 안전성에 대한 문제점을 갖는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 고주파 전력원을 구비하고 수직 성분을 갖는 전계를 구비하며 구조체에서 소비되는 전력이 증가하지 않도록 하면서 구조체의 안전성이 향상되는 평평한 또는 거의 평평한 발광 구조체를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 서로 마주보는 평평한 주면을 가지며, 광원 및/또는 UV 광원을 포함하는 내부 공간을 한정하는 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽(dielectric wall);

- 상기 광원 및/또는 UV 광원을 위한 제1 전극 및 제2 전극으로서, 상기 제1 전극 및 제2 전극과 수직을 이루는 하나 이상의 성분을 갖는 전계선을 생성하고, 각각 상기 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽과 결합되는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고, 상기 제1 전극은 주파수 f₀의 고주파 전자기 신호에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있는, 평평한 또는 거의 평평한 가시광선 발광(light-emitting) 및/또는 UV(자외선) 발광 구조체를 제공한다.

본 발명에 따른 가시광선 발광 또는 UV 발광 구조체는 또한 상기 제1 전극을 위한 외부 커버로서 전기 안전 시스템을 포함하고, 상기 전기 안전 시스템은 층간 유전체로 지칭되는 유전체에 의해 상기 제1 전극과 분리되는 보호 전도체로 지칭되는 전도체를 포함하며, 상기 층간 유전체는 거의 평평하고 정해진 캐패시턴스 C를 갖고, 상기 보호 전도체는 전위 V 및/또는 주파수 f를 갖는 전력 공급원에 연결되거나 또는 연결될 수 있으며, 상기 전위 V 및/또는 주파수 f는 외부 누설 전류의 피크값이 f가 0이면 2mA 이하이고 또는 f가 0이 아니면 0.7mA 이하가 되도록 조절된다.

상기 층간 유전체(interlayer dielectric) 및/또는 보호 전도체 및/또는 제1 전극 및 제2 전극 중 하나의 전극은, 상기 층간 유전체의 단자에서의 소비 전력 P_d가 적어도 25℃ 내지 60℃에서 선택되는 상기 구조체의 표면 온도에서 상기 전력 공급원에 의해 전달되는 전력 P보다 0.35배 이하가 되도록 선택된다.

상기 P_d는 상기 층간 유전체의 손실각이 δ이고 상기 층간 유전체의 단자 사이의 전압이 U일 때 공식 P_d = 2πf₀CU²sinδ에 따라 주어진다.

종래 기술에 따른 구조체에서는 누설 전류가 높은데, 이는 누설 전류가 (제1 전극의 활성 면적/금속체의 면적) 비율, 고주파수, 고전위, 및 램프에 의해 소비되는 전력에 비례하기 때문이다.

본 발명에 따른 구조체에서는 상기 가시광선 발광 구조체 또는 UV 발광 구조체가 안전해지도록 전도체의 주파수 f 및/또는 전위 V를 조절함으로써 누설 전류가 제한된다.

본 발명에 따른 전도체에 가해지는 전위 V 및 주파수 f 또는 그 곱 V.f는 면적 비율이 더 높아질수록 또한 램프의 크기가 더 커질수록 낮아진다.

누설 전류를 측정하기 위해 바람직하게는 제1 전극의 면적과 동일한 면적(가장 심한 조건)을 갖는 금속체가 선택될 수 있다. 전극의 면적보다 작은 면적을 갖는 금속체에 대해서는 전류가 비례적으로 감소된다.

전력은 바람직하게는 V가 AC 전압이면 약 100W일 수 있고, 또는 V가 DC 또는 0 전압이면 1kW까지도 될 수 있다.

상기 구조체는 0.1m² 이상의 면적에 대응하는 크기를 가질 수 있다.

상기 제1 전극과 보호 전도체 사이의 유전체는 방전되기 전에 램프의 주어진 캐패시턴스 C'와 병렬로 캐패시턴스 C를 갖는 용량성 중간층이며, 상기 C'는 상기 두 전극 사이의 유전체에 의해 정해진다(가스, 유전체 벽). 상기 중간층(interlayer)은 램프에 대한 전력원에 영향을 미치므로, 그 성능에도 영향을 미친다. 특히, 중간층이 소비하는 에너지는 램프의 온도에 따라 변화한다. 따라서, 바람직하게는 곱 Csinδ를 감소시켜 P_d를 제한할 필요가 있다.

P_d는 바람직하게는 상기 표면 온도에 대해, 또는 심지어 30℃ 내지 60℃, 더 바람직하게는 20℃ 내지 80℃, 또는 심지어 -10℃ 내지 100℃(극한 작동 조건)의 표면 온도 범위에 대해, 0.25 P 이하, 또는 심지어 0.15 P 이하일 수 있다.

용량성 중간층은 손실각 δ에 의해 정의되고 상대 유전율 ε_r에 비례하는 캐패시턴스 C를 가지므로, 곱 Csinδ를 제한하기 위해 상기 용량성 중간층, 즉 층간 유전체는 적절한 전기적 특성, 즉 낮은 tanδ 및/또는 낮은 상대 유전율 ε_r을 갖도록 선택될 수 있고, 이 파라미터 중 하나 또는 모두는 바람직하게는 온도에 따라 일정할 수 있다.

이를 위해,

- 상기 표면 온도에서, 또는 심지어 30℃ 내지 60℃, 더 바람직하게는 20℃ 내지 80℃, 또는 심지어 0℃ 내지 100℃의 표면 온도 범위에서 1kHz 내지 100kHz의 주파수 f₀에 대해, 0.06 이하 또는 심지어 0.03 이하의 값을 갖는 tanδ; 및/또는

- 상기 표면 온도에서, 또는 심지어 30℃ 내지 60℃, 더 바람직하게는 20℃ 내지 80℃, 또는 심지어 0℃ 내지 100℃의 표면 온도 범위에서 1kHz 내지 100kHz의 주파수 f₀에 대해, 4.5 이하 또는 심지어 4 이하의 값을 갖는 상대 유전율 ε_r;을 선택하는 것이 바람직하다.

이는 구조체의 온도가 상승할 때 손실각 δ가 상승하므로 전력 P_d도 상승하기 때문이다. 따라서, 전기적인 관점에서 보면 온도에 따라, 특히 30℃ 내지 80℃에서 거의 변하지 않는 층간 유전체를 사용하는 것이 바람직하다.

캐패시턴스 C를 감소시키기 위해, 상술한 전기적 파라미터를 선택하는 대신, 바람직하게는 상술한 전기적 파라미터를 선택하는 동시에,

- 그리드, 서로 평행한 전도성 와이어, 평행하거나 그리드에 조직되는 트랙, 또는 또 다른 전도성 네트워크를 선택함으로써, 보호 전도체 및/또는 하나 이상의 전극의 면적을 감소시킬 수 있으며, 및/또는 층간 유전체의 면적, 특히 보호 전도체, 전극, 및 층간 유전체 쪽을 향하는 면적을 감소시킬 수 있고; 및/또는

- 선택적으로 상기 층간 유전체의 두께를 증가시킬 수도 있다.

상기 유전체는,

- 만족스러운 열기계적 특성(가능하다면 적층, 양호한 온도 저항 등);

- 만족스러운 광학적 특성(투명성 등);

- 낮은 밀도(구조체의 총중량을 제한하기 위함);

- 합리적인 비용;과 같은 또 다른 바람직한 특성을 가질 수 있다.

상기 유전체는 바람직하게는,

- 상기 벽 중 하나를 형성하는 유리 시트와 같은 유리 요소로서,

● 대부분의 영역에서 약 7mm의 최소 두께를 갖는 두꺼운 소다 라임 실리카 유리,

● 예컨대 대부분의 영역에서 6mm 이상의 두께를 가지며 0.05% 이상의 Fe^III 또는 Fe₂O₃을 갖는 소다 라임 실리카 유리,

● 예컨대 대부분의 영역에서 5mm 이상의 두께를 갖는 붕규산염 유리,

● 예컨대 대부분의 영역에서 3mm 이상의 두께를 갖는 실리카 또는 석영;에서 선택되는 유리 요소,

- 폴리머 소재의 필름으로서, 예컨대

● 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴레이트로서, 이들 소재는 대부분의 영역(full-area configuration)(즉, 결합되는 주면의 거의 전체를 덮는 영역, 예컨대 이 면의 80% 이상을 덮는 영역)에서 5mm의 최소 두께를 가짐; 또는 특히

● 대부분의 영역에서 3mm의 최소 두께를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 또는 예컨대 대부분의 영역에서 2mm의 최소 두께를 갖는 폴리카보네이트(PC);과 같은 폴리머 소재의 필름,

- 1mm의 최소 두께를 갖는 공기와 같은 가스, 또는 바람직하게는 고압에서 쉽게 이온화하지 않도록 하기 위한 아르곤 또는 크세논과 같은, 또는 질소와 같은 예컨대 2mm의 최소 두께를 갖는 불활성 가스; 중 하나의 요소로 이루어지거나 포함할 수 있다.

상기 층간 유전체는 복합 유전체일 수 있다. 상기 층간 유전체는 바람직하게는 선택적으로 제안된 상기 최소 두께 이하의 두께를 갖는 상술한 요소들의 다수의 스택으로 구성되거나 포함할 수 있으며, 바람직하게는

- 특히 EVA 필름 및 PC 필름과 같은 둘 이상의 상기 폴리머 필름;

- 특히 EVA 필름 및/또는 PC 필름과 같은 상기 폴리머 필름 중 하나 이상의 폴리머 필름 및 가스;

- 소다 라임 실리카 유리의 경우에 더 얇은 두께, 예컨대 4mm 또는 3mm 이하의 두께를 갖는 상기 유리 시트 및 가스;일 수 있다.

또한, 구멍(예컨대 관통구멍)을 갖거나 불연속적인 형태, 특히 바람직하게는 평행하고 등거리를 이루며 균일하게 분포되는 복수의 스트립, 또는 또 다른 형태의 복수의 단면을 갖는 층간 유전체를 제조하는 것도 고려할 수 있다. 상기 층간 유전체는 상술한 유리 시트의 하나 및/또는 바람직하게는 선택적으로 제안된 상기 최소 두께 이하의 두께를 갖는 상술한 폴리머(PVB, PU, PET, EVA, PEN, PVC, PC, PMMA 등) 필름일 수 있다.

본 발명은 고주파수로 전력공급되고 전계 E를 갖는 가시광선 발광 구조체 및/또는 UV 발광 구조체를 포함하고, 상기 전계는 바람직하게는 임의의 방출형 광원, 즉 가시광선 및/또는 UV를 방출하는 플라즈마 가스를 갖거나 플라즈마 가스에 의해 여기될 때 가시광선을 방출하는 형광체를 갖는 광원에 대해 수직 성분(동일 평면상에 놓이지 않는 둘 이상의 전극)을 갖는다.

상기 구조체는 단방향으로 및/또는 양방향으로 발광하는 (UV) 램프, 장식용 램프, 디스플레이 스크린(액정, 텔레비전, 모니터 등) 백라이트용 램프일 수 있다.

단방향 조명은 예컨대 조명 타일 또는 LCD 스크린 백라이트에 유용하다.

또한, 가시광선을 방출하는 발광 구조체는 이중 글레이징 유닛의 하나의 유리판에 대한 대체물로서 이중 글레이징 유닛(double-glazing unit)의 전체 부분을 형성하거나, 또는 상기 이중 글레이징 유닛에 결합, 예컨대 통합될 수도 있다.

물론, 양방향 조명의 경우 상기 구조체의 광원보다 외부로 더 많이 향하는 모든 요소들은 공통 부분에 걸쳐 가시광선 및/또는 UV를 거의 또는 완전히 투과시킨다(예컨대 충분한 양의 방출 가시광선 및/또는 UV를 통과시킬 수 있도록 분포되는 흡수 또는 반사 패턴으로 배치되는 형태).

본 발명은 가시광선 영역에서는 예컨대 발광하는 건축용 또는 장식용 요소 및/또는 특히 평면 조명기구, 특히 현수 조명 벽, 조명 타일 등과 같은 디스플레이 기능을 갖는 요소(조명 표시 요소, 로고, 또는 마크)를 제조하기 위한 것이다.

가시광선으로 선택된 발광 구조체는 빌딩용 조명 윈도우을 형성하거나, 예컨대 열차 윈도우, 또는 배나 비행기의 객실 윈도우, 산업용 차량의 루프, 측면 윈도우, 후면 윈도우, 또는 전면 윈도우와 같은 이동 수단에 사용되거나, 육상, 공중, 또는 해상 이동 수단의 두 방 사이 또는 두 객실 사이의 내부 파티션, 글레이징, 디스플레이 케이스 또는 매장 윈도우, 도시 시설물, 빌딩 외관에 사용된다.

UV 광선을 투과시키는 유전체 소재(하나 이상의 벽 및/또는 층간 유전체 및/또는 커버 유전체를 위한 소재)는 바람직하게는 석영, 실리카, 마그네슘 플루오라이드(MgF₂), 칼슘 플루오라이드(CaF₂), 붕규산염 유리, 또는 0.05% 이하의 Fe₂O₃에서 선택될 수 있다.

예를 들면, 3mm의 두께에 대해,

- 마그네슘 또는 칼슘 플루오라이드는 UV 대역의 전영역에 걸쳐, 즉 UVA(315nm 내지 380nm), UVB(약 280nm 내지 315nm), UVC(200nm 내지 280nm), 및 VUV(약 10nm 내지 200nm)에 걸쳐, 80% 이상, 또는 심지어 90% 이상 투과시킨다;

- 석영 및 특정한 고순도 실리카는 UVA, UVB, 및 UVC 대역의 전영역에 걸쳐, 80% 이상, 또는 심지어 90% 이상 투과시킨다;

- 스콧(Schott)사의 보로플롯(Borofloat^®)과 같은 붕규산염 유리는 전체 UVA 대역에 걸쳐 70% 이상 투과시킨다;

- 특히 쌩고벵(Saint-Gobain)사의 유리 다이아멘트(Diamant^®), 필킹톤(Pilkington)사의 유리 옵티화이트(Optiwhite^®), 및 스콧사의 유리 B270과 같은 0.05% 이하의 Fe(III) 또는 Fe₂O₃를 갖는 소다 라임 실리카 유리는 전체 UVA 대역에 걸쳐 70% 이상 또는 심지어 80% 이상 투과시킨다.

한편, 쌩고벵사가 시판중인 유리 플라니룩스(Planilux^®)는 360nm 이상에서 80% 이상의 투과도를 가지며, 이는 특정한 건축물 및 특정한 응용분야에 대해 충분히 만족스러울 수 있다.

본 발명에 따른 평면형 램프 구조체에서 내부 공간의 가스 압력은 약 0.05bar 내지 1bar일 수 있다. 가스 또는 가스 혼합물로는 예컨대 상기 UV 광선을 충분히 방출할 수 있는 특히 크세논, 수은, 또는 할로겐화물과 같은 가스, 및 네온, 크세논, 아르곤, 헬륨, 또는 할로겐 등의 희유 가스와 같이 플라즈마(플라즈마 가스)를 형성할 수 있는 쉽게 이온화되는 가스, 또는 공기 또는 질소가 사용된다.

할로겐 함유량(할로겐이 하나 이상의 희유 가스와 혼합될 때)은 10% 이하, 예컨대 4%로 선택된다. 또한 할로겐화된 화합물을 사용할 수도 있다. 상기 희유 가스 및 할로겐은 주위 조건에 민감하지 않은 장점을 갖는다.

아래의 표 1은 특히 효과적인 UV 발광 가스의 복사선 피크값을 나타낸다.

표 1

UV 발광 가스	피크값 ( nm )
Xe	172
F₂	158
Br₂	269
C	259
I₂	342
XeI/KrI	253
ArBr/KrBr/XeBr	308/207/283
ArF/KrF/XeF	351/249/351
ArCl/KrCl/XeCl	351/222/308
Hg	185, 254, 310, 366

상기 UV 램프는 상술한 것과 같이 예컨대 미용, 생체의료, 전자공학, 또는 식품 분야와 같은 산업용 부문, 및 예컨대 공기, 수돗물, 음료수, 또는 수영장 물을 정화하거나, UV 건조 또는 UV 경화를 위한 가정용 부문 모두에서 사용될 수 있다.

상술한 것과 같이, 상기 UV 램프는 UVA 또는 UVB 광선을 선택함으로써,

- 태닝 램프(특히 시행중인 규칙에 따라 99.3%의 UVA 및 0.7%의 UVB);

- 피부 치료(특히 308nm의 UVA 광선);

- 예컨대 접착제를 경화시키거나 가교결합시키거나 종이를 건조시키기 위한 광화학적 활성 프로세스;

- 핵산 또는 단백질을 분석하기 위한, 젤 형태로 사용되는 에티디움 브로마이드와 같은 형광 소재의 활성화;

- 예컨대 냉장고의 냄새 또는 오물을 감소시키기 위한 광촉매 소재의 활성화;에 사용될 수 있다.

상기 램프는 UVB 광선을 선택함으로써 피부에서 비타민 D의 형성을 촉진할 수 있다.

상술한 것과 같이, 상기 UV 램프는 UVC 광선을 선택함으로써 특히 250nm 내지 260nm에서 살균 효과에 의해 공기, 물, 또는 표면을 소독/살균하는데 사용될 수 있다.

상술한 것과 같이, 상기 UV 램프는 원 UVC 또는 바람직하게는 오존 생성을 위한 VUV 광선을 선택함으로써 특히 전자공학, 컴퓨팅, 광학, 반도체 등을 위해 활성 필름을 증착하기 전에 표면을 처리하는데 사용될 수 있다.

상기 UV 램프는 예컨대 냉장고와 같은 가전 제품에 통합되거나 주방 조리대에 통합될 수 있다.

상기 UV 램프는 현재 형광 튜브가 갖는 크기와 유사한 크기를 가질 수 있고 또는 더 클 수도 있으며, 예컨대 0.1m² 이상 또는 심지어 1m²의 면적을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 램프의 상기 가시광선 또는 UV 광선의 피크값 근처에서의 투과율은 50% 이상, 더 바람직하게는 70% 이상, 심지어 80% 이상이다.

UV를 투과시키는 요소가 오직 하나의 면에만 존재하는 UV 램프 구성에서는, 나머지 벽이 불투명할 수 있고, 예컨대 바람직하게는 유사한 팽창 계수를 갖는 유리 세라믹 또는 심지어 유리가 아닌 유전체로 제조될 수 있다.

상기 구조체는 가시광선 또는 UV 광선을 반사하는 소재를 포함할 수 있고, 상기 소재는 하나의 벽의 내면 또는 외면을 부분적으로 또는 전체적으로 덮을 수 있고 예컨대 알루미늄 또는 알루미나일 수 있다. 전극 중 하나는 상기 반사 소재로 제조될 수 있다. 이 소재는 또한 구조체에 존재하는 폴리머 소재를 UV 광선으로부터 보호할 수 있고, 따라서 노후화 또는 황변 현상을 방지할 수 있다.

전극이 내부 주면에 배치될 때, 상기 층간 유전체는 하나의 벽이 되거나 또는 포함할 수 있다.

대안적으로 제1 전극 및 제2 전극은 적어도 부분적으로 제1 벽 및 제2 벽 내에 또는 외부 주면 위에 배치될 수 있고, 이는 특히 전형적인 소다 라임 실리카 유리로 제조되는 벽을 가진 구조체의 경우일 수 있으며, 따라서 층간 유전체를 더 넓게 선택할 수 있다.

상기 구조체를 조립할 때, 제1 전극은 바람직하게는 접근하기 더 어려운 측면, 예컨대 타일의 경우 밑바닥 측면에 배치될 것이다.

보호 전도체는 연속층일 수 있고, 또는 특히 C를 감소시키기 위해 불연속층(예컨대 스트립 형태) 또는 그리드 또는 와이어일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전위 B는 접지 전위이다.

따라서, 상기 구조체는 완전히 절연되고, 상기 보호 전도체는 스크린처럼 기능하며, 누설 전류는 0이다.

제2 전극은 바람직하게는 접지, 더 바람직하게는 상기 보호 전도체에 연결될 수 있고, 상기 제2 전극은 선택적으로 광원 또는 UV 광원을 위한 전력원 회로에서 동일한 지점에 연결될 수 있다.

이 실시예에서, 상기 보호 전도체는 밀집도를 최적화하고 간단하게 제조하기 위해 예컨대 층간 유전체 위에(선택적으로 전극이 내부에 있다면 하나의 벽 위에) 증착되는 층일 수 있다. 이 층은 유리로 적층되는 반대쪽 판 및/또는 필름에 의해 스크래치로부터 보호될 수 있고, 상기 판 및/또는 필름은 또한 전도체의 파손을 방지할 수 있다.

전극이 외부에 있다면, 상기 보호 전도체는 예컨대 더 큰 강도를 위한 유리로 적층되는 반대쪽 판과 같은 추가적인 외부 유전체 기판의 내면 또는 외면 위에 증착되는 층일 수 있다.

전극이 내부 주면 위에 있다면, 강화 유리 시트는 그리드 형태의 보호 전도체를 포함할 수 있다. 이러한 구조체는 콤팩트하고 강하다.

변형예에 따르면, 전위 V는 예컨대 12V, 24V, 또는 48V의 DC 전위일 수 있고, 특히 상술한 유리 타입의 절연체가 제공되면 비제한적인 값을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전극은 외면 위에 배치되고, 전기 보호 시스템은 상기 보호 전도체의 상부에 배치되는 또 다른 커버 유전체(공기 제외)를 포함하며, 상기 전위 V는 400V 이하, 바람직하게는 220V 이하, 더 바람직하게는 110V 이하이고 및/또는 상기 주파수 f는 100Hz 이하, 바람직하게는 60Hz 이하, 더 바람직하게는 50Hz 이하이다.

또한, 제2 전극에 대한 전위 및 주파수는 손쉽게 구성할 수 있도록 거의 동일하게 이루어진다.

전위 V는 바람직하게는 220V 이하이고, 주파수 f는 바람직하게는 50Hz 이하이다.

이 커버 유전체는 과도한 두께 및/또는 과도한 중량을 방지하고 비용을 절감하기 위해 바람직하게는 4mm 이하의 두께를 갖는 유리 시트를 포함할 수 있다.

물론, 커버 유전체의 두께가 작을수록, 전위 V 및/또는 주파수 f는 더 많이 제한되어야 한다.

상기 제2 전극은 고주파 신호에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있으므로, 상기 발광 구조체는 바람직하게는 예컨대 상술한 전기 안전 시스템과 유사한 또 다른 전기 안전 시스템을 포함할 수 있다. 이 구성에서 상기 층간 유전체는 이중화, 즉 각각 개개의 전극에 대한 외부 커버와 같은 두 개의 부분으로 구성된다. 상기 소비 전력 P_d은 이후 상기 두 개의 부분의 단자에서의 전력의 합에 대응한다.

두 개의 층간 부분은 바람직하게는 특히 상술한 요소(유리 시트, 폴리머 필름, 가스, 또는 이들의 결합)와 관련하여 유사하거나 또는 동일할 수 있다(소재, 두께, 형상의 면에서).

또한, 전기 보호 시스템은 바람직하게는 가변적인 광학적 특성을 갖는 전기적으로 제어가능한 장치, 예컨대 전기변색 장치 또는 전환가능한 반사성 또는 투과성 표면을 갖는 장치의 일부분을 형성할 수 있다.

또한, 하나 이상의 전극(및/또는 보호 전도체)은 UV 광선을 투과시키는 소재를 기초로 할 수 있다.

UV 광선을 투과시키는 전도성 소재는 예컨대 약 10nm의 두께를 갖는 금의 박층 또는 예컨대 0.1㎛ 내지 1㎛의 두께를 갖는 칼륨, 루비듐, 세슘, 리튬, 또는 칼륨과 같은 알카리 금속의 박층일 수 있고, 또는 이들의 합금, 예컨대 25%의 나트륨 및 75%의 칼륨을 갖는 합금일 수 있다.

상기 전극(및/또는 보호 전도체 또는 전도체)은 층의 형태로 이루어질 수 있다. 상기 전극은 벽 쪽을 향하는 내면 또는 외면의 전부 또는 일부를 덮을 수 있다. 동일한 표면 위에 미리 정해진 발광 영역을 생성하기 위해, 하나 이상의 벽의 표면 중 일정한 영역에만 이러한 전극 층을 제공할 수 있다.

이 층은 광선 또는 UV가 통과하는 평면형 요소로 형성될 수 있는 임의의 전도성 소재로 구성될 수 있고, 상기 평면형 요소는 특히 유리 위에 또는 PET 필름과 같은 플라스틱 필름 위에 박층으로 증착될 수도 있다. 이는 바람직하게는 전도성 금속 산화물, 또는 불소가 도핑된 주석 산화물 또는 인듐 주석이 혼합된 산화물과 같이 전자 베이컨시를 갖는 금속 산화물로 코팅부를 형성할 수 있다.

전극은 선형 스트립 또는 더 복잡한 비선형 형태, 예컨대 각진 형태, V 형, 파형, 또는 지그재그형일 수 있고, 전극 사이의 간격은 거의 일정하게 유지된다.

스트립 형태의 전극은 액상 증착, 진공 증착(마그네트론 스퍼터링, 증발)과 같은 당업자에게 알려져 있는 임의의 수단에 의해, 또는 열분해(분말 또는 가스 상태에서)에 의해, 또는 스크린 프린팅에 의해 증착되는 코팅부, 인접한 전도성 와이어(평행형 또는 꼬임형 등), 또는 테이프(예컨대 구리로 제조되고 접착됨)로 형성되는 고형 전극일 수 있다.

특히 스트립을 형성하기 위해, 마스킹 시스템을 사용하여, 원하는 배열을 직접 얻거나 또는 레이져 절삭에 의해 또는 화학적 또는 기계적 에칭에 의해 균일한 코팅부를 에칭할 수 있다.

예컨대, 상기 층은 평행한 고형 스트립의 어레이 형태로 이루어지거나 또는 3mm 내지 15mm의 스트립 너비를 갖고 상기 스트립의 너비보다 더 넓은 두 개의 인접한 스트립 사이의 비전도성 공간을 갖는 그리드 형태로 조직될 수 있다. 이 스트립은 서로 마주보는 두 개의 벽 위에서 두 개의 전도성 스트립이 대향되지 않도록 180°오프셋될 수 있다. 이는 바람직하게는 벽의 유효 캐패시턴스를 감소시켜, 구조체에 대한 전력 공급원을 줄일 수 있고 루멘/W의 면에서 효율을 증가시킬 수 있다.

전극(및/또는 보호 전도체 또는 전도체)은 예컨대 각각의 벽에 또는 외부 유전체에 적어도 부분적으로 통합되는 와이어의 그리드 형태일 수 있다.

마지막으로, 상기 전극은 예컨대 벽에 또는 외부 유전체에 적어도 부분적으로 통합되는 평행한 와이어 형태일 수 있다.

투명하지 않은 전극 소재로서 예컨대 텅스텐, 구리, 또는 니켈과 같은 금속 소재가 사용될 수 있다.

하나 이상의 전극(및/또는 보호 전도체 또는 전도체)은 상기 UV 또는 가시광선 전체적으로 투과시킬 수 있다(상기 소재가 UV 및/또는 가시광선에 대해 흡수성 또는 반사성이라면).

전극(및/또는 보호 전도체 또는 전도체)은 너비 l1을 갖고 거리 d1만큼 이격되는 거의 평행한 스트립일 수 있고, l1/d1 비율은 전극을 가진 면에서 50% 이상의 전체적인 UV 또는 가시광선 투과율을 얻기 위해 10% 내지 50%일 수 있으며, 또한 상기 l1/d1 비율은 결합되는 벽의 투과율에 따라 조절될 수 있다.

전극(및/또는 보호 전도체 또는 전도체)은 각각 전도성 라인(매우 얇은 스트립에 비유될 수 있음) 또는 실제 전도성 라인과 같은 본질적으로 장형의 전도성 패턴의 어레이 형태일 수 있고, 이 패턴은 거의 직선형, 파형, 또는 지그재그형 등일 수 있다. 이 어레이는 p1으로 지칭되는 패턴화된 요소들 사이의 주어진 피치(피치가 다수인 경우에 최소 피치) 및 L2로 지칭되는 패턴화된 요소들의 너비(이는 너비가 다수인 경우에 최대 너비)로 정의될 수 있다. 2열의 패턴화된 요소들은 교차될 수 있다. 이 어레이는 특히 직물, 옷감 등과 같은 그리드로 조직될 수 있다.

따라서, l1/d1 비율을 상술한 것과 같이 원하는 투명도에 따라 조절함으로써, 및/또는 전도성 패턴의 어레이를 사용함으로써, 너비 l2 및/또는 피치 p1을 원하는 투명도에 따라 조절함으로써, UV 또는 가시광선에 대한 완전한 투명도를 얻을 수 있다.

따라서, 너비 l2/피치 p1 비율은 50% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 심지어 더 바람직하게는 1% 이하일 수 있다.

예컨대, 상기 피치 p1은 5㎛ 내지 2cm, 바람직하게는 50㎛ 내지 1.5cm, 심지어 더 바람직하게는 100㎛ 내지 1cm일 수 있고, 상기 너비 l2는 1㎛ 내지 1mm, 바람직하게는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.

예를 들면, 유리 시트 위에 또는 예컨대 PET 타입의 플라스틱 시트 위에 100㎛ 내지 300㎛의 피치 p1 및 10㎛ 내지 20㎛의 너비 l2를 갖는 전도성 어레이(그리드 등의 형태)를 사용할 수 있고, 또는 적층 중간층에 적어도 부분적으로 통합되는, 1mm 내지 10mm, 특히 3mm의 피치 p1 및 10㎛ 내지 50㎛, 특히 20㎛ 내지 30㎛의 너비 l2를 갖는 전도성 와이어의 어레이를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 구조체에 정해진 기능을 갖는 코팅부를 통합하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 적외선 파장을 갖는 광선을 차단하는 기능(예컨대, 유전체 층에 의해 둘러싸인 하나 이상의 은층, TiN, ZrN과 같은 질화물 층, 금속 산화물 층, 또는 강철 또는 Ni-Cr 합금으로 제조되는 층을 사용함), 저방사율 기능(예컨대, SnO₂:F와 같은 도핑된 금속 산화물, 주석이 도핑된 인듐 산화물 ITO, 또는 하나 이상의 은층으로 제조됨), 방담 기능(친수성 층에 의함), 또는 방오 기능(아나타제 형태에서 적어도 부분적으로 결정화되는 TiO₂를 포함하는 광촉매 코팅부)을 갖는 코팅부일 수 있고, 또는 예컨대 Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ 타입의 반사방지 다층일 수 있다.

층 형태의 보호 전도체는 저방사율 또는 태양광 제어 기능을 가질 수 있다.

전력 공급원을 갖거나 또는 갖지 않는 전기 보호 시스템, 및 전력 공급원을 갖거나 또는 갖지 않는 평면형 램프를 형성하는 상기 구조체의 이러한 부분은 모놀리식 조립체를 형성하거나 또는 심지어 통합, 즉 공통의 요소 및/또는 공통의 전력 공급원을 가질 수 있다.

상기 전기 보호 시스템 및 평면형 (UV) 램프를 형성하는 상기 구조체의 이러한 부분은 또한 개별적으로 제공될 수 있고, 곧바로 조립될 수 있는 키트 형태로 시판될 수 있다.

본 발명에 대한 또 다른 세부사항 및 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 상세한 설명을 통해 더 명확히 기술될 것이다.

- 도 1은 본 발명에 따른 안전성이 향상된 평면형 램프를 개략적으로 도시한 단면도;

- 도 2 내지 도 7은 안전성이 향상되고 가시광선 또는 UV를 방출하는, 본 발명에 따른 평면형 램프의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도;

- 도 8 내지 도 10은 각각 P_d, tanδ, 및 유전율 ε_r의 변화량을 구조체의 표면 온도에 따른 함수로 도시한 도면이다.

명확하게 설명하기 위해, 도시되어 있는 객체의 다양한 요소들을 모두 동일한 비율로 도시하지는 않았음을 밝혀둔다.

도 1은 두 개의 기판으로 형성되는 일부분(1)으로 구성되는 평면형 램프(1000)를 도시하며, 여기서 상기 기판은 예컨대 두께가 약 4 mm인 유리 시트(2,3)로 제조되고, 외부 주면(21,31)인 제1 면과 내부 주면(22,32)인 제2 면을 가지며, 상기 외부 주면은 바람직하게는 연속적이고 균질한 전도성 코팅부와 결합되고, 상기 전도성 코팅부는 전극(4,5)을 구성하며, 상기 내부 주면은, 예컨대 리튬 실리케이트를 기초로 하는 무기 매트릭스에서 분산되는 형광체 입자 형태와 같은 광발광체(6,7)의 코팅부로서, 예컨대 투명한 코팅부와 연결된다.

상기 시트(2,3)는 내부 주면(22,32)인 제2 면과 서로 결합되고, 상기 제2 면은 서로 마주보고 밀봉 프릿(8)에 의해 서로 결합되는 광발광체(6,7)를 지지하며, 상기 유리 시트 사이의 간격은 상기 유리 시트 사이에 배치된 유리 스페이서(9)에 의해 (일반적으로 5mm 이하의 값으로) 정해진다. 여기서, 상기 간격은 약 0.3mm 내 지 5mm, 예컨대 0.4mm 내지 2mm일 수 있다.

상기 스페이서(9)는 구형, 원기둥형, 또는 입방체형일 수 있고, 또는 또 다른 다각형, 예컨대 십자형 단면을 가질 수 있다. 상기 스페이서는 적어도 플라즈마 가스에 노출되는 측방 표면이 상기 형광체(6,7)와 동일하거나 또는 상이한 형광체로 코팅될 수 있다.

내부 공간(10)으로 지칭되는 상기 유리 시트(2,3) 사이의 공간에는 선택적으로 네온 또는 헬륨과 혼합되는 크세논과 같은 희유 가스가 보통 대기압의 약 1/10에 해당하는 낮은 압력으로 존재한다.

유리 시트(2,3)인 상기 기판의 외면(21,31)에는 각각 전극이 증착된다. 각 전극(4,5)은 예컨대 불소가 도핑된 주석 산화물 층일 수 있다.

변형예에 따르면, 각 전극은 상기 기판과 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예컨대, 전극은 전기 절연체를 지지하는 요소의 외면 또는 내면에 증착될 수 있고, 이 절연체를 지지하는 요소는 코팅부가 상기 기판의 외면(21,31)에 눌려지도록 상기 기판과 결합된다. 이 요소는 예컨대 EVA 또는 PVB 타입의 플라스틱 필름, 또는 예컨대 PET, PVB, 및 PU 필름과 같은 다수의 플라스틱 필름일 수 있다.

각 전극은 플라스틱 필름에 통합되거나 또는 이후에 강화 유리를 형성하는 상기 기판에 통합되는 금속 그리드 형태일 수 있고, 또는 서로 평행한 와이어 형태일 수 있다.

각 전극은 또한 제1 전기 절연체와 제2 전기 절연체 사이에 끼워질 수 있고, 이는 상기 기판(2,3)에 결합될 수 있다. 상기 전극은 예컨대 두 개의 플라스틱 시 트 사이에 삽입될 수 있다.

전기 절연체의 또 다른 결합형태는 아래와 같다. 제1 전기 절연체로 PVB 시트가 선택되고, 이는 전극을 지지하는 PET 시트와 같은 제2 전기 절연체를 결합하는데 사용되며, 상기 전극은 상기 PVB 시트와 PET 시트 사이에 위치된다.

전극(4)은 가요성 심(11a)을 통해 예컨대 40kHz의 주파수 f₀의 고주파 전력 공급원에 연결된다. 상기 전극(4)은 약 1kV의 전위 V₀ 및 주파수 f₀에 놓인다.

기판(2,3)의 두께(더 일반적으로는 전극을 분리하는 유전체의 두께)가 작을수록(예컨대 2mm 또는 1mm까지 감소), 전압 V₀는 더 낮아져야 하므로, 절연성을 보장하기 위해서는 V 및 f에 대한 조건이 더 탄력적이어야 한다.

가요성 심(11b)을 통해 전력공급되는 전극(5)은 약 220V의 전위 V₁ 및 50Hz의 주파수 f₁에 놓인다.

이 전극(4)의 상부에는 층간 유전체(14)와 보호 전도체(41)가 배치되고, 상기 보호 전도체는 가요성 심(11c)을 통해 전기가 공급되고 상기 전극(5)에 연결된다.

이 보호 전도체(41)는 예컨대 3.85mm의 두께로 유리 시트(16)의 내면에 전체적으로 증착되는 불소가 도핑된 주석 산화물의 층 형태일 수 있고, 또는 대안적으로 두꺼운 플라스틱 지지체에 증착될 수도 있다.

전극(4)의 면적이 0.2m²이고 전력이 100W일 때, 3.85mm 두께의 유리 시 트(16)에 동일한 면적의 연속적인 금속체를 배치함으로써 측정되는 누설 전류는 약 0.6mA(피크값)이다.

상기 유전체(14)는 예컨대 전극(5)에 배치되는 후술할 필름(15)과 동일한 하나 이상의 폴리머 필름과 같은 용량성의 적층 중간층이다. 표면 온도가 30℃이고, 주파수 f₀가 40kHz이며, 전극(4)의 면적이 0.2m²이고, 전력 P가 100W일 때, 전력 P_d는 아래와 같다.

- 필름(14)이 캐패시턴스 C를 제한하기 위해 두께가 5mm인 PVB, PU, 또는 PET 필름으로 구성되면 약 35W;

- 필름(14)이 두께가 3.8mm인 EVA 필름이라면 약 18W;

- 필름(14)이 두께가 1.6mm인 EVA 필름과 결합(PC의 부착력을 더 우수하게 하기 위함)되는 두께가 4mm인 PC 필름이라면 약 13W;

- 필름(14)이 4mm의 공기로 대체된다면(이 경우에는 하나 이상의 스페이서 및/또는 주변 밀봉부를 사용함) 약 14W, 또는 상기 필름이 2mm의 공기(2mm의 공기는 9mm의 PVB와 등가) 및 3.15mm의 유리로 대체된다면 약 5W이다.

이러한 조건하에서 유전율 ε_r은 아래와 같다.

- 필름(14)이 두께가 5mm인 PVB 필름이라면 약 4;

- 필름(14)이 두께가 3.8mm인 EVA 필름이라면 약 3.5이다.

이러한 조건하에서 tanδ는 아래와 같다.

- 필름(14)이 캐패시턴스 C를 제한하기 위해 두께가 5mm 이상인 PVB 필름으 로 구성되면 약 0.06;

- 필름(14)이 두께가 3.8mm인 EVA 필름이라면 약 0.018;

- 필름(14)이 두께가 1.6mm인 EVA 필름과 결합되는 두께가 4mm인 PC 필름이라면 약 0.008;

- 필름(14)이 4mm의 공기(2mm의 공기는 9mm의 PVB와 등가)로 대체된다면 약 0.005, 또는 상기 필름이 2mm의 공기 및 3.15mm의 유리로 대체된다면 약 0.012이다.

상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀ - V₁이다.

상기 외면(31)의 바깥쪽에는 예컨대 두께 1.5mm의 PVB 또는 EVA로 제조되는 적절한 수지 또는 투명한 플라스틱 필름(15)이 배치되고, 상기 필름은 예컨대 두께 3.15mm의 유리 시트(17)와 같은 유리 기판에 적층되는 중간층 역할을 하며, 또는 대안적으로 두꺼운 경질 플라스틱 지지체에 적층될 수도 있다.

전극(5)의 면적이 0.2m²이고 전력이 100W일 때, 3.15mm 두께의 유리 시트(17) 위에 동일한 면적의 연속적인 금속체를 배치함으로써 측정되는 누설 전류는 약 0.65mA(피크값)이다.

상기 금속체가 더 작은 면적을 갖는다면, 누설 전류도 비례하여 감소된다.

안전성 향상과 관련된 제1 변형예에 따르면, V₁은 램프에 대한 전력 공급원 회로의 한 지점에 제공되는 접지 전위에 놓이고, 이 경우 누설 전류는 0이다.

안전성 향상과 관련된 제2 변형예에 따르면, 상기 전극(5)과 보호 전도 체(41)가 연결되지 않는다. 예컨대, 전도체(41)는 그대로 V₁인 반면, 제2 전극은 220V/50Hz의 간선에 연결되거나 또는 접지에 연결된다.

도 2에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(2000)는 아래의 차이점을 제외하고는 기본적으로 도 1의 구조체와 동일하다.

- 보호 전도체(42)는 강화 유리(161) 내의 그리드이고, 전극 상부의 유리 두께는 예컨대 약 3mm이다;

- 전극(5)은 3.85mm의 유리(17)에 결합되는 필름으로서, 예컨대 PVB 또는 EVA 필름과 결합된 PET 필름에 배치된다;

- 불투명한 광발광체(61,71)가 조명이 분화되도록 가장자리에만 배치된다.

또한, 상기 전극(5)과 전도체(42)는 접지에 연결된다. 상기 층간 유전체(14)는 주변 밀봉부(8') 사이에 두께가 2mm인 공기 또는 질소와 같은 가스층(141)과, 두께가 3mm인 유리층을 포함한다. 상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀이다.

도 3에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(3000)는 아래의 차이점을 제외하고는 기본적으로 도 1의 구조체와 동일하다.

- 보호 전도체(43)는 층간 유전체(14)를 덮도록 배치되고, 이 전도체(43)는 또한 접착 필름에 의해, 예컨대 폴리우레탄 및 폴리카보네이트에 의해 보호될 수 있다;

- 유전체(14)는 두께가 4mm인 PC 시트(143) 밑에 두께가 1.6mm인 EVA 시 트(142)를 포함한다;

- 유리로 적층되는 반대쪽 판이 없고, 전극(5) 위에 플라스틱 층간 필름이 없다.

상기 전극(5)과 전도체(43)는 접지에 연결되므로, 상기 전도체(43)는 스크린이 된다. 상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀이다.

도 4에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(4000)는 아래의 차이점을 제외하고는 기본적으로 도 1의 구조체와 동일하다. 즉, 50kHz의 주파수 f₀에 대해, 전극(4)은 약 300V의 전위 V+에 놓이고 전극(5)은 약 700V의 반대 부호 전위 V-에 놓인다. 상기 구조체는 또한 연속적이고 투명한 전기 전도층 형태로 이루어지는 두 개의 보호 전도체(44,44')를 사용한다. 상기 두 개의 보호 전도체(44,44')는 누설 전류를 방지하기 위해 램프에 전력을 공급하는 회로의 접지에 연결된다.

층간 유전체는 두 부분(14,14')에 형성되고, 이들은 예컨대 두께가 각각 2.5mm인 PVB 형태로 이루어지거나, 또는 상술한 다른 필름 변형예의 형태로 이루어진다. 소비 전력 P_d는 상기 두 부분(14,14')의 단자에서의 전력의 합과 일치한다. 상기 층간 유전체의 두 부분(14,14')의 단자에서의 전압 U는 V+ 및 V-이다.

도 5에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(5000)는 기본적으로 도 1의 구조체와 동일하다.

전극(5)은 약 1kV의 전위 V₀ 및 40kHz 내지 50kHz의 고주파수 f₀에 놓인다. 전극(4)은 약 220V의 전위 V_ref 및 50kHz의 주파수 f에 놓이고, 적층 중간층(140)을 통해 적층된다.

전극(5) 밑에는 구조체의 안전성을 향상시키는 가역적인 전기화학 거울(100)이 배치된다.

이 가역적인 전기화학 거울은,

- EVA 필름(144) 및 PC 필름(101)으로 형성되는 층간 유전체(14);

- 제1 전극(102);

- 예컨대 백금으로 제조되는 제1 핵생성부(103);

- 예컨대 γ-부티롤락톤 솔벤트 내의 AgI 및 LiBr의 혼합물과 같은 전해질(104);

- 예컨대 백금으로 제조되는 제2 핵생성부(105);

- 제2 전극(106);

- 투명 기판, 바람직하게는 유리 시트(107), 또는 변형예로서 투명한 플라스틱 기판 또는 가요성 또는 경질의 복합 기판;

- 선택적으로, 저방사율 또는 태양광 제어층(108);을 차례대로 포함한다.

상기 제1 핵생성부(103)는 서로 붙어있는 반면, 상기 제2 핵생성부(105)는 서로 떨어져 있다. 금속 소재, 바람직하게는 은의 원자 M⁺는 전착에 의해 상기 제1 핵생성부(103) 위에 반사면(109) 또는 반반사면(중간 상태)을 형성할 수 있고, 또는 상기 제2 핵생성부(105) 위에 전도성 섬 형태의 거의 투명한 표면(도시되지 않 음)을 형성할 수 있다.

전압을 조절하거나 전류의 양을 측정하거나 또는 전기 저항을 측정함으로써 상기 반사면의 반사도 또는 레벨을 조절하는 수단(도시되지 않음)이 제공된다.

제1 전극(102) 또는 제2 전극(106)은 접지에 연결되므로(도시되지 않음), 전극(5) 측에서 누설 전류는 없다. 상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀ - V_ref이다.

도 6에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(6000)는 아래의 차이점을 제외하고 도 1의 구조체와 부분적으로 동일하다. 즉, 상기 램프 구조체는 UV 광원으로서 내부 공간(10) 내에 플라즈마 가스(6')를 가지며 단일 발광면(31)(발광은 넓은 화살표로 표시되어 있음)을 갖는 UV 램프(6000)이다.

벽(2',3')은 UV가 투과되는 것으로 선택되므로, 벽(2')의 내면에는 예컨대 알루미나로 제조되는 UV 반사부(82)가 배치된다.

전극(5')은 UV 광선을 통과시키기 위해 스트립 형태(또는 와이어 및/또는 그리드 형태)로 이루어지며, 상기 전극은 코팅되지 않으므로 보호 전도체(45)처럼 접지에 연결된다. 상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀이다.

도 7에 도시된 실시예에서, 램프 구조체(7000)는 아래의 차이점을 제외하고 도 1의 구조체와 부분적으로 동일하다. 즉, 상기 램프 구조체는 UV 광원으로서 내부 공간(10) 내에 플라즈마 가스(6')를 가지며 두 개의 발광면(발광은 두 개의 넓은 화살표로 표시되어 있음)을 갖는 UV 램프이다.

벽(2',3')은 커버 유전체(162)와 같이 UV가 투과되는 것으로 선택된다. 보호 전도체(46)와 전극(4',5')은 UV 광선을 통과시키기 위해 예컨대 스트립 형태(또는 와이어 및/또는 그리드 형태)로 이루어지며, 층간 유전체(14)는 주변 밀봉부(8')를 가진 질소로 이루어진다. 상기 층간 유전체(14)의 단자 사이의 전압 U는 V₀이다.

전극(5')은 코팅되지 않으므로 보호 전도체(46)처럼 접지에 연결된다.

도 8 내지 도 10은 각각,

- 구조체(1000)의 표면 온도에 따른 P_d의 변화량(곡선(810 내지 850));

- 구조체(1000)의 표면 온도에 따른 tanδ의 변화량(곡선(910 내지 950));

- 구조체(1000)의 표면 온도에 따른 유전율 ε_r의 변화량(곡선(1010 내지 1040));을 도시하며,

이는 아래와 같은 층간 유전체에 대한 것이다. 즉,

- 두께가 5mm인 PVB 층(곡선(810,910,1010));

- 두께가 3.8mm인 EVA 층(곡선(820,920,1020));

- 단일 PC 층(곡선(1030)), 또는 두께가 1.6mm인 EVA 층과 결합되는 두께가 4mm인 PC 층(곡선(830,930));

- 두께가 4mm인 단일 공기층(곡선(840,940,1040));

- 두께가 2mm인 공기층 및 3.15mm의 유리(곡선(850,950)).

EVA는 소비 전력 P_d가 100W 당 10W 내지 20W일 때 특히 30℃ 이상에서 PVB보다 더 양호한 거동을 제공함을 볼 수 있다.

더욱 바람직한 EVA/PC 결합체는 소비 전력 P_d가 낮으며, 이는 온도에 따라 비교적 일정하다(100W 당 10W 내지 17W).

전기적인 관점에서 보면, 공기 및 공기/유리 결합체도 소비 전력 P_d가 낮고(100W 당 5W 이하) 온도 안정성이 높아 바람직하다. 공기/유리 결합체는 손실각이 비교적 높지만, 캐패시턴스 값이 테스트된 절연체 중 가장 낮으므로 단자에서의 소비 전력이 낮다.

상술한 예들은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

조립체의 비대칭적인 배치 및 대안적인 형태가 전극의 경우(소재의 선택, 형상의 선택, 유리 또는 플라스틱에 대한 배열의 선택 등) 및 보호 전도체의 경우(소재의 선택, 형상의 선택, 유리 또는 플라스틱에 대한 배열의 선택 등)에 이루어질 수 있고, 또는 층간 유전체의 경우(소재의 선택, 두께의 선택, 형상의 선택, 특히 연속적인 대부분의 영역 또는 천공되는 구성 또는 불연속적인 구성 등)에도 이루어질 수 있다.

발광 구조체(1000 내지 5000)는 예컨대 이중 글레이징 유닛의 하나의 유리판에 대한 대체물로서 이중 글레이징 유닛의 전체 부분을 형성할 수 있다. 또한, 이러한 구성에서는 전도체가 이중 글레이징 유닛의 남아있는 유리판 위에 형성될 수 있다.

플라즈마 가스에 의해 활성화되는 경우, 특정한 영역에서 분화되어 분포되는 광발광체로 인해 플라즈마의 에너지를 문제의 영역에서 가시 광선으로 전환할 수 있고, 이에 따라 발광 영역(광발광체의 특성에 따라 자체적으로 불투명하거나 투명함)을 구성할 수 있고 영구적으로 투명한 병치된 영역을 구성할 수 있다.

상기 발광 영역은 기하학적 패턴(선, 점, 원, 정사각형, 또는 그 밖의 형상)의 어레이를 형성할 수도 있고, 패턴 사이의 간격 및/또는 패턴의 크기는 가변적일 수 있다.

벽은 임의의 형상일 수 있다. 즉, 상기 벽의 외곽선은 특히 정사각형 또는 직사각형과 같은 오목하거나 볼록한 다각형일 수 있고, 특히 원형 또는 타원형과 같이 일정하거나 가변적인 곡률 반경으로 만곡될 수 있다.

상기 벽은 평면형 또는 구부러진 형태일 수 있고, 바람직하게는 일정한 거리만큼 이격된다.

상기 벽은 광학적 효과를 갖는 유리 기판, 특히 예컨대 착색되거나 장식되거나 구조화되거나 산란되는 벽일 수 있다.

상기 구조체는 광물 수단(예컨대 유리 프릿)에 의해, 거의 투명한 소재(유리 등)에 의해, 또는 접착제(실리콘)로 밀봉될 수 있다.

Claims

- 서로 마주보는 평평한 주면을 가지며, 광원 및/또는 UV 광원(6,7,71,6')을 포함하는 내부 공간(10)을 한정하는 제1 유전체 벽(2,2') 및 제2 유전체 벽(3,3');

- 상기 광원 및/또는 UV 광원을 위한 제1 전극(4,4') 및 제2 전극(5,5')으로서, 상기 제1 전극 및 제2 전극과 수직을 이루는 하나 이상의 성분을 갖는 전계선을 생성하고, 각각 상기 제1 유전체 벽(2,2') 및 제2 유전체 벽(3,3')과 결합되는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고,

상기 제1 전극(4,4',5,5')은 주파수 f₀의 고주파 전자기 신호에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있는, 평평한 또는 거의 평평한 가시광선 발광 및/또는 UV(자외선) 발광 구조체로서,

상기 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체는 상기 제1 전극을 위한 외부 커버로서 전기 안전 시스템을 포함하고, 상기 전기 안전 시스템은 층간 유전체(14,14')로 지칭되는 유전체에 의해 상기 제1 전극과 분리되는 보호 전도체(41 내지 46,102)로 지칭되는 전도체를 포함하며, 상기 층간 유전체는 거의 평평하고 정해진 캐패시턴스 C를 갖고, 상기 보호 전도체는 전위 V 및/또는 주파수 f를 갖는 전력 공급원에 연결되거나 또는 연결될 수 있으며, 상기 전위 V 및/또는 주파수 f는 외부 누설 전류의 피크값이 f가 0일 때 2mA 이하이고 또는 f가 0이 아닐 때 0.7mA 이하가 되도록 조절되며,

상기 층간 유전체 및/또는 보호 전도체 및/또는 제1 전극 및 제2 전극 중 하나의 전극은, 상기 층간 유전체의 단자에서의 소비 전력 P_d가 적어도 25℃ 내지 60℃ 사이에서 선택되는 상기 발광 구조체의 표면 온도에서 상기 전력 공급원에 의해 전달되는 전력 P보다 0.35배 이하가 되도록 선택되며, 상기 P_d는 상기 층간 유전체의 손실각이 δ이고 상기 층간 유전체의 단자 사이의 전압이 U일 때 공식 P_d = 2πf₀CU²sinδ에 따라 주어지는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항에 있어서,

상기 P_d는 상기 표면 온도, 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 표면 온도 범위에서 0.25 P 이하인 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 층간 유전체는 상기 표면 온도, 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도 범위에서 1kHz 내지 100kHz의 주파수 f₀에 대해 0.06 이하의 tanδ를 갖고, 및/또는 상기 층간 유전체는 상기 표면 온도, 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도 범위에 서 1kHz 내지 100kHz의 주파수 f₀에 대해 4.5 이하의 상대 유전율 ε_r을 갖는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상의 전극 및/또는 보호 전도체(41 내지 46,102)는 연속층 또는 특히 스트립 형태의 불연속층으로 구성되거나, 또는 그리드(42) 또는 서로 평행한 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 층간 유전체(14,14')는,

- 선택적으로 상기 유전체 벽 중 하나를 형성하고, 0.05% 이상의 Fe^III 또는 Fe₂O₃을 갖는 소다 라임 실리카 유리, 붕규산염 유리, 실리카, 또는 석영에서 선택되는 유리로 구성되는 유리 시트;

- 대부분의 영역에서 5mm의 최소 두께를 가지며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리비닐 클로라이드, 및 폴리메틸 메타크릴레이트에서 선택되는 폴리머로 구성되는 폴리머 필름;

- 대부분의 영역에서 3mm의 최소 두께를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트, 또는 예컨대 대부분의 영역에서 2mm의 최소 두께를 갖는 폴리카보네이트;

- 1mm의 최소 두께를 갖는 공기, 또는 예컨대 2mm의 최소 두께를 갖는 특히 질소와 같은 불활성 가스; 중 하나 이상의 요소를 포함하거나,

- 또는 다수의 상기 요소들의 스택으로서, 예컨대

- 바람직하게는 상기 최소 두께 이하의 두께를 가지며 예컨대 에틸렌/비닐 아세테이트 필름 및 폴리카보네이트 필름과 같은 둘 이상의 폴리머 필름;

- 바람직하게는 상기 최소 두께 이하의 두께를 가지며 예컨대 폴리카보네이트 필름 및 에틸렌/비닐 아세테이트 필름과 같은 상기 폴리머 필름 중 하나 이상의 폴리머 필름 및 가스;

- 또는 바람직하게는 상기 최소 두께 이하의 두께를 갖는 상기 유리 시트 및 가스;

- 또는 바람직하게는 상기 최소 두께 이하의 두께를 가지며, 구멍 또는 특히 스트립 형태와 같은 불연속적인 형태를 갖는 유리 시트 및/또는 하나 이상의 폴리머 필름; 중 하나 이상의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 층간 유전체(14,14')는 가시광선 및/또는 UV에 대해 거의 또는 완전히 투과성인 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상의 전극 및/또는 보호 전도체(41 내지 46,102)는 가시광선 및/또는 UV에 대해 거의 또는 완전히 투과성인 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 전극(4,4') 및 제2 전극(5,5')은 적어도 부분적으로 상기 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽 내에 또는 상기 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽의 외부 주면(21,31) 위에 배치되고, 상기 제1 유전체 벽(2,2') 및 제2 유전체 벽(3,3')은 유리 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전위 V는 접지 전위로 구성되는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(2000, 3000, 4000, 5000).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전극(4,5)은 상기 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽의 외부 주면(21,31) 위에 배치되고, 전기 보호 시스템은 상기 보호 전도체(41)의 상부에 배치되는 커버 유전체(16)로 지칭되는 또 다른 유전체를 포함하며, 상기 전위 V는 400V 이하, 바람직하게는 220V 이하이고 및/또는 상기 주파수 f는 100Hz 이하, 바람직하게는 60Hz 이하인 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 전극(5)은 상기 보호 전도체에 전기가 흐르도록 연결되는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 6000, 7000).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 전극(5)은 고주파 전자기 신호(V-)에 의해 전력공급되거나 또는 전력공급될 수 있고, 상기 발광 구조체는 상기 제2 전극과 결합되는 또 다른 전기 안전 시스템(44')을 포함하며, 상기 층간 유전체는 이중화, 즉 개개의 전극(4,5)에 대한 외부 커버로서 각각 두 개의 부분(14,14')으로 구성되고, 이에 따라 상기 소비 전력 P_d은 상기 두 개의 부분의 단자에서의 전력의 합과 일치하는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(4000).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

전기 보호 시스템은 바람직하게는 가변적인 광학적 특성을 갖는 전기적으로 제어가능한 장치의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(5000).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내부 공간은 가시광선 및/또는 UV를 방출하는 플라즈마 가스(6')를 포함하고, 선택적으로 가시광선을 방출하는 형광체(6,7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체는 가시광선 및/또는 UV 광선을 반사하는 예컨대 알루미나(82) 또는 알루미늄과 같은 소재(82)를 포함하며, 상기 소재는 상기 제1 유전체 벽 및 제2 유전체 벽 중 하나의 유전체 벽(2')의 내부 주면 또는 외부 주면을 부분적으로 또는 전체적으로 덮고, 특히 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나의 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(6000).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

가시광선으로 선택된 발광 구조체는 장식 또는 건축 요소를 형성하거나, 조명기구, 특히 평면 조명기구, 조명 벽, 특히 현수 벽, 조명 타일, 디스플레이 스크린 백라이트, 빌딩용 조명 윈도우와 같은 디스플레이 기능을 갖는 요소를 형성하거나, 예컨대 열차 윈도우, 또는 배나 비행기의 객실 윈도우, 산업용 차량의 루프, 측면 윈도우, 후면 윈도우, 또는 전면 윈도우와 같은 이동 수단에 사용되거나, 육상, 공중, 또는 해상 이동 수단의 두 방 사이 또는 두 객실 사이의 내부 파티션, 글레이징, 디스플레이 케이스 또는 매장 윈도우, 도시 시설물, 빌딩 외관에 사용되며, 또는 UV로 선택된 발광 구조체는 태닝 램프와 같은 미용 분야, 생체의료 분야, 전자공학 분야, 또는 식품 분야에 사용되거나, 공기, 수돗물, 음료수, 또는 수영장 물을 정화하는데 사용되거나, UV 건조 또는 UV 경화에 사용되는 것을 특징으로 하는 가시광선 발광 및/또는 UV 발광 구조체(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000).