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KR20200091743A - Wavelength tunable UV emission device - Google Patents

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KR20200091743A
KR20200091743A KR1020190008910A KR20190008910A KR20200091743A KR 20200091743 A KR20200091743 A KR 20200091743A KR 1020190008910 A KR1020190008910 A KR 1020190008910A KR 20190008910 A KR20190008910 A KR 20190008910A KR 20200091743 A KR20200091743 A KR 20200091743A
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KR
South Korea
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wavelength
ultraviolet
voltage
electrode
controlled
Prior art date
Application number
KR1020190008910A
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Korean (ko)
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KR102345744B1 (en
Inventor
박규창
Original Assignee
주식회사 월드빔솔루션
경희대학교 산학협력단
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Publication date
Application filed by 주식회사 월드빔솔루션, 경희대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 월드빔솔루션
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Publication of KR20200091743A publication Critical patent/KR20200091743A/en
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a wavelength tunable UV emission device comprises: an electron emission device emitting electrons; an electrode provided to be spaced apart from the electron emission device and supplying the electrons emitted from the electron emission device and incident on one side thereof to the other side; and a plurality of UV emission layers provided to be stacked on each other in a direction of the other side of the electrode, having different band gaps, and emitting UV rays of different wavelengths according to the band gaps using the electrons supplied from the electrode.

Description

파장 조절 자외선 방출 장치{Wavelength tunable UV emission device}Wavelength tunable UV emission device

본 발명은 자외선 방출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방출되는 자외선의 파장을 조절할 수 있는 자외선 방출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet emission device, and more particularly, to an ultraviolet emission device capable of adjusting the wavelength of the emitted ultraviolet light.

자외선(Ultraviolet rays; UV)은 가시광선보다는 파장이 짧고 X선보다는 파장이 긴 전자기파로서, 통상적으로 100㎚ 내지 400㎚의 파장을 가진다. 이러한 자외선은 인체에 노출되면 해로운 것으로 알려져 있지만, 각종 산업 분야에서는 오히려 다양한 용도로 유용하게 사용되고 있다. 예를 들어, 자외선은 벌레 유인용으로 사용되거나, 포토 리소그래피(photo lithography) 공정, 큐어(cure) 공정 등과 같은 반도체/디스플레이 제조 공정에 사용되거나, 식수의 소독용으로 사용되거나, 공기청정기로 사용되거나, 각종 기구의 살균용으로 사용될 수 있다.Ultraviolet rays (UV) are electromagnetic waves having a shorter wavelength than visible light and a longer wavelength than X-ray, and generally have a wavelength of 100 nm to 400 nm. Although such ultraviolet rays are known to be harmful when exposed to the human body, they are usefully used for various purposes in various industrial fields. For example, ultraviolet rays are used for insect attraction, used in semiconductor/display manufacturing processes such as photo lithography processes, cure processes, used for disinfection of drinking water, or used as air purifiers, It can be used for sterilization of various instruments.

한편, 각종 산업 분야에서 사용되는 자외선은 그 용도에 따라 그 파장이 서로 다른 것이 사용된다. 하지만, 종래의 자외선 방출 장치는 특정 파장의 자외선만을 방출하도록 단순하게 구현되어 있다. 따라서, 종래의 자외선 방출 장치를 이용할 경우, 각 용도에 따라 그 파장이 다른 자외선 방출 장치를 별도로 구비해야 하는 문제점이 있었다.Meanwhile, ultraviolet rays used in various industrial fields have different wavelengths according to their use. However, the conventional ultraviolet emission device is simply implemented to emit only ultraviolet rays of a specific wavelength. Therefore, when using a conventional ultraviolet emission device, there is a problem in that a separate ultraviolet emission device having a different wavelength is required for each application.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 방출되는 자외선의 파장 조절이 가능한 자외선 방출 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an ultraviolet emission device capable of controlling the wavelength of emitted ultraviolet rays.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는, (1) 전자를 방출시키는 전자 방출 소자, (2) 상기 전자 방출 소자와 이격되게 마련되며, 상기 전자 방출 소자에서 방출되어 그 일면으로 입사된 전자를 그 타면으로 공급하는 전극 및 (3) 상기 전극의 타면 방향으로 서로 적층되게 마련되고, 서로 다른 밴드 갭을 가지며, 상기 전극에서 공급되는 전자를 이용하여 자신의 밴드 갭에 따라 서로 다른 파장의 자외선을 방출시키는 다수의 자외선 방출층을 포함한다.A wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, (1) an electron emission device for emitting electrons, (2) is provided spaced apart from the electron emission device, the electron emission It is provided to be stacked with each other in the direction of the other surface of the electrode and (3) the electrode that supplies the electrons emitted from the device and incident on one surface of the electrode, and has different band gaps, and uses electrons supplied from the electrode to It includes a plurality of ultraviolet emission layers that emit ultraviolet rays of different wavelengths according to the band gap of.

상기 각 자외선 방출층은 전극에서 멀리 위치할수록 더 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.Each UV emitting layer may have a larger band gap as it is located farther from the electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 가장 큰 밴드 갭을 가지는 상기 자외선 방출층의 타면에 마련된 기판을 더 포함할 수 있다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention may further include a substrate provided on the other surface of the ultraviolet emission layer having the largest band gap.

본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 음극이 상기 전자 방출 소자와 연결되고, 양극이 상기 전극과 연결되어 전압을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며, 상기 전원 공급부는 공급하는 전압을 조절하는 전압제어부를 포함할 수 있다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention further includes a power supply for supplying a voltage with a negative electrode connected to the electron emitting element and a positive electrode connected to the electrode, wherein the power supply supplies the voltage supplied. It may include a voltage control unit for adjusting.

상기 전압제어부는 사용자의 조정에 의하여 상기 전원제어부의 선택 전압이 결정되는 전압조절장치를 포함하며, 상기 전압조절장치는 상기 각 자외선 방출층을 선택할 수 있는 인덱스; 및 상기 각 자외선 방출층 사이의 계면을 선택할 수 있는 인덱스를 포함할 수 있다.The voltage control unit includes a voltage control device in which the selected voltage of the power control unit is determined by a user's adjustment, and the voltage control device includes an index capable of selecting each UV emission layer; And an index capable of selecting an interface between the ultraviolet emission layers.

상기 전원 공급부는 전압의 공급 시간을 컨트롤하는 시간제어부를 포함할 수 있다.The power supply unit may include a time control unit that controls the supply time of the voltage.

상기 전원 공급부는 상기 전압제어부 및 상기 시간제어부를 종합적으로 제어하는 통합관리부를 포함하며, 상기 통합관리부는 상기 전압제어부 및 상기 시간제어부를 제어하여 상기 각 자외선 방출층에 해당되는 전압의 크기가 방출되는 시간을 컨트롤할 수 있다.The power supply unit includes an integrated management unit that comprehensively controls the voltage control unit and the time control unit, and the integrated management unit controls the voltage control unit and the time control unit to emit a voltage corresponding to each ultraviolet emission layer. You can control the time.

상기 다수의 자외선 방출층 중에서 적어도 하나가 양자 우물 구조를 가질 수 있다.At least one of the plurality of ultraviolet emission layers may have a quantum well structure.

상기 전자 방출 소자는 냉음극형 또는 광음극형인 것일 수 있다.The electron emission device may be of a cold cathode type or a photocathode type.

상기 전극은 광 반사층을 더 포함할 수 있다.The electrode may further include a light reflection layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 상기 전자 방출 소자와 상기 전극 사이에 마련된 게이트 전극을 더 포함할 수 있다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention may further include a gate electrode provided between the electron emission element and the electrode.

상기 게이트 전극은 다수의 개구부를 구비한 메쉬 구조를 포함할 수 있다.The gate electrode may include a mesh structure having a plurality of openings.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 방출되는 자외선의 파장 조절이 가능하므로 각 산업에 필요한 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 동시에 둘 이상의 용도로 사용할 수 있는 이점이 있다. The wavelength-adjusted ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention configured as described above can be used for various purposes required for each industry because it can control the wavelength of emitted ultraviolet rays, and has the advantage of being used for two or more uses at the same time. .

다수의 자외선 방출층 중에 자외선을 방출할 자외선 방출층을 선택하기 위해 전압만 조절하면 되는 간단한 구조이므로, 제작 비용이 저렴할 뿐 아니라, 소형화가 가능한 이점이 있다.Since it is a simple structure that only needs to adjust the voltage in order to select an ultraviolet emitting layer to emit ultraviolet rays among a plurality of ultraviolet emitting layers, it is not only inexpensive to manufacture, but also capable of miniaturization.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치를 나타낸다.
도 2는 2개의 방출층(3a, 3b)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서 제1 방출층(3a)이 자외선을 방출하는 것을 나타낸다.
도 3은 2개의 방출층(3a, 3b)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서 제2 방출층(3b)이 자외선이 방출하는 것을 나타낸다.
도 4는 2개의 방출층(3a, 3b)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서 제1 방출층(3a) 및 제2 방출층(3b)이 자외선이 방출하는 것을 나타낸다.
도 5는 게이트 전극(13)을 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치를 나타낸다.1 shows a wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention.
2 shows that the first emission layer 3a emits ultraviolet light in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two emission layers 3a and 3b.
3 shows that the second emission layer 3b emits ultraviolet light in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two emission layers 3a and 3b.
FIG. 4 shows that the first emission layer 3a and the second emission layer 3b emit ultraviolet light in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two emission layers 3a and 3b. Shows.
5 shows a wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention further comprising a gate electrode 13.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention and the effects thereof will be more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains may facilitate the technical spirit of the present invention. Will be able to practice. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, the terminology used herein is for describing the embodiments, and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form in some cases unless otherwise specified in the phrase. As used herein, the terms “include”, “have”, “have” or “have” do not exclude the presence or addition of one or more other components other than the components mentioned.

본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In the present specification, the expressions “or”, “at least one”, etc. may represent one of the words listed together, or a combination of two or more. For example, “or at least one of B” and “B” may include only one of A or B, and may include both A and B.

본 명세서에서, “예를 들어”와 같은 표현에 따르는 설명의 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있다. 또한, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.In the present specification, the information presented, such as the cited characteristic, variable, or value of the description following the expression “for example” may not exactly match. In addition, it should not limit the embodiments of the invention according to various embodiments of the present invention with effects such as variations, including tolerances, measurement errors, limits of measurement accuracy, and other factors commonly known.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.In this specification, when a component is referred to as being'connected' or'connected' to another component, it may be directly connected to, or connected to, another component, but another component in the middle It should be understood that it may exist. On the other hand, when a component is said to be'directly connected' or'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in this specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. In addition, terms defined in the commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치를 나타낸다. 1 shows a wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 방출되는 자외선의 파장 조절이 가능한, 즉 방출되는 자외선의 파장(λ)을 선택할 수 있는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 방출 소자(1), 애노드 전극(anode electrode)(2) 및 자외선 방출층(3)을 포함한다. 이때, 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2)은 서로 이격되게 마련되며, 애노드 전극(2)과 자외선 방출층(3)은 서로 접하도록 마련된다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention is a device capable of controlling the wavelength of emitted ultraviolet light, that is, a device capable of selecting a wavelength (λ) of emitted ultraviolet light, as shown in FIG. 1, an electron emission device (1), the anode electrode (anode electrode) (2) and the ultraviolet emission layer (3). At this time, the electron emission device 1 and the anode electrode 2 are provided to be spaced apart from each other, and the anode electrode 2 and the ultraviolet emission layer 3 are provided to contact each other.

전자 방출 소자(1)는 전자(e)를 방출시키는 구성이다. 이때, 전자 방출 소자(1)는 그 구성이 특별히 제한되는 것이 아니다. 다만, 전자빔의 집중 또는 확산의 용이함과 보다 빠른 구동을 위하여, 냉음극 재료를 적용한 냉음극형 또는 광음극형으로 이루어질 수 있다. 즉, 전자 방출 소자(1)는 전자를 공급받는 캐소드 전극(cathode electrode, 11)과, 캐소드 전극(11)의 일면에 돌출되게 형성되어 전자를 방출시키는 에미터(emitter, 12)를 포함할 수 있다. 각 에미터(12)는 캐소드 전극(11)의 타면 상에서 서로 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 이때, 캐소드 전극(11)과 에미터(12)는 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에미터(12)는 탄소나노튜브, 탄소나노와이어, 산화아연(Zinc oxide) 나노와이어, 탄소나노파이버, 나노그래핀 및 마이크로팁 중에 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The electron-emitting device 1 is configured to emit electrons e. At this time, the configuration of the electron-emitting device 1 is not particularly limited. However, for ease of concentration or diffusion of the electron beam and faster driving, it may be formed of a cold cathode type or a photocathode type to which a cold cathode material is applied. That is, the electron emitting device 1 may include a cathode electrode 11 that receives electrons and an emitter 12 that is formed to protrude on one surface of the cathode electrode 11 and emits electrons. have. Each emitter 12 may be disposed at regular intervals from each other on the other surface of the cathode electrode 11. At this time, the material of the cathode electrode 11 and the emitter 12 is not particularly limited. For example, the emitter 12 may be made of any one or more of carbon nanotubes, carbon nanowires, zinc oxide nanowires, carbon nanofibers, nanographene, and microtips.

애노드 전극(2)은 전자 방출 소자(1)에서 방출되어 그 일면으로 입사된 전자(e)를 그 타면으로 공급받는 애노드 전극(anode electrode)으로서, 전자 방출 소자(1)와 이격되게 마련된다. 이때, 애노드 전극(2)은 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전자가 잘 침투할 수 있는 연성의 재질이 보다 유리할 수 있다.The anode electrode 2 is an anode electrode that is emitted from the electron emitting device 1 and is supplied with electrons e incident on one surface to the other surface, and is provided to be spaced apart from the electron emitting device 1. At this time, the anode electrode 2 is not particularly limited in its material, but a ductile material capable of penetrating electrons may be more advantageous.

자외선 방출층(3)은 자외선을 방출시키는 구성으로서, 복수개가 구비된다. 즉, 각 자외선 방출층(3)은 애노드 전극(2)의 타면 방향으로 서로 적층되게 마련된다. 이때, 각 자외선 방출층(3)은 서로 다른 밴드 갭(band gap, BG)을 갖는 반도체 재질로 이루어지며, 애노드 전극(2)으로부터 공급받은 전자를 이용하여 자신의 밴드 갭(BG)에 따라 서로 다른 파장(λ)의 자외선을 방출시킨다. 이때, 각 자외선 방출층(3)에서 방출되는 자외선은 자신을 방출시키는 자외선 방출층(3)의 밴드 갭(BG)이 클수록 짧은 파장(λ)을 가진다.The ultraviolet emission layer 3 is configured to emit ultraviolet rays, and is provided with a plurality. That is, each ultraviolet emission layer 3 is provided to be stacked with each other in the other surface direction of the anode electrode 2. At this time, each of the ultraviolet emission layer 3 is made of a semiconductor material having a different band gap (band gap, BG), each other according to their own band gap (BG) using electrons supplied from the anode electrode (2) It emits ultraviolet rays of different wavelengths (λ). At this time, the ultraviolet light emitted from each ultraviolet emission layer 3 has a shorter wavelength λ as the band gap BG of the ultraviolet emission layer 3 emitting itself increases.

구체적으로, 자외선이 방출되는 원리는 다음과 같다. 즉, 애노드 전극(2)에 입사된 전자(e)가 자외선 방출층(3)에 흡수되면서 그 에너지에 의해 자외선 방출층(3) 내의 가전도대(Valence band) 내의 전자(e)를 전도대(Conduction band)로 여기시킨다. 이후, 여기된 전자는 원래의 가전도대로 전이가 일어나고, 이때 가전도대 내의 홀(hole)과 기저 상태로 돌아가는 전자가 결합을 하게 되면서 잔여 에너지를 방출한다. 이와 같이 방출된 잔여 에너지는 자외선 방출층의 광학적 밴드갭에 따라 일정한 파장을 가지게 되면서 자외선을 방출하게 된다. 일부의 여기된 전자는 밴드갭 내의 불순물 상태(defect state)에 트랩(trap)되며, 이 트랩 상에서 기저 상태로 전이가 일어날 수도 있다. 이때, 방출되는 자외선은 원래 물질이 가지고 있던 밴드갭 보다는 큰 파장을 가진다. 즉, 방출되는 자외선의 파장(λ)은 밴드 갭(BG)에 반비례한다.Specifically, the principle of ultraviolet radiation is as follows. That is, as the electron (e) incident on the anode electrode 2 is absorbed by the ultraviolet emission layer 3, the energy (e) in the UV band in the UV emission layer 3 is absorbed by the energy. Conduction band). Thereafter, the excited electrons transition to the original home appliance zone, and at this time, holes in the home appliance zone and electrons returning to the ground state are combined to emit residual energy. The residual energy thus emitted has a constant wavelength according to the optical band gap of the ultraviolet emission layer and emits ultraviolet rays. Some of the excited electrons are trapped in a defect state in the bandgap, and transitions to the ground state may occur on the trap. At this time, the emitted ultraviolet light has a larger wavelength than the band gap originally possessed by the material. That is, the wavelength (λ) of the emitted ultraviolet rays is inversely proportional to the band gap (BG).

이때, 방출하는 자외선의 파장(λ) 선택이 가능하도록 각 자외선 방출층(3)이 구현되어야 한다. 즉, 각 자외선 방출층(3)은 일정 이상의 밴드 갭(BG)을 가져야 하며, 애노드 전극(2)에서 멀리 위치할수록, 즉 애노드 전극(2)의 타면에서 멀리 위치할수록 더 큰 밴드 갭(BGa<…<BGn)을 가져야 한다. 이와 반대로, 낮은 밴드갭의 자외선 방출층(3)이 애노드 전극(2)에서 더 멀리 배치될 경우, 방출된 자외선은 낮은 밴드갭 물질에 의하여 흡수되면서 광효율이 떨어지게 된다. At this time, each ultraviolet emission layer 3 should be implemented so that the wavelength (λ) of the emitted ultraviolet rays can be selected. That is, each ultraviolet emission layer 3 should have a band gap (BG) equal to or greater than a certain level, and the farther it is from the anode electrode 2, that is, the farther it is from the other side of the anode electrode 2, the larger the band gap BG a Should have <…<BG n ). Conversely, when the low bandgap UV emitting layer 3 is disposed further away from the anode electrode 2, the emitted ultraviolet light is absorbed by the low bandgap material, resulting in poor light efficiency.

각 자외선 방출증(3)이 가져야 할 밴드갭은 3.0eV 이상이어야 하며, 3.1eV의 밴드갭을 가진 물질은 400㎚의 자외선을 방출할 수 있다. 예를 들어, 방출되는 자외선은 A, B 및 C로 분류할 수 있으며, A는 400㎚ ~ 315㎚, B는 315㎚ ~ 280㎚, C는 280㎚ ~ 200㎚ 범위를 가진다. 이때, 100㎚ ~ 200㎚ 범위는 '진공 자외선'으로 지칭된다. 각 방출층(3)은 A 내지 C, 또는 진공자외선 중에서 선택된 어느 하나의 파장 범위의 자외선을 방출하기 위한 밴드갭을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.The band gap that each ultraviolet ray emitter 3 should have should be 3.0 eV or more, and a material having a band gap of 3.1 eV may emit ultraviolet rays of 400 nm. For example, the emitted ultraviolet rays may be classified into A, B, and C, and A has a range of 400 nm to 315 nm, B has a range of 315 nm to 280 nm, and C has a range of 280 nm to 200 nm. At this time, the range of 100 nm to 200 nm is referred to as'vacuum ultraviolet'. Each emitting layer 3 may be made of a material having a band gap for emitting ultraviolet rays in a wavelength range selected from A to C or vacuum ultraviolet rays.

전자(e)는 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 인가된 전압에 따라 최종 도달하는 위치(이하, "최종 도달 위치"라 지칭함)가 달라진다. 즉, 더 큰 전압이 인가될수록, 애노드 전극(2)의 타면에서 더 멀리 배치된 자외선 방출층(3)이 전자(e)의 최종 도달 위치가 된다. 이때, 애노드 전극(2)의 타면에서 더 멀리 배치된 자외선 방출층(3)일수록 밴드 갭(BG)이 커야 자외선 방출이 가능하며, 반대의 경우 자외선 방출 효율이 매우 떨어진다.The electron (e) has a final arrival position (hereinafter referred to as “final arrival position”) according to a voltage applied between the electron emission device 1 and the anode electrode 2. That is, the larger the voltage is applied, the ultraviolet emission layer 3 disposed farther from the other surface of the anode electrode 2 becomes the final arrival position of the electrons e. At this time, the ultraviolet ray emitting layer 3 disposed farther from the other surface of the anode electrode 2 has a larger band gap BG, so that ultraviolet ray emission is possible.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 애노드 전극(2) 및 자외선 방출층(3)을 지지하기 위한 기판(4)을 더 포함할 수 있다. 즉, 기판(4)은 가장 큰 밴드 갭(BGn)을 가지는 자외선 방출층(3)의 타면에 마련되거나, 가장 큰 밴드 갭을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 발광 파장과 발열 특성에 따라 밴드갭이 조절될 수 있다. 이때, 기판(4)은 자외선 방출층(3)에서 방출되는 자외선이 투과할 수 있도록 투명 기판인 것이 바람직하나, 그 재질이 한정되는 것은 아니다. 즉, 자외선 방출층(3)에서 방출된 자외선은 기판(4)를 투과하면서 기판(4)의 타면으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 기판(4)은 유리 또는 플라스틱의 재질로 이루어질 수 있다. On the other hand, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention may further include a substrate 4 for supporting the anode electrode 2 and the ultraviolet emission layer 3. That is, the substrate 4 may be provided on the other surface of the ultraviolet emission layer 3 having the largest band gap (BG n ), or may be made of a material having the largest band gap, and the band gap according to the emission wavelength and heat generation characteristics This can be adjusted. At this time, the substrate 4 is preferably a transparent substrate so that the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet emission layer 3 can be transmitted, but the material is not limited. That is, ultraviolet rays emitted from the ultraviolet emission layer 3 may be output to the other surface of the substrate 4 while passing through the substrate 4. For example, the substrate 4 may be made of glass or plastic.

도 2 내지 도 4는 2개의 자외선 방출층(3)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서 자외선이 방출되는 모습을 나타낸다. 즉, 도 2는 제1 방출층(3a)이, 도 3은 제2 방출층(3b)이, 도 4는 제1 방출층(3a) 및 제2 방출층(3b)이 자외선을 방출하는 것을 각각 나타낸다.2 to 4 show a state in which ultraviolet rays are emitted from a wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two ultraviolet emission layers 3. That is, FIG. 2 shows that the first emission layer 3a, FIG. 3 the second emission layer 3b, and FIG. 4 the first emission layer 3a and the second emission layer 3b emit ultraviolet rays. Respectively.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서 방출되는 자외선의 파장(λ)이 조절되는 것에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 4, it will be described in more detail with respect to the wavelength (λ) of the ultraviolet light emitted from the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 방출되는 자외선의 파장(λ) 조절을 위해 전원 공급부(5)를 더 포함한다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention further includes a power supply 5 for adjusting the wavelength (λ) of the emitted ultraviolet rays.

전원 공급부(5)는 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 전압을 공급하되 공급하는 전압(V)의 크기, 전압(V) 공급 시간 등을 조절하는 구성으로서, 그 음극이 전자 방출 소자(1)와 연결되고, 양극이 애노드 전극(2)과 연결된다.The power supply unit 5 is configured to supply a voltage between the electron-emitting device 1 and the anode electrode 2, but adjusts the size of the voltage V to be supplied, the voltage V supply time, and the like. The emission element 1 is connected, and the anode is connected to the anode electrode 2.

전원 공급부(5)는 공급 전압 크기를 조절하는 전압제어부(미도시, VC)를 포함할 수 있다. 전압제어부(VC)는 전원 공급부(5)가 공급하는 전압의 크기를 조절한다. 전자 방출 소자(1)로부터 방출된 전자(e)가 최종 도달하는 자외선 방출층(3) 내의 위치는 전원 공급부(5)로부터 공급되는 전압의 크기에 의하여 조절될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 전원 공급부(5)의 전압제어부(VC)를 컨트롤하여 전원 공급부(5)로부터 공급되는 전압의 크기를 조절함으로써 전자(e)가 최종 도달하는 자외선 방출층(3) 내의 위치 즉 원하는 특정 파장의 자외선을 방출할 자외선 방출층(3)을 선택할 수 있다. 이때, 전원 공급부(5)가 공급하는 전압의 크기가 클수록 전자(e)의 최종 도달 위치도 멀어진다.The power supply unit 5 may include a voltage control unit (not shown, VC) for adjusting the size of the supply voltage. The voltage control unit VC adjusts the magnitude of the voltage supplied by the power supply unit 5. The position in the ultraviolet emission layer 3 to which the electrons e emitted from the electron emitting element 1 finally reach may be adjusted by the magnitude of the voltage supplied from the power supply 5. Therefore, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention controls the voltage control unit VC of the power supply unit 5 to adjust the magnitude of the voltage supplied from the power supply unit 5, so that the electron e is finally reached It is possible to select the ultraviolet emission layer 3 to emit ultraviolet rays of a desired specific wavelength, that is, a position in the ultraviolet emission layer 3. At this time, the larger the magnitude of the voltage supplied by the power supply unit 5, the farther the final reach position of the electron e is.

전압제어부(VC)는 전압조절장치(미도시, VA)를 포함할 수 있다. 전압조절장치(VA)는 전압제어부(VC)가 공급하는 전압의 크기를 결정하는 장치로서, 예를 들어 탭 체인저(Tap Changer)와 같이 사용자 또는 별도의 제어프로그램 등에 의하여 탭을 조정하여 공급되는 전압의 크기를 조정하는 장치일 수 있다. 전압조절장치(VA)는 원하는 특정 자외선 방출층(3)을 사용자가 눈으로 ?薦曠臼? 선택할 수 있는 눈금자 등의 인덱스(ID)를 포함할 수 있다. 인덱스(ID)는 각각의 자외선 방출층(3)이 지정되도록 제공될 수 있다.The voltage control unit VC may include a voltage control device (not shown, VA). The voltage regulating device VA is a device for determining the size of the voltage supplied by the voltage control unit VC, for example, a voltage supplied by adjusting a tap by a user or a separate control program, such as a tap changer It may be a device for adjusting the size of. The voltage regulator (VA) allows the user to visually select a specific ultraviolet emission layer (3) desired. It may include an index (ID) such as a selectable ruler. The index ID may be provided so that each ultraviolet emission layer 3 is designated.

도 2를 참조하면, 2개의 자외선 방출층(3)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서, 전원 공급부(5)는 전자(e)의 최종 도달 위치가 제1 방출층(3a)이 될 정도의 제1 전압(VA)을 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 공급할 수 있다. 이에 따라, 제1 방출층(3a)은 자신의 밴드 갭(BGa)에 따른 제1 파장(λA)을 갖는 자외선을 방출한다. 제1 방출층(3a)의 선택은 전압조절장치(VA)의 해당 인덱스(ID)를 선택함으로써 달성될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two ultraviolet emission layers 3, the power supply unit 5 has a first emission position of the electrons e, the first emission A first voltage (V A ), which becomes the layer 3a, may be supplied between the electron emission device 1 and the anode electrode 2. Accordingly, the first emission layer 3a emits ultraviolet rays having a first wavelength λ A according to its band gap BG a . The selection of the first emission layer 3a can be achieved by selecting the corresponding index ID of the voltage regulating device VA.

도 3을 참조하면, 2개의 자외선 방출층(3)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서, 전원 공급부(5)는 전자(e)의 최종 도달 위치가 제2 방출층(3b)이 될 정도의 제2 전압(VB)을 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 공급할 수 있다. 이때, 제2 전압(VB)은 제1 전압(VA) 보다 크다. 이 경우, 제2 방출층(3b)이 자신의 밴드 갭(BGb)에 따른 제2 파장(λB)을 갖는 자외선을 방출한다. 이때, 제2 파장(λB)은 제1 파장(λA) 보다 파장이 짧다. 제1 방출층(3a)의 선택과 마찬가지로 제2 방출층(3b)의 선택도 전압조절장치(VA)의 해당 인덱스(ID)를 선택함으로써 달성될 수 있다.Referring to FIG. 3, in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two ultraviolet emission layers 3, the power supply unit 5 has a final emission position of the electrons e. A second voltage V B such that it becomes the layer 3b may be supplied between the electron emitting device 1 and the anode electrode 2. At this time, the second voltage V B is greater than the first voltage V A. In this case, the second emission layer 3b emits ultraviolet light having a second wavelength λ B according to its band gap BG b . At this time, the second wavelength λ B has a shorter wavelength than the first wavelength λ A. Like the selection of the first emission layer 3a, the selection of the second emission layer 3b can also be achieved by selecting the corresponding index ID of the voltage regulating device VA.

도 4를 참조하면, 2개의 자외선 방출층(3)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치에서, 전원 공급부(5)는 전자(e)의 최종 도달 위치가 제1 방출층(3a)과 제2 방출층(3b)의 계면이 될 정도의 제3 전압(VC)을 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 공급할 수 있다. 전압조절장치(VA)는 제1 방출층(3a)과 제2 방출층(3b)의 계면을 선택할 수 있는 인덱스(ID)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 방출층(3a)과 제2 방출층(3b)의 계면에 해당하는 인덱스(ID)를 선택함으로써 공급되는 제3 전압(VC)은 제1 전압(VA) 보다 크고 제2 전압(VB) 보다 작다. 이 경우, 제1 방출층(3a)이 자신의 밴드 갭(BGa)에 따른 제1 파장(λA)을 갖는 자외선을 방출한다. 이와 동시에 제2 방출층(3b)도 자신의 밴드 갭(BGb)에 따른 제2 파장(λB)을 갖는 자외선을 방출한다.Referring to FIG. 4, in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention having two ultraviolet emission layers 3, the power supply unit 5 has a first emission position of the electrons e. A third voltage V C such that it becomes an interface between the layer 3a and the second emission layer 3b may be supplied between the electron emission device 1 and the anode electrode 2. The voltage regulating device VA may include an index ID capable of selecting an interface between the first emission layer 3a and the second emission layer 3b. At this time, the third voltage V C supplied by selecting the index ID corresponding to the interface between the first emission layer 3a and the second emission layer 3b is greater than the first voltage V A and the second It is less than the voltage (V B ). In this case, the first emission layer 3a emits ultraviolet rays having a first wavelength λ A according to its band gap BG a . At the same time, the second emission layer 3b also emits ultraviolet rays having a second wavelength λ B according to its band gap BG b .

한편, 전원 공급부(5)는 시간제어부(미도시, TC)를 포함할 수 있다. 시간제어부(TC)는 전원 공급부(5)가 공급하는 전압의 공급 시간(시간길이, 전압공급시작시간, 전압공급종료시간 등)을 컨터롤한다. 시간제어부(TC)는 시간조절장치(TA)를 포함할 수 있다. 시간조절장치(TA)는 사용자의 조정에 의하여 시간제어부(TC)의 전압 공급 시간의 길이가 결정되는 장치로서, 예를 들어 탭 체인저(Tap Changer)와 같이 탭을 조정하여 전압 공급 시간의 길이를 조정하는 장치일 수 있으며, 전압공급시작시간과 전압공급종료시간 등을 설정하는 장치일 수 있다.Meanwhile, the power supply unit 5 may include a time control unit (not shown, TC). The time control unit TC controls the supply time (time length, voltage supply start time, voltage supply end time, etc.) of the voltage supplied by the power supply unit 5. The time control unit TC may include a time adjustment device TA. The time adjusting device TA is a device in which the length of the voltage supply time of the time control unit TC is determined by the user's adjustment, for example, by adjusting a tap such as a tap changer to adjust the length of the voltage supply time. It may be a device for adjusting, and may be a device for setting a voltage supply start time and a voltage supply end time.

시간제어부(TC)에 의해 전원 공급부(5)는 전압을 공급하는 시간을 조절할 수 있으며 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 각 자외선 방출층(3)이 자외선을 방출하는 시간의 선택이 가능하다.The power supply unit 5 may adjust the time for supplying the voltage by the time control unit TC, and accordingly, in the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention, each ultraviolet emission layer 3 emits ultraviolet light. Choice of time is possible.

전원 공급부(5)는 통합관리부(GC)를 포함할 수 있다. 통합관리부(GC)는 전압제어부(VC)와 시간제어부(TC)를 종합적으로 제어할 수 있다. 통합관리부(GC)는 전압제어부(VC)와 시간제어부(TC)를 동시에 및/또는 순차적으로 제어함으로써 각 자외선 방출층(3)에 해당되는 전압의 크기가 방출되는 시간의 길이를 컨트롤할 수 있다. 상기와 같이 통합관리부(GC)는 각 자외선 방출층(3)에 해당되는 전압의 크기가 방출되는 시간의 길이를 컨트롤함으로써 각 자외선 방출층(3)이 자외선을 방출하는 순서 및 시간을 선택할 수 있다. 즉, 자외선을 중심으로 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 통합관리부(GC)에 의하여 파장 별로 자외선 방출 시간의 선택이 가능하며, 동시에 파장 별로 자외선 방출 순서 및 시간의 선택이 가능하다. 예를 들어, 3개의 자외선 방출층(3a, 3b, 3c)이 구비된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 전원 공급부(5)의 전압 크기 및 시간을 조절함으로써, 제1 방출층(3a) 10초 → 제2 방출층(3b) 20초 → 제3 방출층(3c) 5초의 순서로, 또는 그 순서의 순환으로 자외선을 방출하는 자외선 방출층(3)을 선택할 수 있다. 이에 따라, 제1 파장(λA)의 자외선 10초 → 제2 파장(λB)의 자외선 20초 → 제3 파장(λC)의 자외선 5초의 순서로, 또는 그 순서의 순환으로 자외선이 방출될 수 있다.The power supply unit 5 may include an integrated management unit GC. The integrated management unit GC may comprehensively control the voltage control unit VC and the time control unit TC. The integrated management unit GC may simultaneously and/or sequentially control the voltage control unit VC and the time control unit TC to control the length of time during which the magnitude of the voltage corresponding to each ultraviolet emission layer 3 is emitted. . As described above, the integrated management unit GC controls the length of time that the magnitude of the voltage corresponding to each ultraviolet emission layer 3 is emitted, so that the order and time for each ultraviolet emission layer 3 to emit ultraviolet rays can be selected. . That is, when focusing on ultraviolet rays, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention can select the ultraviolet emission time for each wavelength by the integrated management unit (GC), and at the same time select the ultraviolet emission sequence and time for each wavelength This is possible. For example, when three ultraviolet emission layers 3a, 3b, and 3c are provided, the wavelength-adjusted ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention can control the voltage magnitude and time of the power supply unit 5, thereby 1 Emission layer (3a) 10 seconds → second emission layer (3b) 20 seconds → third emission layer (3c) UV emission layer (3) that emits ultraviolet rays in the order of 5 seconds or in a circulating sequence can be selected have. Accordingly, ultraviolet rays are emitted in the order of 10 seconds of ultraviolet rays of the first wavelength (λ A ) → 20 seconds of ultraviolet rays of the second wavelength (λ B ) → 5 seconds of ultraviolet rays of the third wavelength (λ C ), or a cycle of the sequence. Can be.

또한, 다수의 자외선 방출층(3) 중에서 적어도 하나는 양자 우물 구조를 가질 수 있다. 이때, 양자 우물 구조를 가지는 자외선 방출층(3)은 더 높은 광효율로 자외선을 방출할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 높은 성능으로 자외선을 방출하는 양자 우물 구조를 가지는 고급형의 자외선 방출층(3)과 일반 성능으로 자외선을 방출하는 양자 우물 구조를 미구비한 보급형의 자외선 방출층(3)을 함께 구성할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 그 용도에 따라 고급형 또는 보급형의 자외선 방출층(3)을 선택할 수 있는 이점이 있다.In addition, at least one of the plurality of ultraviolet emission layers 3 may have a quantum well structure. At this time, the ultraviolet emission layer 3 having a quantum well structure can emit ultraviolet light with higher light efficiency. In particular, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention does not have a high-quality ultraviolet emission layer 3 having a quantum well structure that emits ultraviolet rays with high performance and a quantum well structure that emits ultraviolet rays with general performance. It is also possible to constitute one penetration type ultraviolet ray emitting layer 3 together. In this case, the wavelength-adjusted ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention has an advantage of selecting an advanced type or a diffusion type ultraviolet emission layer 3 according to its use.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 광 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 광 반사층은 자외선 방출층(3)에서 방출된 자외선을 반사시키기 위한 구성으로서, 애노드 전극(2) 자체를 광 반사층으로 이용하거나, 애노드 전극(2) 외의 추가 구성으로 구비될 수 있다. 이때, 추가 구성으로 구비되는 경우, 광 반사층은 애노드 전극(2)의 내부에 구비된 층이거나, 애노드 전극(2)의 일면에 구비된 층이거나, 애노드 전극(2)의 타면과 자외선 방출층(3) 사이에 구비된 층일 수 있으며, 자외선 반사 효율이 높은 100㎚ 이하의 얇은 두께를 가질 수 있다.On the other hand, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention may further include a light reflection layer (not shown). At this time, the light reflection layer is a configuration for reflecting the ultraviolet light emitted from the ultraviolet emission layer 3, the anode electrode 2 itself may be used as a light reflection layer, or may be provided as an additional configuration other than the anode electrode 2. At this time, when provided as an additional configuration, the light reflection layer is a layer provided inside the anode electrode 2, a layer provided on one surface of the anode electrode 2, or the other side of the anode electrode 2 and the ultraviolet emission layer ( 3) It may be a layer provided therebetween, and may have a thin thickness of 100 nm or less with high UV reflectance efficiency.

이에 따라, 자외선 방출층(3)에서 방출된 자외선은 광 반사층에서 반사되므로, 최종적으로 투명한 기판(4)을 통해서만 출력되도록 그 방향성이 조절될 수 있다. 동시에, 최종 출력되는 자외선의 광 효율도 향상될 수 있다.Accordingly, since the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting layer 3 are reflected by the light reflecting layer, the directionality can be adjusted so that they are finally output only through the transparent substrate 4. At the same time, the light efficiency of the final output ultraviolet light can also be improved.

도 5는 게이트 전극(13)을 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치를 나타낸다.5 shows a wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention further comprising a gate electrode 13.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 전자 방출 소자(1)와 애노드 전극(2) 사이에 마련된 게이트 전극(gate electode)(13)과, 게이트 전극(13)에 전압을 인가하는 제2 전원 공급부(14)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention is a gate electrode (gate electode) 13 provided between the electron emission element 1 and the anode electrode 2, and the gate electrode 13, the voltage A second power supply unit 14 to be applied may be further included.

게이트 전극(13)은 입력되는 전압에 따라 에미터(12)에서 방출되는 전자의 흐름을 조절하는 구성이다. 게이트 전극(13)은 다수의 개구부를 구비한 메쉬 구조(mesh)를 포함할 수 있다. 이때, 각 에미터(12)는 개구부의 상부에 위치하며, 이에 따라 게이트 전극(13)은 에미터(12)에서 방출된 전자를 확산시켜 전자가 골고루 방출되게 하는 역할을 할 수 있다. 게이트 전극(13)은 도전성 물질로 이루어지며, 예를 들어, Au, Ni, Ti, Cr 등의 금속, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide) 등의 투명전도성산화물(TCO), 도전성 폴리머, 그래핀 등의 전도성 물질로 형성될 수 있다. 메쉬 구조의 평면은 원형으로 형성될 수 있다.The gate electrode 13 is configured to control the flow of electrons emitted from the emitter 12 according to the input voltage. The gate electrode 13 may include a mesh structure having a plurality of openings. At this time, each emitter 12 is located above the opening, and accordingly, the gate electrode 13 may serve to diffuse electrons emitted from the emitter 12 so that electrons are evenly emitted. The gate electrode 13 is made of a conductive material, for example, metals such as Au, Ni, Ti, Cr, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), aluminum zinc oxide (AZO), IZTO ( Indium zinc tin oxide) may be formed of a conductive material such as transparent conductive oxide (TCO), conductive polymer, graphene. The plane of the mesh structure may be formed in a circular shape.

게이트 전극(13)을 구비할 경우, 낮은 전압 조건에서도 빠르고 균일하며 정밀한 전자 방출량(전류)의 조절, 전류 안정도 증가, 용이한 출력 광량 조절 등이 가능한 이점이 있다.When the gate electrode 13 is provided, fast, uniform and precise adjustment of the electron emission amount (current), increase in current stability, and easy output light amount adjustment are possible even under low voltage conditions.

게이트 전극(13)은 애노드 전극(2)과 연동하여 방출되는 자외선의 출력을 다르게(예를 들어, A는 출력이 작게, B는 출력이 높게 등) 조절할 수 있다. 또한, 게이트 전극(13)을 구비함에 따라, 애노드 전극(2) 및 캐소드 전극(11) 사이의 간격에 상관없이 전류량을 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 게이트 전극(13)은 펄스형 자외선광 생성 등과 같이 짧은 자외선 조사 시간이 필요한 경우에 더 적합할 수 있다. The gate electrode 13 may adjust the output of ultraviolet light emitted in conjunction with the anode electrode 2 differently (eg, A has a small output, B has a high output, etc.). In addition, as the gate electrode 13 is provided, the amount of current can be kept constant regardless of the interval between the anode electrode 2 and the cathode electrode 11. That is, the gate electrode 13 may be more suitable when a short ultraviolet irradiation time is required, such as generating pulsed ultraviolet light.

또한, 게이트 전극(13)을 구비함에 따라, 애노드 전극(2) 및 캐소드 전극(11)의 간격을 증대시켜 방출되는 자외선의 발광 면적 및 발광 양을 증대시킬 수도 있다. 즉, 애노드 전극(2) 및 캐소드 전극(11)의 간격이 증대한 비율만큼 전자(e)의 자외선 방출층(3) 도달 범위가 넓어져 방출되는 자외선 면적을 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 동시에 게이트 전극(13)에 인가되는 전압을 증대시킴으로써 발광되는 자외선의 양을 증대시킬 수 있다.In addition, as the gate electrode 13 is provided, the distance between the anode electrode 2 and the cathode electrode 11 may be increased to increase the emission area and the amount of emission of ultraviolet light emitted. That is, it is possible to increase not only the area of the ultraviolet ray emitted by increasing the range of reaching the ultraviolet ray emitting layer 3 of the electron e by the ratio at which the interval between the anode electrode 2 and the cathode electrode 11 increased, but also to simultaneously gate By increasing the voltage applied to the electrode 13, it is possible to increase the amount of ultraviolet light emitted.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 방출되는 자외선의 파장 조절이 가능하므로 각 산업에 필요한 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 동시에 둘 이상의 용도로 사용할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 조절 자외선 방출 장치는 방출되는 서로 다른 파장의 자외선을 이용하여 살균과 표면처리 기능을 동시에 수행할 수 있다.The wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention configured as described above can be used for various purposes required for each industry because it can control the wavelength of the emitted ultraviolet rays, and has the advantage of being able to be used for more than one purpose at the same time have. For example, the wavelength-controlled ultraviolet emission device according to an embodiment of the present invention may simultaneously perform sterilization and surface treatment functions using ultraviolet rays of different wavelengths emitted.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, it should be defined by the scope of the claims to be described later and those equivalent to the scope of the claims.

1: 전자 방출 소자 2: 애노드 전극
3: 자외선 방출층 4: 기판
5: 전원 공급부 11: 캐소드 전극
12: 에미터 14: 제2 전원 공급부
e: 전자 BG: 밴드 갭
V: 전압 λ: 파장1: electron emission element 2: anode electrode
3: UV emission layer 4: Substrate
5: power supply 11: cathode electrode
12: emitter 14: second power supply
e: Electronic BG: Band gap
V: Voltage λ: Wavelength

Claims (12)

전자를 방출시키는 전자 방출 소자;
상기 전자 방출 소자와 이격되게 마련되며, 상기 전자 방출 소자에서 방출되어 그 일면으로 입사된 전자를 그 타면으로 공급하는 전극; 및
상기 전극의 타면 방향으로 서로 적층되게 마련되고, 서로 다른 밴드 갭을 가지며, 상기 전극에서 공급되는 전자를 이용하여 자신의 밴드 갭에 따라 서로 다른 파장의 자외선을 방출시키는 다수의 자외선 방출층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 조절 자외선 방출 장치.An electron emitting device that emits electrons;
An electrode provided to be spaced apart from the electron-emitting device and supplying electrons emitted from the electron-emitting device and incident on one surface to the other surface; And
It is provided to be stacked with each other in the direction of the other surface of the electrode, has a different band gap, and using a plurality of electrons supplied from the electrode to emit ultraviolet rays of different wavelengths according to their own band gap; Wavelength-controlled ultraviolet emission device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 각 자외선 방출층은 전극에서 멀리 위치할수록 더 큰 밴드 갭을 가지는 것을 특징으로 하는 파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
The wavelength-controlled ultraviolet emission device, characterized in that each UV emission layer has a larger band gap as it is located farther from the electrode. 제2항에 있어서,
가장 큰 밴드 갭을 가지는 상기 자외선 방출층의 타면에 마련된 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 2,
And a substrate provided on the other surface of the ultraviolet emission layer having the largest band gap. 제1항에 있어서,
음극이 상기 전자 방출 소자와 연결되고, 양극이 상기 전극과 연결되어 전압을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며,
상기 전원 공급부는 공급하는 전압을 조절하는 전압제어부를 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
A negative electrode is connected to the electron emission element, the positive electrode is further connected to the electrode to further include a power supply for supplying voltage,
The power supply unit includes a voltage control unit for adjusting the supplied voltage
Wavelength-controlled UV emitter. 제4항에 있어서,
상기 전압제어부는
공급하는 전압의 크기를 결정하는 전압조절장치를 포함하며,
상기 전압조절장치는
상기 각 자외선 방출층을 선택할 수 있는 인덱스; 및
각 방출층 사이의 계면을 선택할 수 있는 인덱스를 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 4,
The voltage control unit
It includes a voltage regulator to determine the size of the voltage supplied,
The voltage control device
An index capable of selecting each ultraviolet emission layer; And
Including an index to select the interface between each emission layer
Wavelength-controlled UV emitter. 제4항에 있어서,
상기 전원 공급부는
전압의 공급 시간을 컨트롤 하는 시간제어부를 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 4,
The power supply
It includes a time control unit for controlling the supply time of the voltage
Wavelength-controlled UV emitter. 제6항에 있어서,
상기 전원 공급부는
상기 전압제어부 및 상기 시간제어부를 종합적으로 제어하는 통합관리부를 포함하며,
상기 통합관리부는
상기 전압제어부 및 상기 시간제어부를 제어하여
상기 각 자외선 방출층에 해당되는 전압의 크기가 방출되는 시간을 컨트롤하는
파장 조절 자외선 방출 장치.The method of claim 6,
The power supply
It includes an integrated management unit for comprehensively controlling the voltage control unit and the time control unit,
The integrated management department
By controlling the voltage control unit and the time control unit
Controlling the time at which the magnitude of the voltage corresponding to each ultraviolet emission layer is emitted
Wavelength-controlled UV emitter. 제1항에 있어서,
상기 다수의 자외선 방출층 중에서 적어도 하나가 양자 우물 구조를 가지는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
At least one of the plurality of ultraviolet emission layers has a quantum well structure
Wavelength-controlled UV emitter. 제1항에 있어서,
상기 전자 방출 소자는 냉음극형 또는 광음극형인 것을 특징으로 하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
The electron emission device is characterized in that the cold cathode or photocathode type
Wavelength-controlled UV emitter. 제1항에 있어서,
상기 전극은 광 반사층을 더 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
The electrode further comprises a light reflective layer
Wavelength-controlled UV emitter. 제1항에 있어서,
상기 전자 방출 소자와 상기 전극 사이에 마련된 게이트 전극을 더 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.According to claim 1,
Further comprising a gate electrode provided between the electron-emitting device and the electrode
Wavelength-controlled UV emitter. 제11항에 있어서,
상기 게이트 전극은
다수의 개구부를 구비한 메쉬 구조를 포함하는
파장 조절 자외선 방출 장치.The method of claim 11,
The gate electrode
Comprising a mesh structure with multiple openings
Wavelength-controlled UV emitter.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079281A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Toshiba Corp Ultraviolet light generator
KR20070008995A (en) * 2005-07-14 2007-01-18 엘지전자 주식회사 Led and process for fabricating the same
JP2012135423A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Futaba Corp Photodisinfection apparatus and ultraviolet/x-ray generator
JP2013080685A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Intekkusu Kk Light source device
KR101690430B1 (en) * 2015-11-04 2016-12-27 전남대학교산학협력단 Ultra Violet Light Emitting Device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079281A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Toshiba Corp Ultraviolet light generator
KR20070008995A (en) * 2005-07-14 2007-01-18 엘지전자 주식회사 Led and process for fabricating the same
JP2012135423A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Futaba Corp Photodisinfection apparatus and ultraviolet/x-ray generator
JP2013080685A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Intekkusu Kk Light source device
KR101690430B1 (en) * 2015-11-04 2016-12-27 전남대학교산학협력단 Ultra Violet Light Emitting Device

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