KR101752997B1 - 디지털 엑스레이 튜브 - Google Patents

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KR101752997B1
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박헌국
안정선
류제황
여승준
정재익
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

디지털 엑스레이 튜브를 개시한다. 본 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브는 내부의 중공부가 형성되는 바디부; 상기 바디부 내부에 구비되는 전자방출모듈; 상기 바디부의 일 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈에서 방출되는 전자와 충돌하여 광을 방생시키는 애노드 유닛; 및 상기 바디뷰의 타 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈을 지지하는 소스지지유닛;을 포함하고, 상기 바디부는 내부가 진공상태가 되도록, 상기 애노드 유닛 및 상기 소스지지유닛과 밀봉된 상태로 결합될 수 있다.

Description

디지털 엑스레이 튜브{DIGITAL X-RAY TUBE}
본 발명은 디지털 엑스레이 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴팩트하고 고효율의 전자방출모듈을 이용하고, 디지털 엑스레이 튜브의 밀봉을 통하여 내부를 진공상태로 효율적으로 유지할 수 있는 디지털 엑스레이 튜브에 관한 것이다.
일반적으로 X선관(X-ray tube)은 X선을 발생시키기 위한 진공관을 말한다. 음극은 텅스텐 필라멘트로 형성되며, 전류에 의해 가열되어 열 전자를 방출시킨다. 이에 대하여 양극에 수만 볼트 이상의 고전압을 가하면 전자류는 고속으로 양극을 향해서 운동하며, 텅스텐, 몰리브덴 등으로 만든 대향극에 충돌하였을 때 가지고 있는 에너지를 X선으로 방출한다.
방사선학적 접근법을 이용한 인간의 인체 조직 관측은 비침습성 등의 장점으로 인류 문명에 큰 혜택을 주고 있으며, 생명 공학 및 의학 계열에서 방사선학적으로 밀리미터부터 마이크로미터 크기 조직의 관찰은 많은 연구 개발 활동 및 인류 보건 향상에 큰 기여를 하고 있다.
그러나, 종래의 마이크로미터 크기의 해상도를 갖는 방사선기기는 공간 분해능의 부족으로 미세 조직의 관측이 어려워 입자가속기를 활용한 거대한 방사광을 이용하여 관측해야 하는 한계가 있었다.
또한, 종래의 마이크로 엑스레이 장치는 필라멘트 기반의 전자 방출원 사용에 따라 단위 면적당 전자의 방출전류가 수십kV부터 수십MV의 가속 전압에서 애노드 전극에서 전자 집속 크기가 마이크로미터 크기의 해상도를 갖는 튜브의 방출 엑스레이 선량(flux)이 부족하여 다양한 영상 기기로의 응용에 한계가 있었다.
국내등록특허 제10-1341672호(등록일: 2013.12.09.) 국내등록특허 제10-1070091호(등록일: 2011.09.27.)
본 발명은 컴팩트하고 고효율의 전자방출모듈을 이용하여, 고해상도의 엑스레이 영상을 획득하는 디지털 엑스레이 튜브를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브는, 내부의 중공부가 형성되는 바디부; 상기 바디부 내부에 구비되는 전자방출모듈; 상기 바디부의 일 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈에서 방출되는 전자와 충돌하여 광을 방생시키는 애노드 유닛; 및 상기 바디뷰의 타 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈을 지지하는 소스지지유닛; 을 포함하고, 상기 바디부는 내부가 진공상태가 되도록, 상기 애노드 유닛 및 상기 소스지지유닛과 밀봉된 상태로 결합될 수 있다.
또한, 상기 바디부는 유리 또는 석영 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 애노드 유닛은, 상기 바디부에 결합되는 제1 밀봉 결합부; 및 상기 제1 밀봉 결합부와 결합되고, 상기 전자방출모듈에서 방출되는 전자가 충돌하는 애노드 전극;을 포함하고, 상기 제1 밀봉 결합부는 상기 바디부에 브레이징 방식에 의하여 결합될 수 있다.
또한, 상기 애노드 결합부는 코바르(kovar) 재질로 형성되고, 상기 애노드 전극의 저면에는 전자가 충돌하는 충돌부가 형성되며, 상기 충돌부는 텅스텐, 몰리브덴, 망간 가운데 적어도 하나의 재질을 포함하고, 상기 제1 밀봉 결합부와 상기 충돌부 사이에 구비되는 열전달부는 열전도도가 상기 충돌부보다 큰 금속재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 소스지지유닛은, 상기 바디부에 결합되는 제2 밀봉 결합부; 및 상기 제2 밀봉 결합부와 결합되고, 상기 전자방출모듈의 전극 가운데 적어도 일부가 관통하는 전극 관통부;를 포함하고, 상기 제2 밀봉 결합부는 상기 바디부에 브레이징 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 제2 밀봉 결합부는 코바르 재질로 형성되고, 상기 전극 관통부는 스테인리스스틸 또는 알루미나 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전자방출모듈은, 박판으로 형성되는 음극기판 전극; 상기 음극기판 전극의 상부에 위치하는 에미터; 상기 에미터의 상부에 위치하고, 박판으로 형성되는 게이트 전극; 및 상기 에미터와 상기 애노드 유닛 사이에 위치하는 포커싱 전극;을 포함하고, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제1 절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2 절연부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극은 상기 제1 절연부재에 의하여 지지되는 게이트 본체부와, 상기 게이트 본체부에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부를 포함하고, 상기 게이트 본체부와 상기 게이트 전원 연결부는 한 몸으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에서 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 메쉬는 다수의 육각형의 개구가 형성되는 벌집 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 포커싱 전극에는 외부 전원과 연결되는 포커싱 전원 연결부가 구비되고, 상기 음극기판 전극의 일부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 음극기판 전원 연결부를 형성하며, 상기 게이트 전극의 일부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 게이트 전원 연결부를 형성하고, 상기 음극기판 전극의 하부에는 모듈 지지부가 결합되며, 상기 포커싱 전원 연결부, 상기 음극기판 전원 연결부, 상기 게이트 전원 연결부 가운데 적어도 하나는 상기 모듈 지지부를 관통하여 외부로 노출되며, 상기 모듈 지지부의 저면에는 상기 포커싱 전원 연결부, 상기 음극기판 전원 연결부, 상기 게이트 전원 연결부 가운데 적어도 하나와 브레이징 방식으로 결합되는 결합부재가 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 디지털 엑스레이 튜브가 밀봉되어, 디지털 엑스레이 튜브의 내부가 진공 상태가 될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 디지털 엑스레이 튜브를 컴팩트하게 제작할 수 있고, 고해상도의 엑스레이 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 절개하여 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A'를 절개하여 바라본 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브(1)는 바디부(10)와, 애노드 유닛(20)과, 전자방출모듈(40)과, 소스지지유닛(50)을 포함한다.
바디부(10)는 하나의 몸체로 형성되며, 내부에 중공부가 형성될 수 있다. 바디부(10)는 상부와 하부가 개구된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 보다 상세히, 바디부(10)의 상부는 내측으로 함몰되는 경사진 형상으로 형성될 수 있다.
바디부(10)는 내부의 진공 밀봉이 가능한 재질로 형성될 수 있고, 일례로 바디부(10)는 유리 또는 석영 재질로 형성될 수 있다.
애노드 유닛(20)은 전자방출모듈(40)에서 방출된 전자와 충돌하여 광, 일례로 엑스선을 발생시켜 바디부(10)의 외부로 안내할 수 있다. 애노드 유닛(20)에서 발생하는 광은 애노드유닛(30)의 재질과, 디지털 엑스레이 튜브(1)에 인가되는 전압의 크기에 따라서 달라질 수 있으며, 구체적으로 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 가운데 적어도 어느 하나가 될 수 있다.
애노드 유닛(20)은 전자방출모듈(40)과 마주하도록 바디부(10)의 내부에 설치될 수 있고, 보다 구체적으로는 바디부(10)의 상부에 설치될 수 있다.
애노드 유닛(20)은 바디부(10)에 결합되는 제1 밀봉 결합부(25)와, 전자방출모듈(40)에서 방출되는 전자가 충돌하는 애노드 전극(21, 22)을 포함하고, 제1 밀봉 결합부(25)는 바디부(10)의 상부와 브레이징 방식에 의하여 밀봉 결합될 수 있다.
제1 밀봉 결합부(25)는 속이 빈 원통 형상으로 형성될 수 있고, 제1 밀봉 결합부(25)의 상단이 바디부(10)의 상부에 형성된 개구의 원주에 밀봉 결합될 수 있다.
제1 밀봉 결합부(25) 및 바디부(10)가 브레이징 방식으로 결합되므로, 제1 밀봉 결합부(25)는 바디부(10)와 열팽창율이 유사한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 일례로 제1 밀봉 결합부(25)는 유리 등과 열팽창율이 유사한 코바르(kovar) 재질로 형성될 수 있다.
애노드 전극(21, 22)은 전자방출모듈(40)에서 방출되는 전자가 충돌하는 충돌부(21)와, 충돌부(21)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 열전달부(22)를 포함할 수 있다.
충돌부(21)는 애노드 전극(21, 22)의 저면에 형성될 수 있고, 전자가 충돌되어 발생된 엑스선을 바디부(10)의 측면으로 방향 전환시킬 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다. 충돌부(21)는 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 가운데 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다.
열전달부(22)는 충돌부(21)에서 발생되는 열이 전달되고, 제1 밀봉 결합부(25)에 의하여 지지될 수 있다. 열전달부(22)는 열전도도가 충돌부(21)보다 우수한 금속재질로 형성되는 것이 바람직하며, 일례로 구리 재질로 형성될 수 있다.
전자방출모듈(40)은 바디부(10)의 내부에 구비되며, 전자를 방출할 수 있다. 전자방출모듈(40)은 바디부(10)의 하부에 설치되어, 바디부(10)의 상부에 위치하는 애노드 유닛(20)을 향하여 방출할 수 있다.
전자방출모듈(40)의 음극 전자를 발생시키는 음극기판 전극(43), 음극 전자를 방출시키는 에미터(42), 방출되는 전자를 추출하는 게이트 전극(44) 및 상술한 애노드 유닛(20)으로 전자를 포커싱시키는 포커징 전극(47) 등을 포함하는 디지털 소스이다. 여기서, 에미터(42)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극으로서, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함한다.
본 발명에 의한 디지털 엑스레이 튜브(1)는 탄소나노튜브의 전자방출현상을 이용하여 엑스선을 방출시키기 위하여 가속된 전자를 Mo(몰리브덴)나 W(텅스텐)에 충돌시켜 엑스선을 방출시킬 수 있고, 이러한 탄소나노튜브는 열전자방출 방식에 비하여 전자방출 효율이 높은 장점이 있으며, 전자방출모듈(40)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.
소스지지유닛(50)은 하부에 결합되고, 전자방출모듈(40)을 지지할 수 있다. 소스지지유닛(50)은 바디부(10)의 하부에 브레이징 방식으로 결합되는 제2 밀봉 결합부(51)와, 제2 밀봉 결합부(51)의 하부에 결합되고, 전자방출모듈(40)의 전극 가운데 적어도 일부가 관통하는 전극 관통부(52)를 포함할 수 있다.
제2 밀봉 결합부(51)는 상부 측면이 비교적 얇은 원통형상으로 형성될 수 있고, 내부에 단차가 형성되어 하부가 상부보다 내경이 더 작게 형성될 수 있다.
제2 밀봉 결합부(51)는 바디부(10)가 브레이징 방식으로 결합되므로, 제2 밀봉 결합부(51)는 바디부(10)와 열팽창율이 유사한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 일례로 제2 밀봉 결합부(51)는 유리 등과 열팽창율이 유사한 코바르(kovar) 재질로 형성될 수 있다.
전극 관통부(52)는 용접 등의 방식으로 제2 밀봉 결합부(51)의 하부에 결합될 수 있고, 스테인리스스틸(SUS) 또는 알루미나(Al2O3) 재질로 형성될 수 있다. 전극 관통부(52)는 상부가 개구된 원통형의 그릇 형상으로 형성될 수 있고, 전극 관통부(52)의 하부에는 전자방출모듈(40)의 후술할 음극기판 전원 연결부(431), 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)가 관통할 수 있는 홀이 다수개 형성될 수 있다.
전극 관통부(52)의 상단에는 전자방출모듈(40)이 밀봉 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 분해 사시도이며, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 엑스레이 튜브에 포함되는 전자방출모듈의 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
디지털 엑스레이 튜브(1)의 전자방출모듈(40)은 음극기판 전극(43), 에미터(42), 게이트 전극(44) 및 포커싱 전극(47)을 포함할 수 있다.
전자방출모듈(40)은 얇은 판상으로 형성되는 음극기판 전극(43)과, 음극기판 전극(43)의 상부에 위치하는 에미터(42)와, 에미터(42)의 상부에 위치하고, 얇은 판상으로 형성되는 게이트 전극(44)과, 에미터(42)의 상부에 위치하는 애노드유닛(20)과, 에미터(42)와 애노드유닛(20) 사이에 위치하는 포커싱 전극(47)을 포함할 수 있다.
음극기판 전극(43) 및 게이트 전극(44) 사이에는 얇은 판상의 제1 절연부재(45)가 구비되고, 게이트 전극(44) 및 포커싱 전극(47) 사이에는 얇은 판상의 제2 절연부재(48)가 구비될 수 있다.
음극기판 전극(43)은 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 음극기판 전극(10)은 박판으로 형성될 수 있다. 음극기판 전극(43)은 금속 재질로 형성될 수 있고, 음극기판 전극(43)의 상부에는 후술될 면 광원 형태의 에미터(42)가 위치할 수 있다.
음극기판 전극(43)은 음극, 즉 (-)전극으로 캐소드(cathode) 전극으로 칭할 수 있다. 디지털 엑스레이 튜브(1)는 진공에서 작동하기 때문에, 상기 캐소드 전극의 재료에는 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속이 있다.
음극기판 전극(43)은 에미터(42)을 지지하는 음극기판 본체부와, 상기 음극기판 본체부에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부(431)를 포함할 수 있다. 상기 음극기판 본체와 음극기판 전원 연결부(431)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
음극기판 전원 연결부(431)는 외부 전원과 연결되는 부분으로서 음극기판 전원 연결부(431)를 통하여 전원이 인가될 수 있다. 음극기판 전원 연결부(431)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 종래의 전선을 대체하여 전자방출모듈(40) 및 디지털 엑스레이 튜브(1)를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.
음극기판 전극(43)의 하부에는 음극기판 전극(43)을 지지하는 절연 재질의 모듈 지지부(41)가 구비될 수 있다. 모듈 지지부(41)는 절연체인 알루미나 또는 석영 재질로 형성될 수 있다.
또한, 모듈 지지부(41)는 원통형상으로 형성될 수 있고, 모듈 지지부(41)에는 관통홀(411)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 각각의 관통홀(411)에는 후술할 절연기둥(473)이 삽입될 수 있다.
이러한 절연기둥(473)을 통하여 음극기판 전원 연결부(431)뿐만 아니라, 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)도 관통할 수 있다.
에미터(42)는 음극기판 전극(43)의 상부에 위치할 수 있다. 에미터(42)는 전자를 방출하는 역할을 수행하는 것으로서, 일례로 면 광원 형태로 형성될 수 있다.
에니터(42)는 경우에는, 규소, 금속, 탄소계열 위에 형성된 탄소구조물 또는 금속인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의한 에미터(42)는 전자를 방출하는 역할을 할 수 있다. 에미터(42)는 전자를 방출하는 전극이며, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 이용하여 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능할 수 있다.
게이트 전극(44)은 에미터(42)의 상측에 위치할 수 있고, 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 게이트 전극(44)은 박판으로 형성될 수 있고, 금속 재질로 형성될 수 있다.
게이트 전극(44)은 에미터(42)으로부터 전자를 추출하는 역할을 할 수 있다. 게이트 전극(44)은 제1 절연부재(45)에 의하여 지지되는 게이트 본체부와, 상기 게이트 본체부에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부(442)를 포함할 수 있다. 상기 게이트 본체부와 상기 게이트 전원 연결부(31)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
상기 게이트 본체부의 중앙부에는 에미터(42)에서 방출된 전자가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되고, 관통홀에는 금속재질의 망 형상으로 형성되는 메쉬(441)가 구비될 수 있다. 메쉬(441)는 에미터(42)의 상면과 기설정된 간격만큼 이격될 수 있고, 에미터(42)의 가운데 부분까지 전기장이 잘 인가되도록 하여 에미터(42)에서 전자 추출이 균일하게 되도록 하는 역할을 한다.
메쉬(441)는 금속망 사이의 다수의 개구가 형성되고, 개구의 형상이 육각형의 벌집 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 메쉬(441)의 개구의 형상이 육각형으로 형성됨에 따라, 메쉬(441)가 전자를 효율적으로 추출하면서, 전자가 금속망에 의하여 충돌되지 않고 안정적으로 배출되는 개구율이 극대화 될 수 있다.
제1 절연부재(45)와 에미터(42) 사이에는 에지효과 방지부(46)가 구비될 수 있다. 에지효과 방지부(46)는 금속 재질의 얇은 판상, 즉 박막으로 형성될 수 있고, 중심부에 개구부(461)가 형성될 수 있다.
에미터(42)의 상단 모서리부를 커버할 수 있고, 이에 따라 에지효과 방지부(46)는 에미터(42)의 상단 모서리부에서 발생할 수 있는 에지효과(edge effect)를 방지할 수 있다.
에지효과 방지부(46)가 제1 절연부재(45)의 하부에 설치되지 않는 경우에는 에미터(42)에서 배출된 전자가 제1 절연부재(45)의 개구부(451)의 내주면에 부착되어 제1 절연부재(45)의 내주면이 손상되는 에지효과가 발생할 수 있으며, 에지효과 방지부(45)가 제1 절연부재(45)의 하부에 설치되는 경우에는 이러한 에지효과를 방지할 수 있다.
에지효과 방지부(46)의 개구부(461)가 제1 절연부재(45)의 개구부(451)보다 면적이 더 크게 형성될 수 있고, 이에 따라 제1 절연부재(45)의 내측이 에지효과 방지부(46)의 내측보다 중심부로 더 연장될 수 있다(도 4의 확대도 참조).
포커싱 전극(47)은 전자방출모듈(40)의 상단, 즉 에미터(42)과 애노드유닛(20) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 포커싱 전극(47)은 에미터(42)으로부터 방출된 전자가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드유닛(20)을 향하여 이동할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.
포커싱 전극(47)은 제2 절연부재(48)에 의하여 지지되는 포커싱 본체부와, 상기 포커싱 본체부에서 절곡되어 연장되는 포커싱 전원 연결부(472)를 포함할 수 있다. 포커싱 전원 연결부(51)는 상기 포커싱 본체부에 와이어 본딩 또는 용접에 의하여 결합될 수 있다.
에미터(42)과 게이트 전극(44) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판형상의 제1 절연부재(45)가 결합될 수 있고, 게이트 전극(44)과 포커싱 전극(47) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판 형상의 제2 절연부재(48)가 결합될 수 있다. 제1 절연부재(45) 및 제2 절연부재(48)는 각 전극들을 개별적으로 절연하는 역할을 할 수 있다.
절연기둥(473)은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되고, 상단이 포커싱 전극(47)의 저면에 결합될 수 있으며, 제2 절연부재(48)와, 게이트 전극(44)과, 제1 절연부재(45)와, 음극기판 전극(43)과, 음극기판 전극(43)을 지지하는 모듈 지지부(41)를 관통할 수 있다.
절연기둥(473)은 음극기판 전원 연결부(431), 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)를 수용할 수 있고, 음극기판 전원 연결부(431), 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)은 적어도 일부는 절연기둥(473)의 내부에 배치되고, 다른 일부는 절연기둥(473)의 외부로 노출될 수 있다.
본 실시예에는 절연기둥(473)이 두 개만 도시되었지만, 모듈 지지부(41)에는 상술한 바와 같이 절연기둥(473)이 관통할 수 있는 관통홀(411)이 적어도 4개 형성될 수 있고, 이들 각각의 관통홀(411)에는 절연기둥(473)이 구비될 수 있다.
음극기판 전원 연결부(431), 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)은 일부가 전자방출모듈(40)의 외부로 노출될 수 있고, 노출된 부분을 통해 외부로부터 전원을 공급받아 각각의 전극으로 적절한 전원을 인가할 수 있다.
한편, 모듈 지지부(41)의 저면에는 결합부재(49)가 결합될 수 있고, 모듈 지지부(41)의 하부로 노출된 음극기판 전원 연결부(431), 게이트 전원 연결부(442), 포커싱 전원 연결부(472)는 결합부재(49)에 삽입될 수 있다.
결합부재(49)은 속이 빈 원통형의 링 형상으로 형성될 수 있고, 금속재질, 일례로 코바르 재질로 형성될 수 있다. 포커싱 전극(47), 제1 절연부재(48), 게이트 전극(44), 제2 절연부재(45), 에지효과 방지부(46), 에미터(42), 음극기판 전극(43), 모듈지지부(41)가 서로 밀착되고, 결합부재(49)에 전원 연결부(431, 442, 472)들이 삽입된 상태에서, 결합부재(49)의 내부, 즉 결합부재(49)의 내주면과 전원 연결부(431, 442, 472) 사이의 공간에 필러를 주입한 상태에서 열을 가하여 브레이징 방식에 의하여 결합부재(49)와 전원 연결부(431, 442, 472)를 결합시킬 수 있다.
필러는 금속재질로 형성될 수 있고, 적어도 은(Ag)와 구리(Cu) 재질을 포함할 수 있다.
결합부재(49)와 전원 연결부(431, 442, 472)가 견고하게 결합됨에 따라서, 포커싱 전극(47), 제1 절연부재(48), 게이트 전극(44), 제2 절연부재(45), 에지효과 방지부(46), 에미터(42), 음극기판 전극(43), 모듈지지부(41)가 서로 밀착된 상태로 서로 긴밀하게 결합될 수 있다.
1: 디지털 엑스레이 튜브 10: 바디부
20: 애노드 유닛 25: 제1 밀봉 결합부
40: 전자방출모듈 50: 소스지지유닛
51: 제2 밀봉 결합부 52: 전극 관통부

Claims (12)

  1. 내부의 중공부가 형성되는 바디부;
    상기 바디부 내부에 구비되는 전자방출모듈;
    상기 바디부의 일 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈에서 방출되는 전자와 충돌하여 광을 방생시키는 애노드 유닛; 및
    상기 바디부의 타 측에 결합되고, 상기 전자방출모듈을 지지하는 소스지지유닛;
    을 포함하고,
    상기 바디부는 내부가 진공상태가 되도록, 상기 애노드 유닛 및 상기 소스지지유닛과 밀봉된 상태로 결합되고,
    상기 전자방출모듈은,
    박판으로 형성되는 음극기판 전극;
    상기 음극기판 전극의 상부에 위치하는 에미터;
    상기 에미터의 상부에 위치하고, 박판으로 형성되는 게이트 전극; 및
    상기 에미터와 상기 애노드 유닛 사이에 위치하는 포커싱 전극;
    을 포함하고,
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제1 절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2 절연부재가 구비되며,
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비하며,
    상기 제1절연부재와 상기 에미터 사이에는 중심부에 개구부가 형성되어 상기 에미터의 상단 모서리부를 커버할 수 있고, 금속 재질의 박막으로 형성되는 에지효과 방지부가 마련되는 디지털 엑스레이 튜브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는 유리 또는 석영 재질로 형성되는 디지털 엑스레이 튜브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 유닛은,
    상기 바디부에 결합되는 제1 밀봉 결합부; 및
    상기 제1 밀봉 결합부와 결합되고, 상기 전자방출모듈에서 방출되는 전자가 충돌하는 애노드 전극;
    을 포함하고,
    상기 제1 밀봉 결합부는 상기 바디부에 브레이징 방식에 의하여 결합되는 디지털 엑스레이 튜브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 밀봉 결합부는 코바르(kovar) 재질로 형성되고,
    상기 애노드 전극의 저면에는 전자가 충돌하는 충돌부가 형성되며, 상기 충돌부는 텅스텐, 몰리브덴, 망간 가운데 적어도 하나의 재질을 포함하고,
    상기 제1 밀봉 결합부와 상기 충돌부 사이에 구비되는 열전달부는 열전도도가 상기 충돌부보다 큰 금속재질로 형성되는 디지털 엑스레이 튜브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소스지지유닛은,
    상기 바디부에 결합되는 제2 밀봉 결합부; 및
    상기 제2 밀봉 결합부와 결합되고, 상기 전자방출모듈의 전극 가운데 적어도 일부가 관통하는 전극 관통부;
    를 포함하고, 상기 제2 밀봉 결합부는 상기 바디부에 브레이징 방식으로 결합되는 디지털 엑스레이 튜브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 밀봉 결합부는 코바르 재질로 형성되고,
    상기 전극 관통부는 스테인리스스틸 또는 알루미나 재질로 형성되는 디지털 엑스레이 튜브.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 제1 절연부재에 의하여 지지되는 게이트 본체부와,
    상기 게이트 본체부에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부를 포함하고, 상기 게이트 본체부와 상기 게이트 전원 연결부는 한 몸으로 형성되는 디지털 엑스레이 튜브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에서 기설정된 간격만큼 이격되는 디지털 엑스레이 튜브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메쉬는 다수의 육각형의 개구가 형성되는 벌집 형상으로 형성되는 디지털 엑스레이 튜브.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱 전극에는 외부 전원과 연결되는 포커싱 전원 연결부가 구비되고,
    상기 음극기판 전극의 일부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 음극기판 전원 연결부를 형성하며,
    상기 게이트 전극의 일부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 게이트 전원 연결부를 형성하고,
    상기 음극기판 전극의 하부에는 모듈 지지부가 결합되며, 상기 포커싱 전원 연결부, 상기 음극기판 전원 연결부, 상기 게이트 전원 연결부 가운데 적어도 하나는 상기 모듈 지지부를 관통하여 외부로 노출되며,
    상기 모듈 지지부의 저면에는 상기 포커싱 전원 연결부, 상기 음극기판 전원 연결부, 상기 게이트 전원 연결부 가운데 적어도 하나와 브레이징 방식으로 결합되는 결합부재가 구비되는 디지털 엑스레이 튜브.
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