KR101768769B1 - 광원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치는, 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되고, 빛을 발생시키는 발광부;를 포함하고, 상기 발광부는, 박판으로 형성되는 음극기판 전극; 상기 음극기판 전극의 상부에 위치하는 에미터; 상기 에미터의 상부에 위치하며, 박판으로 형성되는 게이트 전극; 상기 음극기판 전극과 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 에미터 상부에 위치하는 애노드 전극; 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 전자궤적 제어 전극; 및 상기 애노드 전극에 구비되고, 상기 음극기판 전극에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체;를 포함할 수 있다.

Description

광원장치{LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은 광원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극들 및 전극들 사이에 구비되는 절연부재가 얇은 판상으로 형성되어 컴팩트하고 효율이 좋으며, 특히, 각 전극 사이를 연결하는 단자가 절곡된 상태로 구비되어 있어 각각의 전극으로 전원을 인가하기 위한 전선이 필요 없는 컴팩트화 된 광원장치에 관한 것이다.
전계 방출 광원(Field Emission Light Source)은 전계에 의해 전자가 방출되는 현상을 이용한 차세대 광원으로서, 전자가 방출되는 전극(emitter)으로 탄소나노튜브(CNT)나 탄소 나노파이어(CNF) 등의 나노 기술을 적용하여 수은이 없고 전기를 적게 소비하는 장점이 있어 디스플레이용 BLU 및 전방 투사형 매트릭스 등에 사용된다.
일반적으로 무기 형광체를 어떠한 어플리케이션에 적용하기 위해서는 형광체 분말을 가열하여야 한다. 이러한 형광체는 흡수한 에너지 광을 방출하는 물질로, 에너지 공급이 끊어지면서부터 광이 계속되는 시간 즉, 잔광 시간이 짧은 현상을 형광이라 하고, 긴 현상을 인광이라 구별하며, 이를 통틀어 발광(luminescence)이라 칭한다. 일례로, 브라운관(CRT)이 발광하는 것은 전자빔을 형광면에 도포되어 있는 형광체에 충돌시켜서 그 에너지로 광을 발생시키기 때문이다. 물질이 흡수, 방출하는 에너지는 고유의 이산적인 값을 가진 것으로 형광체의 종류에 따라 방출되는 광의 색상에 따라 결정된다.
전계 발광 소자 가운데 탄소나 수소 등으로 구성된 유기 화합물을 사용하는 유기 전계 발광(EL) 소자의 경우에는, 주로 적색, 녹색, 청색등의 디스플레이를 위한 소자로 기술이 발전되어 왔으나, 최근 들어 휘도 및 효율의 급격한 향상에 의하여 조명기기용 광원으로 사용이 증가하고 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자를 이용한 조명장치의 경우에는 종래 유기 전계 발광 소자의 전면 및/또는 배면에서 방출되는 빛을 조명을 위한 광원으로 사용하였으나, 대부분 전반사 되거나 유기 전계 발광 소자를 구성하는 물질에 흡수되고, 방출되는 광의 일부분만 유기 전계 발광 소자를 통해 방출되므로 광효율이 저하된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 전극들 및 전극들 사이에 구비되는 절연부재가 얇은 판상으로 형성되어 컴팩트하고 광효율이 좋은 광원장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전극의 두께가 얇게 형성되고, 전극의 일부가 절곡된 상태로 길게 연장되어 전원을 공급하기 위한 별도의 전선이 필요 없는 컴팩트한 광원장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치는, 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되고, 빛을 발생시키는 발광부;를 포함하고, 상기 발광부는, 박판으로 형성되는 음극기판 전극; 상기 음극기판 전극의 상부에 위치하는 에미터; 상기 에미터의 상부에 위치하며, 박판으로 형성되는 게이트 전극; 상기 음극기판 전극과 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 에미터 상부에 위치하는 애노드 전극; 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 전자궤적 제어 전극; 및 상기 애노드 전극에 구비되고, 상기 음극기판 전극에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체;를 포함한다.
또한, 상기 애노드 전극은, 상기 음극기판 전극으로부터 전자의 충돌을 받아들이고, 상기 전자들의 충돌에 응답하여 광자들을 발생시키는 발광 구조체를 더 포함한다.
또한, 상기 광자는 애노드 가속전압 또는 애노드 물질에 따라 서로 다른 빛을 방출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 형광체는, 상기 애노드 전극 상에 형성되는 제1 형광체와, 상기 제1 형광체 상에 적층해서 형성되는 제2 형광체를 포함한다.
또한, 상기 제1 형광체는 형광체 입자와, 고착재 입자 및 도전재로 이루어지고, 상기 제2 형광체는 형광체 입자로만 이루어진다.
또한, 상기 형광체는 적어도 단면이 평면, U자형, 반원형, 호형, 삼각형, 사각형 가운데 어느 하나로 형성된다.
또한, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제1 절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 전자궤적 제어 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2 절연부재가 구비된다.
또한, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비한다.
또한, 상기 음극기판 전극은, 상기 에미터를 지지하는 음극기판 본체부와, 상기 음극기판 본체부에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부를 포함하고, 상기 음극기판 본체와 상기 음극기판 전원 연결부는 한 몸으로 형성된다.
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 형성된다.
또한, 상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에 특정 거리로 이격된다.
또한, 상기 전자궤적 제어 전극은 상기 제2 절연부재에 의하여 지지되는 전자궤적 제어 본체부와, 상기 전자궤적 제어 본체부에서 연장되는 전자궤적 제어 전원 연결부를 포함하고, 상기 전자궤적 제어 전원 연결부는 용접 또는 와이어 본딩에 의하여 상기 전자궤적 제어 본체부에 결합된다.
또한, 상기 음극기판 전극, 상기 제1 절연부재, 상기 게이트 전극, 상기 제2 절연부재, 상기 전자궤적 제어 전극의 접합면은 브레이징(brazing) 방식에 의하여 결합된다.
또한, 상기 음극기판 전극을 지지하는 절연 재질의 모듈 지지체를 더 포함하고, 상기 모듈 지지체에는 상기 음극기판 전원 연결부가 관통할 수 있는 관통홀이 형성된다.
또한, 상기 모듈 지지체는 알루미나 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모듈 지지체에는 상기 게이트 전원 연결부를 수용하는 제1 절연기둥이 구비되고, 상기 제1 절연기둥은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 상기 제1 절연기둥은 상기 제1 절연부재, 상기 음극기판 전극, 상기 모듈 지지체를 수직으로 관통된 상태로 결합된다.
또한, 상기 모듈 지지체에는 상기 전자궤적 제어 전원 연결부를 수용하는 제2 절연기둥이 구비되고, 상기 제2 절연기둥은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 상기 제2 절연기둥은 상기 제1 절연부재, 상기 게이트 전극, 상기 제2 절연부재, 상기 음극기판 전극, 상기 모듈 지지체에 수직으로 관통된 상태로 결합된다.
또한, 상기 전자궤적 제어 전극과 상기 제1 절연부재 사이에 다른 전자궤적 제어 전극이 추가되고, 상기 다른 전자궤적 제어 전극에는 상기 전자궤적 제어 전극에서 연장되는 전자궤적 제어 전원 연결부가 관통할 수 있는 관통홀이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되는 발광부 본체; 상기 발광부 본체의 상단에 구비되는 애노드 전극; 및 상기 발광부 본체의 하단에 구비되고, 상기 애노드 전극을 향하여 전자를 방출하는 전자방출 모듈;을 포함하고, 상기 전자방출 모듈은, 박판의 음극기판 전극; 상기 음극기판 전극 상부에 구비되고, 전자를 방출하는 에미터; 상기 에미터의 상부에 구비되고, 상기 에미터에서 방출된 전자를 가속하며, 박판으로 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극의 상부에 구비되고, 상기 에미터에서 방출된 전자가 산란되는 것을 방지하는 전자궤적 제어 전극; 상기 애노드 전극에 구비되고, 상기 음극기판 전극에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체; 및 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에 구비되는 박판으로 형성되는 제1 절연부재; 상기 게이트 전극 및 상기 전자궤적 제어 전극 사이에 구비되는 박판으로 형성되는 제2 절연부재;를 포함한다.
또한, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 전극들 및 전극들 사이에 구비되는 절연부재가 얇은 판상으로 형성되어 발광부가 컴팩트하고 광효율이 향상될 수 있다.
또한, 형광체의 형상에 따라, 빛이 다양한 방향으로 분산되고 반사될 수 있기 때문에 빛이 더욱 균일하게 발생할 수 있는 장점이 있다.
또한, 형광체 가운데 제2 형광체는 형광체 입자만으로 이루어져 비발광 입자를 포함하지 않기 때문에 발광 휘도가 높아질 수 있다.
또한, 단위 면적당 전자의 방출전류가 mA 단위까지 가능하여 전자 방출량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 전극 사이에 판상의 절연부재를 사용하여 각각의 전극들을 개별적으로 진공 체결함으로써 진공도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 전원을 인가하는 역할을 하는 전원 연결부가 각 전극마다 절곡 형성되어 있어 종래 각각의 전극으로 전원을 인가하는 역할을 하던 전선을 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부 본체에서 평면형상의 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 애노드 전극이 소정 각도 기울어지도록 구비되어 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 광원장치의 발광부 본체에서 U자형상의 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자방출 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 음극기판 전극과 게이트 전극이 결합된 형태를 위에서 본 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 메쉬가 형성된 게이트 전극과 음극기판 전극이 결합된 형태를 위에서 본 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자궤적 제어 전극의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자궤적 제어 전극을 아래에서 본 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 모듈 지지체를 도시하는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치에 전자궤적 제어 전극이 두 개가 포함된 형태를 도시하는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치에 전자궤적 제어 전극 두 개가 결합되는 형상을 도시하는 도면이다.
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 광원장치를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)는 하우징(11)과, 발광부(2)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)는 표준 전구의 형태를 가질 수 있다. 일례로, 하우징(11)은 상기 전구의 외관을 형성하는 유리구(미도시)로 형성될 수 있다.
하우징(11)은 유리 재질로 된 둥근 모양의 통 형상으로 형성될 수 있고, 하우징(11) 내부에 구비되는 발광부(2)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 하우징(11) 내부는 진공 상태를 유지할 수 있다.
또한, 하우징(11)의 하부에는 소켓(12)이 결합될 수 있다. 소켓(12)에는 발광부(2)의 외부로 돌출되어 전류를 인가하는 역할을 하는 전극들이 결합될 수 있다. 이 때, 소켓(12)의 외부로 연장되는 전선(13)을 통하여 전원을 공급받을 수 있고, 이러한 전원은 상기 전극들로 인가되어 발광부(2)로 전류를 인가시킬 수 있다. 일례로, 소켓(12)은 스크류 소켓으로 하우징(11)과 연결될 수 있다. 상기 스크류 소켓의 적어도 일부는 회전에 대한 마찰저항을 제공하도록 톱니형 원주면이 형성될 수 있다.
발광부(2)는 하우징(11)의 내부에 결합될 수 있다. 발광부(2)는 소켓(12)의 외부로 연장되는 전선(13)을 통하여 상기 전극들로 전원을 인가받아 전자를 방출하여 후술될 형광체(36)로부터 광자를 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 부분 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부 본체에서 평면형상의 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 애노드 전극이 소정 각도 기울어지도록 구비되어 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 6은 광원장치의 발광부 본체에서 U자형상의 형광체로 전자가 방출되어 광자를 생성하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)의 발광부(2)는 빛 방출구(21)와, 발광부 본체(22)를 포함한다.
빛 방출구(21)는 발광부 본체(22) 내에서 발생된 빛을 외부로 내보낼 수 있다. 일례로, 빛 방출구(21)는 원형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
발광부 본체(22)는 내부에 빈 공간이 형성되는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 발광부 본체(22)의 상부에는 애노드 전극(34)이 결합될 수 있고, 발광부 본체(21)의 하부에는 전자를 방출하는 전자방출 모듈(3)이 결합될 수 있다. 전자방출 모듈(3)의 자세한 구성에 대해서는 후술하도록 한다.
전자방출 모듈(3)에서 애노드 전극(34)을 향하여 전자를 방출하면 방출된 전자는 애노드 전극(34)에 구비된 형광체(36)에 충돌하고, 전자의 충돌에 응답하여 광자를 발생시키고, 발생된 광자, 즉 빛은 빛 방출구(21)의 외부로 방출될 수 있다. 일례로, 애노드 전극(34)에는 발생된 빛을 반사시켜서 외부로 방출할 수 있는 반사면(341)이 형성될 수 있다. 따라서, 반사면(341)과 빛 방출구(21)는 일 직선상에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 애노드 전극(34)에 반드시 반사면(341)이 형성되어 전자방출 모듈(3)에서 방출된 전자에 의해 발생되는 빛이 빛 방출구(2)를 향하여 반사되는 것은 아니며, 반사면(341)과 빛 방출구(21)는 그 위치가 한정되지 않고, 애노드 전극(34)의 형상에 따라 달라질 수 있다.
애노드 전극(34)은 음극기판 전극(31)으로부터 방출된 전자의 주입을 받아들이고, 전자의 주입에 응답하여 광자를 발생시킬 수 있다. 특히, 애노드 전극(34)은 얇은 판 형상으로 형성되어 엑스레이 및 가시광선 영역의 광원으로 사용될 수 있다.
애노드 전극(34)의 표면에는 전자의 주입에 응답하여 광자를 발생시킬 수 있는 발광 구조체(340)가 구비될 수 있다. 발광 구조체(340)는 방출된 전자에 대하여 투명하고, 일례로, 나노 와이어와 같은 발광 나노 구조들이 결합될 수 있다. 상기 나노 와이어는 반경, 길이 등의 치수와 배열, 방위에 따라서 음극기판 전극(31)으로부터 방출되는 전자가 상기 나노 와이어의 표면을 최적으로 커버하여 방출되는 빛을 최적화시킬 수 있도록 선택될 수 있다.
애노드 전극(34)에는 음극기판 전극(31)에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체(36)가 구비될 수 있다. 일례로, 형광체(36)는 애노드 전극(34)에 포함될 수도 있고, 애노드 전극(34)의 표면에 결합되어 방출되는 전자로부터 빛을 발생시킬 수도 있다.
형광체(36)가 애노드 전극(34)의 표면에 결합된 경우에는, 적어도 단면이 평면, U자형, 반원형, 호형, 삼각형, 사각형 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 일례로, 형광체(36)가 애노드 전극(34)의 반사면(341)에 단면이 평면인 형태(도 4 및 도 5 참조)로 결합되는 경우에는, 애노드 전극(34)의 전압의 인력에 의하여 음극기판 전극(31)으로부터 전자가 방출될 수 있고, 방출된 전자는 형광체(36)에 충돌할 수 있다. 따라서, 형광체(36)가 들뜬 상태가 되어 광자를 발생시킬 수 있고, 발생된 광자는 애노드 전극(34)에 의해서 반사되어 빛을 형성할 수 있다.
다시 말해, 형광체(36)가 애노드 전극(34)의 반사면(341)에 단면이 평면인 형태로 결합되는 경우에는 반사면(341)에서 반사된 빛은 상술한 빛 방출구(21)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
또한, 애노드 전극(34)의 반사면(341)에 단면이 U자형인 형태(도 6 참조)로 결합되는 경우에는, 마찬가지로 애노드 전극(34)의 전압의 인력에 의하여 음극기판 전극(31)으로부터 전자가 방출될 수 있고, 방출된 전자는 형광체(36)에 충돌할 수 있다. 따라서, 형광체(36)가 들뜬 상태가 되어 광자를 발생시킬 수 있고, 발생된 광자는 애노드 전극(34)에 의해서 반사되어 빛을 형성할 수 있다. 다만, 이러한 경우에는 발생된 광자가 한 방향으로만 반사되는 것이 아니라 여러 방향으로 반사될 수 있으므로, 상술한 빛 방출구(21)는 여러 개 구비될 수 있다.
또한, 빛 방출구(21) 대신 발생된 빛을 투과시킬 수 있도록 발광부 본체(22)를 유리 또는 플라스틱으로 형성할 수 있다.
따라서, 형광체(36)의 단면이 U자형인 경우에는, 다양한 방향으로 빛이 분산되고 반사될 수 있기 때문에 빛이 더욱 균일하게 발생할 수 있는 장점이 있다.
형광체(36)는 애노드 전극(34) 상에 형성되는 제1 형광체(미도시)와, 상기 제1 형광체 상에 적층해서 형성되는 제2 형광체(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제1 형광체는 발광기능과 고착력이나 도전성을 높이는 기능을 할 수 있고, 상기 제2 형광체는 발광기능만을 구비하여, 두 개의 층으로 이루어지는 형광체(36)는 각각 고착 및 도전 기능과 발광 기능을 분담할 수 있다. 따라서, 형광체(36)를 2층 구조로 하여 애노드 전극(34)에 고착력을 크게할 수 있고, 발광 휘도를 높게할 수 있다.
일례로, 상기 제1 형광체는 형광체 입자와, 고착재 입자 및 도전재로 형성될 수 있다. 상기 고착재 입자에 의해 애노드 전극(34)에 형광체(36)가 견고하게 고착될 수 있고, 상기 도전재에 의해 높은 도전성을 가질 수 있다. 다만, 상기 도전재는 형광체(36)의 종류에 따라 혼합할 필요가 없는 경우도 있다. 또한, 상기 제2 형광체는 형광체 입자만으로 이루어져 비발광 입자를 포함하지 않기 때문에 발광 휘도가 높아질 수 있다.
형광체(36)는 종류와 구성 및 파장 대역에 따라 서로 다른 색깔의 빛을 방출할 수 있다. 형광체는 종류에 따라 P1, P2, P3, P55 등과, BAM(BaMgAl10O7), CAM(LaMgAl11O19:CE), LAP(LaPO4:Ce), SAC(SrAl12O19) 등으로 분류할 수 있다. 일례로, P1(Zn2SiO4:Mn)은 528nm의 파장에서 녹색을 나타낼 수 있고, P3(Zn8:BeSi5O19:Mn)은 602nm의 파장에서 노란색을 나타낼 수 있다.
상기 제1 형광체 및 상기 제2 형광체는 동일한 형광체(36) 종류로 구성될 수도 있고, 상이한 종류로 구성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자방출 모듈을 도시하는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 발광부를 도시하는 분해사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 음극기판 전극과 게이트 전극이 결합된 형태를 위에서 본 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 메쉬가 형성된 게이트 전극과 음극기판 전극이 결합된 형태를 위에서 본 도면이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)의 발광부(2)는 음극기판 전극(31), 에미터(32), 게이트 전극(33), 애노드 전극(34), 전자궤적 제어 전극(35), 형광체(36)를 포함한다.
음극기판 전극(31) 및 게이트 전극(33) 사이에는 얇은 판상의 제1 절연부재(320)가 구비되고, 게이트 전극(33) 및 전자궤적 제어 전극(35) 사이에는 얇은 판상의 제2 절연부재(330)가 구비될 수 있다.
음극기판 전극(31)은 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 음극기판 전극(31)은 박판으로 형성될 수 있다. 음극기판 전극(31)은 금속 재질로 형성될 수 있고, 음극기판 전극(31)의 상부에는 후술될 면 광원 형태의 에미터(32)가 위치할 수 있다. 이 때, 음극기판 전극(31)과 제1 절연부재(320) 사이에는 간극 유지를 위한 간극 조절부(313)가 적어도 두 개 이상 결합될 수 있다.
간극 조절부(313)는 납작한 원통 형상으로 형성될 수 있고, 간극 조절부(313)는 적어도 에미터(32)의 두께와 동일하거나, 에미터(32)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 음극기판 전극(31)은 음극, 즉 (-)전극으로 캐소드(cathode) 전극으로 칭할 수 있다.
광원장치(1)에서 하우징(11) 내부를 진공 상태로 유지하는 경우에는, 상기 캐소드 전극을 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 산화물, 텅스텐, 토륨을 넣은 텅스텐 등의 재질로 형성할 수 있다.
음극기판 전극(31)은 에미터(32)을 지지하는 음극기판 본체부(310)와, 음극기판 본체부(310)에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부(311)를 포함할 수 있다. 음극기판 본체(310)와 음극기판 전원 연결부(311)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
음극기판 전원 연결부(31)는 외부 전원과 연결되는 부분으로서 음극기판 전원 연결부(311)를 통하여 전원이 인가될 수 있다. 음극기판 전원 연결부(311)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 종래의 전선을 대체하여 발광부(2)를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.
음극기판 전극(31)의 하부에는 음극기판 전극(31)을 지지하는 절연 재질의 모듈 지지체(39)가 구비될 수 있다. 모듈 지지체(39)는 절연체인 알루미나 재질로 형성될 수 있다.
또한, 모듈 지지체(39)는 원통형상으로 형성될 수 있고, 모듈 지지체(39)에는 음극기판 전원 연결부(311)가 관통할 수 있는 관통홀(390)이 형성될 수 있다.
에미터(32)는 음극기판 전극(31)의 상부에 위치할 수 있다. 에미터(32)는 전자를 방출하는 역할을 수행하는 것으로서, 일례로 점광원 또는 면광원 형태의 구성을 가질 수 있다.
본 실시예와 같이 음극기판 전극(31), 제1 절연부재(320), 게이트 전극(33), 제2 절연부재(330)가 판상으로 형성되는 경우에는 에미터(32)는 면광원 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 면광원 형태일 경우에는, 규소, 금속, 탄소계열 위에 형성된 탄소구조물 또는 금속인 것이 바람직하다.
에미터(32)는 전자를 방출하는 역할을 할 수 있다. 에미터(32)는 전자(캐리어)를 방출하는 전극이며, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 이용하여 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능한 장점이 있다.
에미터(32)의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 금속, 탄소계열 물질로 구성된 전도성 물질인 것이 바람직하다.
게이트 전극(33)은 에미터(32)의 상측에 위치할 수 있고, 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 게이트 전극(33)은 박판으로 형성될 수 있고, 금속 재질로 형성될 수 있다.
게이트 전극(33)은 에미터(32)으로부터 방출되는 전자의 방출량을 증가시키고 방출된 전자의 속도를 보다 가속시키는 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(33)은 제1 절연부재(320)에 의하여 지지되는 게이트 본체부(332)와, 게이트 본체부(332)에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부(333)를 포함할 수 있다. 이 때, 게이트 본체부(332)와 게이트 전원 연결부(333)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
게이트 본체부(332)의 중앙부에는 에미터(32)에서 방출된 전자가 관통할 수 있는 관통홀(H)이 형성되고, 관통홀(H)에는 격자 형상의 메쉬(M)가 형성될 수 있다.
메쉬(M)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 에미터(32)의 상면과 닿을 수 있다. 따라서, 메쉬(M)는 에미터(32)의 가운데 부분까지 전기가 잘 인가되도록 하여 에미터(32)에서 전자 추출이 균일하게 되도록 하는 역할을 한다.
애노드 전극(34)은 에미터(32)의 상측에 위치할 수 있다. 이러한 애노드 전극(34)은 일반적으로 구리, 텅스텐, 망간, 몰디브 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 의한 광원장치(1)에 이용되는 애노드 전극(34)은 얇은 판 형상으로 제작되어 엑스레이 및 가시광선 영역의 광원을 발생시키도록 사용될 수 있다.
전자궤적 제어 전극(35)은 에미터(32)와 애노드 전극(34) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 전자궤적 제어 전극(35)은 에미터(32)로부터 방출된 전자가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드 전극(34)을 향하여 이동할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.
전자궤적 제어 전극(35)은 제2 절연부재(330)에 의하여 지지되는 전자궤적 제어 본체부와, 상기 전자궤적 제어 본체부에서 절곡되어 연장되는 전자궤적 제어 전원 연결부(350)를 포함할 수 있다. 상기 전자궤적 제어 본체부와 전자궤적 제어 전원 연결부(350)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
전자궤적 제어 전원 연결부(350)는 상기 전자궤적 제어 본체부에 와이어 본딩 또는 용접에 의하여 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 게이트 전극(33) 및 전자궤적 제어 전극(35)이 각각 하나씩 존재하는 것으로 도시하였으나, 이는 방출되는 전자의 궤적, 속도 등을 조절함에 따라 개수와 모양은 다양하게 변경될 수 있다. 다만, 게이트 전극(33) 및 전자궤적 제어 전극(35)을 각각 하나씩 구비함으로써 발광부(2)를 컴팩트화 시킬 수 있다.
음극기판 전극(31) 내지 전자궤적 제어 전극(35) 사이는 종래의 전형적인 전극 체결 수단인 볼트 대신 절연부재를 이용하여 각 전극들을 개별적으로 절연 및 체결할 수 있다.
구체적으로, 음극기판 전극(31), 에미터(32), 제1 절연부재(320), 게이트 전극(33), 제2 절연부재(330), 전자궤적 제어 전극(35) 사이의 접합면은 브레이징(brazing) 방식 또는 접착제에 의하여 결합될 수 있다. 브레이징 방식은 금속판 사이에 놋쇠납, 은납 등을 접착제로 하여 이를 가열하고 용해시켜서 접합시키는 방식을 말하고, 본 실시예와 같이 금속판과 세라믹 등의 절연체를 결합할 때 주로 사용되는 방식이다. 이러한 브레이징 방식에 의하여 음극기판 전극(31), 에미터(32), 제1 절연부재(320), 게이트 전극(33), 제2 절연부재(330), 전자궤적 제어 전극(35) 사이의 접합면에서의 결합이 견고해질 수 있다.
보다 상세히, 에미터(32)과 게이트 전극(330) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판 형상의 제1 절연부재(320)가 결합될 수 있고, 게이트 전극(33)과 전자궤적 제어 전극(35) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판 형상의 제2 절연부재(330)가 결합될 수 있다.
제1 절연부재(320) 및 제2 절연부재(330)는 각 전극들을 개별적으로 절연 및 체결하는 역할을 할 수 있다. 제1 절연부재(320) 및 제2 절연부재(330)는 세라믹 등의 절연재질로 형성될 수 있고, 제1 절연부재(320)는 에미터(32) 및 게이트 전극(33)과 브레이징 방식 또는 접착제에 의하여 결합될 수 있고, 제2 절연부재(330)는 게이트 전극(33) 및 전자궤적 제어 전극(35)과 브레이징 방식 또는 접착제에 의하여 결합될 수 있다.
제1 절연기둥(37)은 게이트 전원 연결부(333)를 수용할 수 있고, 제1 절연기둥(37)은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 제1 절연기둥(37)은 제1 절연부재(320)과, 음극기판 전극(31)과, 모듈 지지체(39)를 관통할 수 있다.
제2 절연기둥(38)은 전자궤적 제어 전원 연결부(350)를 수용할 수 있고, 제2 절연기둥(38)은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 제2 절연기둥(38)은 제2 절연부재(330)와, 게이트 전극(33)과, 제1 절연부재(320)와, 음극기판 전극(31)과, 음극기판 전극(31)을 지지하는 모듈 지지체(39)를 관통할 수 있다.
모듈 지지체(39)에는 관통홀(390)이 적어도 4개가 형성될 수 있고, 각각의 관통홀(390)에는 후술할 절연기둥(37, 38)이 모두 구비될 수 있고, 이러한 절연기둥(37, 38)을 통하여 음극기판 전원 연결부(311)뿐만 아니라, 게이트 전원 연결부(333), 전자궤적 제어 전원 연결부(350)도 관통할 수 있다. 다시 말해, 모듈 지지체(39)에는 적어도 4개의 관통홀(390)과, 이들 관통홀(390)에 각각 삽입되도록 적어도 4개의 절연기둥이 구비되는 것이 바람직하다.(후술될 도 13에 첨부)
본 실시예에는 절연기둥(37, 38)이 두 개만 도시되었지만, 모듈 지지체(39)에는 상술한 바와 같이 절연기둥(37, 38)이 관통할 수 있는 관통홀(390)이 적어도 4개 형성될 수 있고, 이들 각각의 관통홀(390)에는 절연기둥(37, 38)이 구비될 수 있다. 절연 기둥(37, 38)에는 음극기판 전극(31)에 형성되는 음극기판 전원 연결부(311) 및 게이트 전극(33)에 형성되는 게이트 전원 연결부(333)가 각각 절곡되어 삽입될 수 있다.
또한, 후술될 전자궤적 제어 전극(35)에 구비되는 전자궤적 제어 전원 연결부(350)가 절연 기둥(37, 38)에 삽입될 수 있다.
절연 기둥(37, 38)은 음극기판 전극(31)과, 게이트 전극(33) 및 전자궤적 제어 전극(35)이 관통될 수 있도록 구성될 수 있다. 보다 상세히, 절연 기둥(37, 38)은 내부에 빈 공간이 형성되는 중공형 형태로 형성될 수 있고, 절연 기둥(37, 38)의 내부에 형성된 상기 빈 공간으로는 각각의 전극으로 전원을 인가하는 역할을 하는 전원 연결부(311, 333, 350)가 위치할 수 있다.
제1 절연기둥(37)에는 게이트 전극(33)에 형성되는 게이트 전원 연결부(333)가 삽입되어 체결될 수 있고, 제2 절연기둥(38)에는 전자궤적 제어 전극(35)에 형성되는 전자궤적 제어 전원 연결부(350)가 삽입되어 체결될 수 있다. 또한, 제3 절연기둥(미도시)에는 음극기판 전극(31)에 형성되는 음극기판 전원 연결부(311)가 삽입되어 체결될 수 있다.
각각의 절연기둥(37, 38) 및 전원 연결부(311, 333, 350)은 일부가 발광부(2)의 외부로 노출될 수 있고, 노출된 부분을 통해 외부로부터 전원을 공급받아 각각의 전극으로 적절한 전원을 인가할 수 있다.
절연기둥(37, 38)에 전원 연결부(311, 333, 350)가 결합되어 위치를 제어하는 원리는 다음과 같다.
하나 이상의 절연기둥(37, 38)은 음극기판 전극(31), 게이트 전극(33)을 관통하도록 구성될 수 있다. 이 때, 음극기판 전극(31)에는 하나 이상의 제1 관통홀(312)이 형성될 수 있다. 또한, 각각의 전극 사이에 결합되는 절연부재(320, 330)에는 절연기둥(37, 38)이 관통될 수 있도록 절연기둥(37, 38)의 크기 및 모양에 상응하는 제2 관통홀(321) 및 제3 관통홀(331)이 형성될 수 있다.
제1 관통홀(312) 내지 제3 관통홀(331)은 절연기둥(37, 38)의 크기와 상응하도록 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자궤적 제어 전극의 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 전자궤적 제어 전극을 아래에서 본 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)의 전자궤적 제어 전극(35)은 컴팩트화된 하나의 전자궤적 제어 전극(35) 형태로 구비될 수 있다.
전자궤적 제어 전극(35)에는 전자궤적 제어 본체부에 와이어 본딩 또는 용접 등의 방식으로 결합되는 전자궤적 제어 전원 연결부(35)가 구비될 수 있다. 전자궤적 제어 전원 연결부(35)는 게이트 전극(33)과 전자궤적 제어 전극(35)사이에 결합되는 제2 절연부재(330)에 형성된 제2 관통홀(331) 가운데 어느 하나를 통과하여 제2 절연기둥(38)에 삽입될 수 있다.
전자궤적 제어 전극(35)의 하면에는 적어도 하나 이상의 삽입홈(351)이 형성될 수 있고, 전자궤적 제어 전원 연결부(350)는 삽입홈(351) 가운데 어느 하나의 내측에서 외측 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 일례로, 전자궤적 제어 전원 연결부(350)는 금속 재질로 형성될 수 있다.
전자궤적 제어 전극(350)은 음극기판 전극(31)에서 방출되는 전자가 산란되는 것을 방지할 수 있다. 보다 상세히, 음극기판 전극(31)으로 인가된 전원에 따라 생성되는 전자의 수가 달라질 수 있다. 일례로, 텅스텐 필라멘트로 형성되는 음극기판 전극(31)은 인가된 전원에 따라 자유전자를 생성할 수 있다. 에미터(32)에서는 음전하를 띈 전자를 방출할 수 있고, 전자궤적 제어 전극(35)은 음극으로부터 나온 전자선을 확산 또는 산란시키지 않고 양극인 애노드 전극(34)으로 보낼 수 있도록 상기 텅스텐 필라멘트의 바깥쪽에 위치할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 모듈 지지체를 도시하는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)는 모듈 지지체(39)를 더 포함할 수 있다.
모듈 지지체(39)는 음극기판 전극(31)의 하측에 구비될 수 있고, 적어도 알루미나(alumina) 재질로 형성될 수 있다. 상기 알루미나는 순수한 상태일 때 절연체로 활용될 수 있고, 내열성, 내약품성, 강도 등 세라믹스에 요구되는 일반적인 성질을 거의 만족시키는 데다 비용이 적게 들어 가장 많이 이용되는 금속이다.
모듈 지지체(39)는 금속 재질의 음극기판 전극(31) 하부에 결합될 수 있고, 음극기판 전극(31)으로 인가되는 전기가 통하지 않도록 적어도 세라믹 재질로 형성되어 절연될 수 있다.
모듈 지지체(39)에는 적어도 하나 이상의 삽입홀(390)이 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 각각의 전극(31, 32, 33, 35)과 절연부재(320, 330)를 관통하는 적어도 하나 이상의 절연기둥(37, 38)이 구비될 수 있다. 절연기둥(37, 38)은 모듈 지지체(39)에 형성되는 삽입홀(390)과 결합될 수 있고, 절연기둥(37, 38) 내부에 삽입되는 전원 연결부(311, 333, 350)는 절연기둥(37, 38)과 함께 모듈 지지체(39)의 외부로 일부가 노출되는 형태로 형성될 수 있다.
모듈 지지체(39)의 외부로 노출되는 전원 연결부(311, 333, 350)는 종래 각각의 전극으로 전원을 인가하는 역할을 하는 전선 대신에, 각각의 전극으로 전원을 인가하는 역할을 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치에 전자궤적 제어 전극이 두 개가 포함된 형태를 도시하는 사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치에 전자궤적 제어 전극 두 개가 결합되는 형상을 도시하는 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)에는 전자궤적 제어 전극(35, 35')이 두 개로 결합될 수 있다.
보다 상세히, 전자궤적 제어 전극(35, 35')은 제1 전자궤적 제어 전극(35)과, 제2 전자궤적 제어 전극(35')을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 전자궤적 제어 전극(35)과 제2 전자궤적 제어 전극(35')은 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전자궤적 제어 전극(35)의 하부에서 연장되는 제1 전자궤적 제어 전원 연결부(350)를 포함할 수 있고, 제2 전자궤적 제어 전극(35')의 하부에서 연장되는 제2 전자궤적 제어 전원 연결부(353)를 포함할 수 있다.
제2 전자궤적 제어 전극(35')에는 적어도 하나 이상의 전자궤적 제어 관통홀(352)이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 전자궤적 제어 전원 연결부(350)는 전자궤적 제어 관통홀(352) 가운데 어느 하나에 삽입되어 제1 전자궤적 제어 전극(35)과 결합될 수 있다.
모듈 지지체(39)에는 적어도 하나 이상의 삽입홀(390)이 형성될 수 있다. 또한, 각각의 전극(31, 33, 35)과 절연부재(320, 330)를 관통하는 적어도 하나 이상의 절연기둥(37, 38)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)의 모듈 지지체(39)에는 네 개의 삽입홀(390)이 형성될 수 있고, 절연기둥(37, 38) 또한 네 개로 구비되어 삽입홀(390) 각각에 결합될 수 있다. 이 때, 절연기둥(37, 38) 각각의 내부에는 전원 연결부(311, 333, 350, 353)가 삽입될 수 있고, 절연기둥(37, 38)과 함께 모듈 지지체(39)의 외부로 일부가 노출되는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)는 전자궤적 제어 전극(35, 35?)의 개수를 조절하여 에미터(32)에서 방출되는 전자의 궤적, 속도 등을 조절할 수 있다. 또한, 전자궤적 제어 전극(35, 35?)의 형태는 도 14에 도시된 형상뿐만 아니라 다양한 형태로 변경될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치의 작용을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원장치(1)는 하우징(11)과, 하우징(11) 내부에 구비되는 발광부(2)를 포함할 수 있고, 발광부(2)는 상부에 애노드 전극(34)이 결합되고, 하부에 전자방출 모듈(3)이 결합될 수 있다. 이 때, 전자방출 모듈(3)은 음극기판 전극(31)과, 에미터(32)과, 게이트 전극(33)과 및 전자궤적 제어 전극(35)을 포함할 수 있다. 애노드 전극(40)을 제외하고는, 음극기판 전극(31) 및 게이트 전극(33)은 적어도 일 부분이 절곡되어 형성되는 전원 연결부(311, 333)를 포함할 수 있다. 또한, 전자궤적 제어 전극(35)은 와이어 본딩 또는 용접에 의해접합되는 전자궤적 제어 전원 연결부(350)를 포함할 수 있다.
특히, 광원장치(1)의 조명을 위해서 애노드 전극(34)에는 형광체(36)가 구비될 수 있다. 이러한 형광체(36)는 애노드 전극(34)에 포함되거나, 애노드 전극(34)의 표면에 결합되어 음극기판 전극(31)으로부터 전자를 주입받아 파장 대역에 따라 여러가지 빛을 발생시킬 수 있다.
제1 절연부재(320)에는 게이트 전원 연결부(333)가 삽입될 수 있는 제1 절연기둥(37)이 구비될 수 있고, 제2 절연부재(330)에는 전자궤적 제어 전원 연결부(350)가 삽입될 수 있는 제2 절연기둥(38)이 구비될 수 있다.
따라서, 컴팩트화 된 전자궤적 제어 전극(35)의 구성과, 단위 면적당 전자의 방출전류가 1mA까지 가능한 에미터(32)을 이용하여 전자 방출 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 각각의 전극들은 볼트 대신 세라믹과 같은 판상의 절연부재(320, 330)를 이용하여 와이어 몰딩 방식 등을 이용하여 면대 면으로 결합하여 개별적으로 진공 체결함으로써 진공도가 향상되는 효과가 있다.
1: 광원장치 2: 발광부
3: 전자방출 모듈 11: 하우징
12: 소켓 13: 전선
21: 빛 방출구 22: 발광부 본체
31: 음극기판 전극 32: 에미터
33: 게이트 전극 34: 애노드 전극
35: 전자궤적 제어 전극 36: 형광체
37, 38: 절연기둥 39: 모듈 지지체
311, 333, 350, 353: 전원 연결부
320, 330: 절연부재 312, 321, 331: 관통홀
340: 발광 구조체 341: 반사막
352: 전자궤적 제어전극 관통홀

Claims (20)

  1. 하우징; 및
    상기 하우징 내에 구비되고, 빛을 발생시키는 발광부;
    를 포함하고,
    상기 발광부는,
    박판으로 형성되는 음극기판 전극;
    상기 음극기판 전극의 상부에 위치하는 에미터;
    상기 에미터의 상부에 위치하며, 박판으로 형성되는 게이트 전극;
    상기 음극기판 전극과 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 에미터 상부에 위치하는 애노드 전극;
    상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 전자궤적 제어 전극; 및
    상기 애노드 전극에 구비되고, 상기 음극기판 전극에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체;
    를 포함하고,
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제1 절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 전자궤적 제어 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2 절연부재가 구비되며,
    상기 음극기판 전극은, 상기 에미터를 지지하는 음극기판 본체부와, 상기 음극기판 본체부에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부를 포함하고,
    상기 음극기판 본체부와 상기 음극기판 전원 연결부는 한 몸으로 형성되며,
    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 형성되며,
    상기 전자궤적 제어 전극은 상기 제2 절연부재에 의하여 지지되는 전자궤적 제어 본체부와, 상기 전자궤적 제어 본체부에서 연장되는 전자궤적 제어 전원 연결부를 포함하고,
    상기 음극기판 전극을 지지하는 절연 재질의 모듈 지지체를 더 포함하며,
    상기 모듈 지지체에는 상기 음극기판 전원 연결부, 상기 게이트 전원 연결부, 상기 전자궤적 제어 전원 연결부를 각각 수용하는 절연기둥이 다수 개 구비되고,
    상기 전자궤적 제어 전극과 상기 제1 절연부재 사이에 다른 전자궤적 제어 전극이 추가되고, 상기 다른 전자궤적 제어 전극에는 상기 전자궤적 제어 전극에서 연장되는 전자궤적 제어 전원 연결부가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되는 광원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전극은, 상기 음극기판 전극으로부터 전자의 충돌을 받아들이고, 상기 전자들의 충돌에 응답하여 광자들을 발생시키는 발광 구조체를 더 포함하는 광원장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광자는 애노드 가속전압 또는 애노드 물질에 따라 서로 다른 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형광체는,
    상기 애노드 전극 상에 형성되는 제1 형광체와,
    상기 제1 형광체 상에 적층해서 형성되는 제2 형광체를 포함하는 광원장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 형광체는 형광체 입자와, 고착재 입자 및 도전재로 이루어지고,
    상기 제2 형광체는 형광체 입자로만 이루어지는 광원장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 형광체는 적어도 단면이 평면, U자형, 반원형, 호형, 삼각형, 사각형 가운데 어느 하나로 형성되는 광원장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 게이트 본체부 중앙부의 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에 특정 거리로 이격되어 있는 광원장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자궤적 제어 전원 연결부는 용접 또는 와이어 본딩에 의하여 상기 전자궤적 제어 본체부에 결합되는 광원장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 음극기판 전극, 상기 제1 절연부재, 상기 게이트 전극, 상기 제2 절연부재, 상기 전자궤적 제어 전극의 접합면은 브레이징(brazing) 방식에 의하여 결합되는 광원장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모듈 지지체에는 상기 음극기판 전원 연결부가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되는 광원장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모듈 지지체는 알루미나 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 모듈 지지체에는 상기 게이트 전원 연결부를 수용하는 제1 절연기둥이 구비되고,
    상기 제1 절연기둥은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 상기 제1 절연기둥은 상기 제1 절연부재, 상기 음극기판 전극, 상기 모듈 지지체를 수직으로 관통된 상태로 결합되는 광원장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 모듈 지지체에는 상기 전자궤적 제어 전원 연결부를 수용하는 제2 절연기둥이 구비되고,
    상기 제2 절연기둥은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되며, 상기 제2 절연기둥은 상기 제1 절연부재, 상기 게이트 전극, 상기 제2 절연부재, 상기 음극기판 전극, 상기 모듈 지지체에 수직으로 관통된 상태로 결합되는 광원장치.
  18. 삭제
  19. 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되는 발광부 본체;
    상기 발광부 본체의 상단에 구비되는 애노드 전극; 및
    상기 발광부 본체의 하단에 구비되고, 상기 애노드 전극을 향하여 전자를 방출하는 전자방출 모듈;
    을 포함하고,
    상기 전자방출 모듈은,
    박판의 음극기판 전극;
    상기 음극기판 전극 상부에 구비되고, 전자를 방출하는 에미터;
    상기 에미터의 상부에 구비되고, 상기 에미터에서 방출된 전자를 가속하며, 박판으로 형성되는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극의 상부에 구비되고, 상기 에미터에서 방출된 전자가 산란되지 않고 상기 애노드 전극을 향하여 이동하도록 제어하는 전자궤적 제어 전극;
    상기 애노드 전극에 구비되고, 상기 음극기판 전극에서 방출되는 전자에 의해서 발광하는 형광체; 및
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에 구비되는 박판으로 형성되는 제1 절연부재;
    상기 게이트 전극 및 상기 전자궤적 제어 전극 사이에 구비되는 박판으로 형성되는 제2 절연부재;
    를 포함하고,
    상기 음극기판 전극은, 상기 에미터를 지지하는 음극기판 본체부와, 상기 음극기판 본체부에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부를 포함하고,
    상기 음극기판 본체부와 상기 음극기판 전원 연결부는 한 몸으로 형성되며,
    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 형성되며,
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  20. 삭제
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