WO2018093164A1 - 전자방출 소스유닛 및 이를 구비하는 디지털 광원장치 - Google Patents

전자방출 소스유닛 및 이를 구비하는 디지털 광원장치 Download PDF

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WO2018093164A1
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emitter
anode
electrode
body unit
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PCT/KR2017/012995
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안정선
류제황
여승준
안영근
박상준
정재익
민흥식
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경희대학교산학협력단
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30—Controlling

Definitions

  • the present invention relates to an electron emission source unit and a digital light source device including the same, and more particularly, self-alignment and an edge emission can be improved by preventing edge effects, and an electron emission that can improve optical performance therein.
  • an X-ray tube is a vacuum tube for generating X-rays.
  • the cathode of this X-ray tube is formed of tungsten filament and is heated by electric current to emit thermal electrons.
  • a high voltage of tens of thousands of volts or more is applied to the anode of the X-ray tube, the electron flow emitted from the cathode moves toward the anode at high speed.
  • the electrons collide with the counter electrode made of tungsten, molybdenum or the like of the anode energy is released as X-rays.
  • the conventional radiation device having a resolution of the micrometer size has a limitation that it is difficult to observe the microstructure due to the lack of spatial resolution, so it must be observed using a huge radiation using the particle accelerator.
  • the conventional micro-X-ray apparatus uses a filament-based electron emission source, there is a limitation in the application to various imaging devices due to the lack of emission x-ray flux (flux). Accordingly, in recent years, various researches for photographing X-rays using digital signals have been continuously conducted.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a digital light source device that can improve optical performance inside the body unit by providing a bonding point with the anode unit along the outer surface of the body unit. .
  • Another object of the present invention is to provide a digital light source device having an electron emission source unit capable of self-aligning and preventing a dose shortage due to the edge effect.
  • the hollow body unit having a space therein, an electron emission source unit for emitting electrons in the body unit, from the electron emission source unit And an anode unit generating X-rays or light by collision with the emitted electrons and guiding them to the outside of the body unit, wherein the body unit and the anode unit are heterogeneously bonded to each other, along the outer surface of the body unit.
  • the anode unit is joined to the body unit.
  • the body unit has a hollow cylindrical shape having a circular bottom portion and the side portion extending in the vertical direction with respect to the bottom portion, the electron emission source unit is installed in the bottom portion, the anode unit is It may be heterogeneously bonded to the upper portion of the body unit shaft portion to face the electron emission source unit.
  • the body unit is provided with an anode coupling portion having a plurality of engaging jaws stepped inwards along the outer surface of the side portion extending vertically upward from the bottom portion, the anode unit is the plurality of the anode coupling portion
  • the coupling jaw is heterogeneously bonded to any one of the coupling jaw but may be spaced apart from the other coupling jaw.
  • the anode coupling portion has a first coupling jaw stepped toward the inside from the side of the body unit and the second coupling jaw stepped toward the inside of the body unit from the first coupling jaw, the anode unit Heterogeneously bonded to the first coupling jaw and may have a coupling protrusion protruding to be spaced apart from the second coupling jaw.
  • a getter (Getter) for sucking the residual gas inside the body unit can be installed between the second coupling jaw and the engaging projection.
  • the anode unit includes an anode having a reflecting surface for generating the light by the collision with the electrons and guides to the outside and an anode support member for supporting the anode and coupled to the body unit;
  • the anode support member may include a support for supporting the anode, a support sidewall extending from the support having a same outer diameter as the side of the body unit, and the coupling protrusion extending from the support sidewall and coupled to the first coupling jaw. It may include.
  • the anode is formed of any one material of a metal made of copper, tungsten, manganese, molybdenum and combinations thereof, and the reflecting surface is formed of the same material as the anode unit or formed of a fluorescent material, X-ray At least one of visible light, infrared light, and ultraviolet light may be generated.
  • the body unit is formed of a ceramic material and the anode unit is formed of a metal material, the body unit and the anode unit may be heterogeneously bonded to each other by metallization along the outer surface of the body unit.
  • the body unit has a side extending vertically upward from the bottom portion and the bottom portion, the bottom portion and the side portion are interconnected by a connecting portion, the connecting portion, from the side of the body unit
  • a first connection jaw stepped toward the inside
  • a second connection jaw stepped toward the inside of the body unit from the first connection jaw
  • a third connection jaw stepped from the bottom toward the inside of the body unit
  • the connector may be bonded to the first and third connection jaws, and provided to be spaced apart from the second connection jaw.
  • a getter for suctioning the residual gas inside the body unit may be installed at a spaced interval between the second connecting jaw and the connecting body.
  • the electron emission source unit, the cathode substrate electrode is formed of a thin plate, the emitter located on the upper portion of the cathode substrate electrode, the gate electrode and the emitter is formed on the upper portion of the emitter and A focusing electrode positioned between the anode unit, a first insulating member formed of a thin plate between the cathode substrate electrode and the gate electrode, and a second plate formed between the gate electrode and the focusing electrode; An insulating member may be provided.
  • At least one of the cathode substrate electrode and the gate electrode may be provided with a power connection portion is bent portion extending and connected to an external power source.
  • the gate electrode includes a gate body portion supported by the first insulating member, a gate power connection portion bent and extended from the gate body portion, the gate body portion and the gate power connection portion is one body It can be formed as.
  • a through hole through which electrons can travel is formed in the central portion of the gate body portion, a metal mesh is formed in the through hole, and the mesh may be spaced apart by a predetermined interval from the emitter.
  • the mesh may be formed in a honeycomb shape in which a plurality of circular, rectangular or hexagonal openings are formed.
  • the focusing electrode is provided with a focusing power supply connecting portion connected to an external power source
  • a portion of the negative electrode substrate is bent and extended, forms a negative electrode power supply connecting portion connected to an external power source, a portion of the gate electrode The bent and extended, and form a gate power connection to be connected to an external power source
  • a module support is coupled to the lower portion of the negative electrode substrate electrode, at least one of the focusing power connection portion, the negative substrate power connection portion, the gate power connection portion
  • a coupling member coupled to at least one of the focusing power connection part, the negative substrate power supply connection part, and the gate power connection part may be provided on a bottom surface of the module support part through the module support part and exposed to the outside.
  • an X-ray or light is generated by a collision between a body unit having an electron emission source unit emitting electrons and an electron emitted from the electron emission source unit.
  • an anode unit to guide the outside of the body unit, wherein the body unit is formed of a non-metallic material and the anode unit is formed of a metallic material, and the anode unit can be heterogeneously bonded along the outer surface of the body unit.
  • the body unit is provided with an anode coupling portion having a plurality of engaging jaws stepped inwards along the outer surface of the side portion extending vertically upward with respect to the bottom portion supporting the electron emission source unit, the anode The unit may be heterogeneously bonded to any one of the coupling jaws of the plurality of coupling jaws of the anode coupling unit, but may be spaced apart from the other coupling jaws.
  • the anode coupling portion has a first coupling jaw stepped toward the inside from the side of the body unit and the second coupling jaw stepped toward the inside of the body unit from the first coupling jaw, the anode unit Heterogeneously bonded to the first coupling jaw and may have a coupling protrusion protruding to be spaced apart from the second coupling jaw.
  • a getter (Getter) for sucking the residual gas inside the body unit can be installed between the second coupling jaw and the engaging projection.
  • the anode unit includes an anode having a reflecting surface for generating the light by the collision with the electrons and guides to the outside and an anode support member for supporting the anode and coupled to the body unit;
  • the anode support member may include a support for supporting the anode, a support sidewall extending from the support having a same outer diameter as the side of the body unit, and the coupling protrusion extending from the support sidewall and coupled to the first coupling jaw. It may include.
  • the anode is formed of any one material of a metal made of copper, tungsten, manganese, molybdenum and combinations thereof, and the reflecting surface is formed of the same material as the anode unit or formed of a fluorescent material, X-ray At least one of visible light, infrared light, and ultraviolet light may be generated.
  • the bottom portion and the side portion of the body unit are interconnected by a connecting portion, the connecting portion, the first connecting jaw stepped toward the inside of the body unit from the side, the first connecting jaw from the
  • the second connection jaw stepped toward the inside of the body unit, the third connection jaw stepped toward the inside of the body unit from the bottom portion is joined to the first and third connection jaw, but with respect to the second connection jaw It may include a connector provided to be spaced apart.
  • the getter (Getter) to suck the residual gas inside the body unit in the spaced interval between the second coupling jaw and the coupling projection, and the spaced interval between the connecting member and the second connection jaw Each can be installed.
  • the electron emission source unit for achieving the above object, the cathode substrate electrode portion for generating an electrode of the cathode, the emitter portion for emitting electrons to the electrode of the cathode generated in the cathode substrate electrode portion, A guider unit for self-aligning the emitter unit and preventing an edge effect of the emitter unit, a gate electrode unit for extracting the electrons emitted from the emitter unit, and the electrons extracted from the gate electrode unit And a focusing electrode portion for focusing.
  • the guider portion is provided with a guider hole that can be inserted into the emitter, a guider for aligning the emitter unit in a horizontal direction and a cover hole communicating with the guider hole is laminated on the guider, the emitter unit It may include an emitter cover for pressing the edge of the cover to align the emitter unit in the vertical direction.
  • the width of the emitter portion is formed smaller than the width of the guider hole is aligned with the emitter portion inside the guider hole, the width of the cover hole is formed smaller than the width of the guider hole so that the emitter cover is The edge of the tab may be covered.
  • the emitter portion may include at least one emitter can be inserted into the guider hole and stacked.
  • it may include an insulating portion including a first insulating member for mutually insulated between the cathode substrate electrode portion and the gate electrode portion and a second insulating member for insulating the gate electrode portion and the focusing electrode portion.
  • the first insulating member may have a thin plate shape stacked between the emitter part and the gate electrode part
  • the second insulating member may have a thin plate shape stacked between the gate electrode part and the focusing electrode part. Can be.
  • the gate electrode portion which can be stacked on top of the emitter portion and provided with a gate electrode having a thin plate-shaped formed through the gate hole through which the electron can proceed, and is provided to correspond to the gate hole of the gate electrode, honeycomb It may include a mesh having a shape to extract the electrons.
  • the focusing electrode unit may include a focusing electrode having a focusing hole for focusing the electrons, and a power connection unit extending from the focusing electrode and connected to an external power source.
  • the power connection unit a power protection member extending in the vertical downward direction from the focusing electrode and a power line extending through the interior of the power protection member connected to the external power source
  • the power protection unit is The gate electrode part, the guide part, the emitter part, and the cathode substrate electrode part may be sequentially connected to the external power source.
  • a digital light source device includes a hollow body unit having a space therein, an electron emission source unit emitting electrons in the body unit, and the electrons emitted from the electron emission source unit.
  • An anode unit for generating light by the impact of the light guide to the outside of the body unit, The electron emission source unit, The negative electrode substrate for generating the electrode of the negative electrode, The negative electrode generated from the negative electrode substrate
  • An emitter part for emitting electrons to an electrode, a guider part for self-aligning the emitter part and preventing an edge effect of the emitter part, a gate electrode part for extracting the electrons emitted from the emitter part, and the And a focusing electrode portion for focusing the electrons extracted from the gate electrode portion.
  • the anode unit is heterogeneously bonded along the outer surface of the body unit, the anode unit formed of a metallic material does not affect the inner surface of the body unit formed of a non-metal material. That is, even if a high voltage current applied to the electron emission source unit flows along the inner surface of the body unit, it may be non-interfered with respect to the junction point of the anode unit made of a metallic material, thereby improving optical performance.
  • the junction points of the body unit and the anode unit are provided to be spaced apart from the body unit by a predetermined interval, the path of electrons can be lengthened along the inner surface of the body unit, thereby contributing to improved insulation.
  • the emitter portion can be self-aligned by the guider portion, it is possible to contribute to the improvement of the quality of the dose by emitting electrons at the correct position.
  • the emitter cover can be pressed while covering the edge of the emitter portion, so that the edge effect of the emitter portion can be prevented.
  • the emitter cover can block the leakage of electrons generated from the emitter portion through the mesh, thereby preventing the interference of nearby components due to the leakage of electrons such as an arc.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a digital light source device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view schematically illustrating an enlarged area A illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically illustrating the electron emission source unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the electron emission source unit illustrated in FIG. 3 as viewed from another angle.
  • FIG. 6 is an enlarged view schematically illustrating an enlarged area B illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a digital light source device in another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is shown in FIG. It is sectional drawing which shows schematically and cut along a line.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view schematically illustrating the electron emission source unit illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 10 is an enlarged view schematically illustrating the region X of FIG. 7.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a digital light source device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view taken along the line II-II of FIG. 1 to explain the interior of the digital light source device. It is a cross section.
  • the digital light source device 1 includes a body unit 10, an electron emission source unit 20, and an anode unit 30.
  • the digital light source device 1 described in the present invention is illustrated and illustrated as being a digital x-ray source applied as a light source of the digital x-ray device.
  • the present invention is not limited thereto, and it is obvious that the digital light source device 1 according to the present invention may be applied to various digital light source fields that generate light energy by an electronic signal.
  • the body unit 10 is formed in a cylindrical body, it is formed in a hollow inside the vacuum. It has a bottom portion 11 having a disk shape of the body unit 10 and a side portion 12 having a shape extending in a vertically upward direction with respect to the bottom portion 11.
  • the side portion 12 of the body unit 10 is provided with a window 13, which is an entrance and exit of the X-ray L (see FIG. 2) emitted from the inside of the body unit 10 to the outside.
  • the window 13 may be formed of a metallic material such as beryllium, aluminum, or a glass material coated with a fluorescent material.
  • the window 13 may be filtered to emit only X-rays L having a predetermined wavelength or less.
  • visible light may be emitted through the window 13.
  • the bottom portion 11 and the side portion 12 of the body unit 10 are connected to each other by a connecting portion 14.
  • the connecting portion 14 is a stepped toward the inside of the body unit 10 from the first connection jaw 15, the first connecting jaw 15 stepped toward the inside of the body unit 10 from the side 12 2 connecting jaw (16), the connection is joined to the third connecting jaw (17) stepped toward the inside of the body unit 10 from the bottom 11, and the first and third connecting jaws (15) (17) A sieve 18.
  • the bottom part 11 and the side part 12 are formed of a non-metallic material such as ceramic, and the connecting body 18 is formed of a metallic material, so that the connecting body 18 is the bottom part 11 and the side part 12. Heterozygous for).
  • the connecting body 18 is stepped to form stepped first and second seating recesses 18a and 18b to be seated on the first connecting jaw 15 and the third connecting jaw 17. do. Therefore, the connecting body 18 may be guided so as not to flow between the first and third connecting jaws 15 and 17 and to be positioned in position.
  • the connecting body 18 is provided to be spaced apart from the second connecting jaw (16). Due to the spaced space between the connector 18 and the second connecting jaw 16 of the side 12, a high-voltage current of 70,000 volts or more applied to the electron emission source unit 20 to be described later is connected to the connector ( 18) it is possible to prevent the flow along the inner wall of the body unit (10). That is, since the connecting body 18 formed of the metallic material is not exposed to the inside of the body unit 10, insulation may be ensured. In addition, due to the distance between the connecting body 18 and the second connecting jaw 16, the path of the current flowing along the inner wall of the body unit 10 can be increased to increase the effect of the insulation.
  • the electron emission source unit 20 emits electrons E (see FIG. 2) inside the body unit 10.
  • the electron emission source unit 20 includes an electron emission module or an electron gun that emits electrons E to generate X-rays L.
  • the electron emission source unit 20 is installed at the bottom 11 of the body unit 10 to emit electrons (E) toward the anode unit 30 located on the top.
  • the electron emission source unit 20 is operated in a vacuum state.
  • one side of the electron emission source unit 20 provided in the body unit 10 is provided with a vacuum means 20a for chemically adsorbing and vacuuming impurities such as oxygen and nitrogen.
  • the vacuum means 20a may be disposed below the electron emission source unit 20 in order to prevent obstruction of the traveling direction of electrons.
  • the electron emission source unit 20 is a negative electrode for generating negative electrons, a digital source for emitting and extracting negative electrons to focus electrons E to the anode unit 30.
  • the specific configuration of this electron emission source unit 20 is shown in FIGS. 3 and 4.
  • the electron emission source unit 20 includes a cathode substrate electrode 23 formed in a thin plate shape, an emitter 22 positioned on the cathode substrate electrode 23, and an emi. It may include a gate electrode 24 positioned on the top of the rotor 22 and formed in a thin plate shape, and a focusing electrode 27 positioned between the emitter 22 and the anode unit 30.
  • a thin plate-shaped first insulating member 25 is provided between the cathode substrate electrode 23 and the gate electrode 24, and a thin plate-shaped second insulating member 25 is disposed between the gate electrode 24 and the focusing electrode 27. 28) may be provided.
  • the cathode substrate electrode 23 may be formed in a relatively thin plate shape. In other words, the negative electrode 23 may be formed of a thin plate.
  • the cathode substrate electrode 23 may be formed of a metal material, and the emitter 22 in the form of a surface light source to be described later may be disposed on the cathode substrate electrode 23.
  • the emitter 22 is an electrode that controls the trajectory of the emitted electrons, and includes a conductive material composed of a metal or carbon-based material such as carbon nanotubes (CNTs), which are nanomaterials.
  • the cathode substrate electrode 23 may be referred to as a cathode, that is, a cathode (-) electrode. Since the digital light source device 1 according to the present invention operates in a vacuum, the material of the cathode electrode includes an alloy such as nickel, iron, cobalt, or a single transition metal.
  • the anode substrate electrode 23 may include a cathode substrate main body portion supporting the emitter 22, and an anode substrate power connection portion 231 bent and extended from the anode substrate body portion.
  • the negative electrode body and the negative electrode power supply connecting portion 231 may be formed in one body.
  • the negative electrode substrate power connection unit 231 is a portion that is connected to an external power source, the power may be applied through the negative electrode substrate power connection unit 231.
  • the negative electrode power supply connecting portion 231 may be formed of a metal material, and has an effect of miniaturizing the electron emission source unit 20 and the digital light source device 1 by replacing the conventional wire.
  • the lower portion of the negative electrode substrate 23 is provided with a module support 21 made of an insulating material for supporting the negative electrode electrode 23.
  • the module support 21 is made of alumina or quartz as an insulator.
  • the module support part 21 may be formed in a cylindrical shape, at least one through hole 211 may be formed in the module support part 21, and each through hole 211 may have an insulating pillar (to be described later) ( 273) is inserted. Through the insulating pillar 273, not only the negative electrode substrate power connector 231 but also the gate power connector 242 and the focusing power connector 272 may pass through.
  • the emitter 22 may be located above the cathode substrate electrode 23. Emitter 22 according to an embodiment of the present invention may serve to emit electrons.
  • the emitter 22 is an electrode that emits electrons, and high current emission per unit area is possible by using carbon nanotubes (CNTs), which are nanomaterials.
  • CNTs carbon nanotubes
  • the gate electrode 24 may be positioned above the emitter 22 and may be formed in a relatively thin plate shape. That is, the gate electrode 24 may be formed of a thin plate and may be formed of a metal material.
  • the gate electrode 24 may serve to extract electrons from the emitter 22.
  • the gate electrode 24 may include a gate body part (not shown) supported by the first insulating member 25 and a gate power connection part 242 bent and extended from the gate body part (not shown). .
  • the gate body portion (not shown) and the gate power connection portion 242 may be formed in one body.
  • a through hole through which electrons emitted from the emitter 22 can penetrate is formed in a central portion of the gate body part (not shown), and a mesh 241 formed in a metal mesh shape is provided in the through hole.
  • the mesh 241 may be spaced apart from the top surface of the emitter 22 by a predetermined distance, and guides the electric field to the center of the emitter 22 so that the electron extraction may be performed at the emitter 22. It serves to make it uniform.
  • the mesh 241 is formed with a plurality of openings between the metal mesh, the opening is preferably formed in a hexagonal honeycomb shape. As the shape of the opening of the mesh 241 is formed in a hexagonal shape, the mesh 241 efficiently extracts the electrons, and the aperture ratio at which the electrons are stably discharged without colliding by the metal mesh may be maximized.
  • the mesh 241 is not limited to have a hexagonal honeycomb shape, and various modifications in which a plurality of circular or rectangular openings are formed may be possible.
  • An edge effect preventing part 26 may be provided between the first insulating member 25 and the emitter 22.
  • the edge effect preventing part 26 may be formed of a thin plate shape, that is, a thin film of a metal material, and an opening 261 may be formed in a central portion thereof.
  • the top edge of the emitter 22 may be covered, whereby the edge effect preventer 26 prevents edge effects that may occur at the top edge of the emitter 22.
  • edge effect preventing part 26 When the edge effect preventing part 26 is not installed under the first insulating member 25, electrons emitted from the emitter 22 adhere to the inner circumferential surface of the opening 257 of the first insulating member 25. As a result, an edge effect of damaging the inner circumferential surface of the first insulating member 25 may occur. In addition, when the edge effect preventing part 26 is installed under the first insulating member 25, this edge effect can be prevented.
  • the opening 261 of the edge effect preventing part 26 may have a larger area than the opening 257 of the first insulating member 25, so that the inside of the first insulating member 25 has an edge effect. It is preferable that the inner portion of the prevention portion 26 extends further to the center portion.
  • the focusing electrode 27 has a focusing opening 271 and is positioned on the upper end of the electron emission source unit 20, that is, between the emitter 22 and the anode unit 30.
  • the focusing electrode 27 allows electrons emitted from the emitter 22 to move toward the anode unit 30 without spreading or scattering.
  • the focusing electrode 27 includes a focusing body part supported by the second insulating member 28 and a focusing power supply connection part 272 that is bent and extends from the focusing body part.
  • the focusing power connection 272 may be coupled to the focusing body by wire bonding or welding.
  • the second insulating member 28 is formed to penetrate through an opening 281 that communicates with the focusing opening 271 of the focusing electrode 27.
  • a thin plate shape that is, a thin plate-shaped first insulating member 25 may be coupled between the emitter 22 and the gate electrode 24, and a thin plate shape may be provided between the gate electrode 24 and the focusing electrode 27. That is, the second insulating member 28 having a thin plate shape may be combined. The first insulating member 25 and the second insulating member 28 insulate each electrode individually.
  • the insulating pillar 273 is formed in a cylindrical shape having an empty space therein, the upper end may be coupled to the bottom surface of the focusing electrode 27, the second insulating member 28, the gate electrode 24, The first insulating member 25, the negative electrode plate electrode 23, and the negative electrode substrate electrode 23 may pass through the module support part 21.
  • the insulating pillar 273 accommodates the negative electrode substrate power connector 231, the gate power connector 242, and the focusing power connector 272.
  • at least a portion of the negative electrode substrate power connector 231, the gate power connector 242, and the focusing power connector 272 may be disposed inside the insulating pillar 273, and the other part may be exposed to the outside of the insulating pillar 273. This is good.
  • each through hole 211 may be provided with an insulating pillar 273.
  • the negative electrode substrate power connector 231, the gate power connector 242, and the focusing power connector 272 may be partially exposed to the outside of the electron emission source unit 20, and supply power from the outside through the exposed portion. Can be applied to each electrode.
  • the coupling member 29 may be coupled to the bottom surface of the module support 21, the negative substrate power supply connection 231, the gate power connection 242, the focusing power connection exposed to the lower portion of the module support 21 272 may be inserted into the coupling member 29.
  • the coupling member 29 may be formed in a hollow cylindrical ring shape, and may be formed of a metal material, for example, a kovar material.
  • the inner peripheral surface of the coupling member 29, that is, the inner circumferential surface of the coupling member 29 and the power connection portion It is preferable to couple the coupling member 29 and the power connection portions 231, 242, and 272 to each other by brazing by applying heat in a state in which a filler is injected into the space between the ones 231, 242, and 272.
  • the filler may be formed of a metal material, and may include at least silver (Ag) and copper (Cu) material.
  • the coupling member 29 and the power connection parts 231, 242, and 272 are firmly coupled, the focusing electrode 27, the first insulating member 28, the gate electrode 24, and the second insulating member 25 are provided.
  • the edge effect preventing unit 26, the emitter 22, the negative electrode substrate 23, and the module support unit 21 may be closely coupled to each other while being in close contact with each other.
  • the anode unit 30 collides with the electrons E emitted from the electron emission source unit 20 to generate X-rays L, for example, to guide the outside of the body unit 10.
  • the light including the X-rays L generated by the anode unit 30 may vary depending on the material of the anode unit 30 and the magnitude of the voltage applied to the digital light source device 1. It can be either light, infrared or ultraviolet.
  • the anode unit 30 collides with the electrons E and guides the generated X-ray L or light to the outside of the body unit 10.
  • the anode unit 30 supports the anode 31 having an anode 31 having a reflecting surface 31a for generating X-rays L by the collision with electrons E and guiding it to the outside. And an anode support member 32 for engagement with 10).
  • the reflective surface 31a is for guiding the light including the X-ray L by changing the direction, and is aligned in a straight line so as to face the window 13 which is an entrance and exit of the X-ray L provided in the body unit 10. Is placed on.
  • the anode unit 30 having the reflective surface 31a is formed of any one material of a metal made of copper, tungsten, manganese, molybdenum, and a combination thereof.
  • the reflective surface 31a is formed of the same material as the anode unit 30 or is formed of a fluorescent material to generate light of at least one of X-rays, visible light, infrared rays, and ultraviolet rays.
  • the reflective surface 31a is formed of a material such as glass instead of a metal, a modified example of generating light L for illumination by collision with electrons E is possible.
  • the anode support member 32 includes a support 33 supporting the anode 31, a support sidewall 34 extending vertically from the support 33 and having the same diameter as the side of the body unit 10, and a support sidewall. And a coupling protrusion 35 extending from the 34 and coupled to the first coupling jaw 41.
  • the support 33 supports the bottom surface of the anode 31 and is formed to protrude so that the support protrusion 33a can be inserted into the anode 31 for coupling force with the anode 31.
  • the anode support member 32 is installed on the upper portion of the body unit 10 to face the anode 31 with the electron emission source unit 20.
  • the anode unit 30 is heterogeneously bonded along the outer surface of the body unit 10 so as to face the electron emission source unit 20.
  • the anode coupling part 40 having a plurality of coupling jaws 41 and 42 stepped inward along the outer surface of the side portion 12 of the body unit 10 is a body.
  • the unit 10 and the anode unit 30 are heterogeneously bonded to each other.
  • the anode coupling part 40 is formed from the first coupling jaw 41 and the first coupling jaw 41 which are stepped toward the inside of the body unit 10 from the side 12 of the body unit 10. It is exemplified as having a second engaging jaw 42 stepped toward the inside of the body unit 10. At this time, the coupling protrusion 35 of the anode support member 32 supporting the anode 31 is heterogeneously coupled to the first coupling jaw 41, but is spaced apart from the second coupling jaw 42.
  • the coupling protrusion 35 of the anode support member 32 is the first coupling jaw 41 which is located toward the outside of the body unit 10 relatively among the first and second coupling jaws 41 and 42.
  • the bonding point of the anode unit 30 is provided along the outer surface of the body unit 10.
  • the junction point between the anode unit 30 and the body unit 10 is provided along the outer surface of the body unit 10, so that a metal junction point is not provided inside the body unit 10, so that current flows through the body unit ( It is possible to prevent the flow along the inner surface of 10). That is, the high voltage current applied to the electron emission source unit 20 may be safely insulated from the inside of the body unit 10 formed of a ceramic material.
  • the coupling protrusion 35 of the anode support member 32 is provided to be spaced apart from the second coupling jaw 42 relatively located toward the inside of the body unit 10, thereby the electron emission source unit 20
  • the high-voltage current applied to it can more effectively block the flow along the inner surface of the body unit 10. That is, due to the spaced interval between the second coupling jaw 42 and the engaging projection 35, the metal bonding point is not connected inside the body unit 10, it is possible to contribute more to the improved insulation.
  • the spaced interval between the second coupling jaw 42 and the coupling protrusion 35 due to the spaced interval between the second coupling jaw 42 and the coupling protrusion 35, the movement path of the electrons can be long to maintain the insulation.
  • the outer surface of the second coupling jaw 42 is formed to be non-planar, such as irregularities are formed in the second coupling jaw 42 may further increase the movement path of the electrons.
  • the anode unit 30 is a filler is injected into the outer surface 12 of the body unit 10 is joined by a heterogeneous bonding method such as brazing.
  • the filler metallizes the first coupling jaw 41 formed on the body unit 10 formed of a non-metallic ceramic such as silver (Ag) or copper (Cu). .
  • a getter 50 may be installed at a distance between the second coupling jaw 42 and the coupling protrusion 35 to suck residual gas inside the body unit 10. Due to the spacing between the second coupling jaw 42 and the coupling protrusion 35 and the getter 50, the optical performance inside the body unit 10 may be more improved. As shown in FIG. 3, the getter 50 may be disposed at a spaced interval between the second connecting jaw 16 and the connecting member 18 to suck residual gas.
  • the anode coupling portion 40 is illustrated and illustrated as having two coupling jaws 41 and 42, but is not limited thereto. That is, the anode coupling portion 40 has three or more coupling jaws, but one coupling jaw is heterogeneously bonded to the coupling projection 35 of the anode support member 32 and spaced apart from the other coupling jaws.
  • the anode coupling portion 40 has three or more coupling jaws, but one coupling jaw is heterogeneously bonded to the coupling projection 35 of the anode support member 32 and spaced apart from the other coupling jaws.
  • Various modifications are possible.
  • electrons E are released and accelerated from the electron emission source unit 20 installed on the inner bottom 11 of the body unit 10.
  • the electrons E accelerated as described above collide with the reflective surface 31a of the anode unit 30 to emit energy having light, and emit light to the X-ray L due to the material properties of the reflective surface 31a.
  • the emitted X-rays L are guided to the outside through the window 13 (see FIG. 1) provided on the side wall 12 of the body unit 10 by the reflection angle of the reflection surface 31a.
  • the anode unit 30 has a coupling protrusion 35 protruding from the anode support member 32 supporting the anode 31 is formed on the first coupling jaw 41 formed along the outer surface of the body unit 10. Heterogeneous coupling is bonded to the second coupling jaw 42 spaced apart. At this time, a predetermined filler (not shown) is injected into the outer surface of the first coupling jaw 41 and the outer surface of the first coupling jaw 41 is metalized, so that the anode unit 30 formed of a metallic material is made of a ceramic material.
  • a heterogeneous bonding method such as a brazing process.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a digital light source device 100 in another preferred embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows schematically and cut along a line.
  • the digital light source device 100 includes a body unit 110, an electron emission source unit 120, and an anode unit 130.
  • the body unit 110 is formed in a cylindrical body, it is formed in a hollow inside the vacuum. It has a bottom portion 111 having a disk shape of the body unit 110, and the side portion 112 having a shape extending in the vertical direction with respect to the bottom portion 111.
  • the side portion 112 of the body unit 110 is provided with a window 113 which is an entrance and exit of the X-ray (L) (see Fig. 2) emitted from the inside of the body unit 110 to the outside. It can be provided without.
  • the window 113 may be formed of a metallic material such as beryllium, aluminum, or a glass material coated with a fluorescent material. When the window 113 is formed of a metal material such as beryllium, the window 113 may be filtered to emit only X-rays L having a predetermined wavelength or less. In addition, when the window 113 is formed of a glass material coated with a fluorescent material, visible light may be emitted through the window 113.
  • the body unit 110 is formed of a non-metallic material such as ceramic, it is preferable to prevent electrical interference with electrons (E) generated from the electron emission source unit 120 to be described later.
  • the electron emission source unit 120 emits electrons E inside the body unit 110.
  • the electron emission source unit 120 includes an electron emission module or electron gun that emits electrons E to generate X-rays L.
  • the electron emission source unit 120 is installed at the bottom 111 of the body unit 110 to emit electrons (E) toward the anode unit 130 located on the top. The configuration of the electron emission source unit 120 will be described later in more detail.
  • the anode unit 130 collides with the electrons E emitted from the electron emission source unit 120 to generate X-rays L, for example, to guide the outside of the body unit 110.
  • the anode unit 130 is provided with a reflective surface 131 for generating X-rays (L) by the collision with the electron (E) to guide the outside.
  • the reflecting surface 131 is for guiding the light including the X-ray (L) by changing the direction, in a straight line to face the window 113 which is the entrance and exit of the X-ray (L) provided in the body unit 110 Is placed on.
  • light including the X-rays L generated by the anode unit 130 may vary according to the material of the anode unit 130 and the magnitude of the voltage applied to the digital light source device 100.
  • the anode unit 130 is formed of any one of a metal made of copper, tungsten, manganese, molybdenum, and a combination thereof to generate X-rays (L).
  • the reflective surface 131 is formed of a material such as glass, not metal, a modified example of generating light L for illumination by collision with electrons E is possible.
  • the electron emission source unit 120 includes a cathode substrate electrode part 121, an emitter part 122, a guider part 123, a gate electrode part 124, a focusing electrode part 125, and the like. Insulation portion 126 is included.
  • the negative electrode substrate 121 generates electrons E of the negative electrode.
  • the cathode substrate electrode portion 121 is formed of a thin plate-like thin plate, and is laminated and supported by the supporting member 121a.
  • the cathode substrate electrode part 121 may be formed of a metal material, and the cathode hole 1211 may be penetrated in the center of the anode substrate electrode part 121 so that the emitter part 122 to be described later is located. .
  • the cathode substrate electrode portion 121 may be referred to as a cathode, that is, a cathode (-) electrode. Since the digital light source device 100 according to the present invention operates in a vacuum, the material of the cathode electrode may include an alloy such as nickel, iron, cobalt, or a single transition metal.
  • the negative electrode plate 121 may be connected to an external power source to supply power.
  • the support member 121a for supporting the negative electrode substrate 121 is stacked and supported by a pedestal 120a that supports the overall configuration of the electron emission source unit 120.
  • the pedestal 120a and the support member 121a stacked on the pedestal 120a to support the negative electrode substrate 121 may be formed of an insulating material such as alumina or quartz.
  • the emitter unit 122 is positioned above the negative electrode substrate 121 to emit electrons E from the electrode of the negative electrode applied from the negative electrode substrate 121.
  • the emitter unit 122 generates electrons and includes a material composed of a metal or carbon-based material such as carbon nanotubes (CNTs), which are nanomaterials.
  • the emitter unit 122 includes carbon nanotubes (CNTs), which are nanomaterials, thereby enabling high current emission per unit area.
  • the guider unit 123 self-aligns the emitter unit 122 and prevents an edge effect of the emitter unit 122.
  • the guider unit 123 includes a guider 1231 and an emitter cover 1232.
  • the guider 1231 includes a guider hole 1231a into which the emitter unit 122 can be inserted, and is stacked on the negative electrode substrate 121 having a thin plate shape.
  • the emitter portion (H) has a width d2 that is narrower than the width d1 of the guider hole 1231a so that the emitter portion 122 may be inserted into the guider hole 1231a. 122).
  • the emitter part 122 may self-align in the guider hole 1231a. That is, the emitter part 122 may be self-aligned in the horizontal direction by the guider hole 1231a of the guider 1231.
  • At least one emitter portion 122 is provided in the guider hole 1231a to correspond to the height h of the guider hole 1231a.
  • the emitter unit 122 is illustrated and illustrated as being stacked in three layers, but is not limited to the illustrated example.
  • the emitter cover 1232 is stacked on the guider 1231 with a cover hole 1232a communicating with the guider hole 1231a to cover the edge of the emitter unit 122.
  • the width d1 of the guider hole 1231a and the width d3 of the cover hole 1232a are formed to be smaller than the width d2 of the emitter part 122, so that the emitter cover 1232 may be an emie. It presses in the state which covered the edge of the tab part 122 partially. Therefore, the emitter cover 1232 can be aligned by pressing the emitter portion 122 self-aligned in the horizontal direction to the guider hole 1231a in the vertical direction.
  • the edge of the emitter portion 122 is covered by the emitter cover 1232, thereby preventing an edge effect that may occur at the upper edge portion of the emitter portion 122. Therefore, the emitter cover 1232 can prevent electrons discharged from the emitter portion 122 from leaking to the gate electrode portion 124 including the mesh 1242 to be described later, and also generate an arc. This prevents damage to adjacent parts.
  • the gate electrode part 124 extracts electrons E emitted from the emitter part 122 on the emitter part 122.
  • the gate electrode part 124 is disposed above the emitter part 122, and more specifically, is stacked on the guider part 123 for aligning the emitter part 122 in the horizontal and vertical directions.
  • the gate electrode part 124 includes a gate electrode 1241 and a mesh 1242.
  • the gate electrode 1241 may be stacked on the emitter portion 122 and may have a thin plate shape through which a gate hole 1241a through which electrons E may travel. That is, the gate electrode 124 may be formed of a thin plate, and may be formed of a metal material. The gate electrode 124 may extract electrons from the emitter unit 122.
  • the gate hole 1241a is a passage through which electrons E emitted from the emitter part 122 pass through.
  • the mesh 1242 is provided to correspond to the gate hole 1241a of the gate electrode 1241, and a plurality of hexagonal openings are formed to extract electrons E.
  • the mesh 1242 may also be formed of a metal material.
  • the mesh 1242 may be spaced apart from the upper surface of the emitter part 122 by a predetermined interval, and guides the electric field to be applied to the center of the emitter part 122 so as to extract electrons from the emitter part 122. It serves to make it uniform.
  • the mesh 1242 may have a plurality of openings formed between metal meshes, and the openings may be formed in a hexagonal honeycomb shape. As the shape of the opening of the mesh 1242 is formed in a hexagon, the opening ratio of the mesh 1242 may be maximized while stably discharging the electrons without colliding by the metal mesh while the mesh 1242 may efficiently extract the electrons.
  • the focusing electrode part 125 focuses electrons E emitted from the upper portion of the gate electrode part 124.
  • the focusing electrode part 125 includes a focusing electrode 1251 having a focusing hole 1251a for focusing electrons E, and a power connection part 1252 extending from the focusing electrode 1251 and connected to an external power source. do.
  • the focusing electrode 1251 includes a focusing hole 1251a and is positioned on the upper end of the electron emission source unit 120, that is, between the emitter unit 122 and the anode unit 130.
  • the focusing electrode 1251 allows the electron E emitted from the emitter unit 122 to move toward the anode unit 130 without spreading or scattering.
  • the power connection portion 1252 is a power line extending through the interior of the power protection member 1252a and the power protection member 1252a extending in a cylindrical shape from the focusing electrode 1251 in a vertical downward direction to be connected to an external power source ( 1252b).
  • the power connection part 1252 may be sequentially connected to an external power source by sequentially passing through the gate electrode part 124, the guider part 123, the emitter part 122, and the negative electrode plate electrode part 121.
  • the insulating part 126 is to insulate the negative electrode plate 121, the gate electrode part 124, and the focusing electrode part 125 from each other, and includes first and second insulating members 1261 and 1262. do.
  • the first insulating member 1261 insulates between the negative electrode electrode plate 121 and the gate electrode part 124, and the second insulating member 1262 has the gate electrode part 124 and the focusing electrode part 125. Insulate each other). More specifically, the first insulating member 1261 has a thin plate shape, and includes an emitter cover 1232 and a mesh 1242 stacked on the negative electrode substrate 121 to cover the emitter portion 122. It is stacked between the gate electrodes 1241. In addition, the second insulating member 1262 has a thin plate shape and is stacked between the gate electrode 1241 and the focusing electrode 1251. Therefore, the first and second insulating members 1262 separately insulate between the cathode electrode substrate 121 and the gate electrode 1241 and between the gate electrode 1241 and the focusing electrode 1251, respectively. You can do it.
  • electrons generated from the emitter portion 122 are all generated in the above-described negative electrode substrate 121, the guider portion 123, the gate electrode portion 124, the focusing electrode portion 125, and the insulating portion 126.
  • Cathode hole, guider hole 1231a, cover hole 1232a, gate hole 1241a, focusing hole 1251a, first insulating hole 1261a and second insulating hole 1242a are formed as circular holes having a larger area than the emitter portion 122, whereas the guider hole 1231a, the cover hole 1232a, The focusing hole 1251a, the first insulating hole 1261a, and the second insulating hole 1262a are formed as substantially rectangular holes similar to the emitter portion 122 to guide the electrons E.
  • the cathode hole 1211, the guider hole 1231a, the cover hole 1232a, the gate hole 1241a, the focusing hole 1251a, the first insulating hole 1261a, and the second insulating hole 1242a are all in communication with each other.
  • Each cathode substrate electrode portion 121, guider 1231, emitter cover 1232, gate electrode 1241, focusing electrode 1251, first insulating member 1261, and second insulating member 1262 are each possible. It is preferable to be formed through the central region of the).
  • the negative electrode substrate 121, the emitter portion 122, the guider portion 123, the gate electrode portion 124, the focusing electrode portion 125, and the insulating portion 126 are not described above. They are tightly coupled in a mutually aligned state by means of a coupling guide means such as the insulated pillar shown.
  • the electron emission source unit 120 is operated in a vacuum state.
  • one side of the electron emission source unit 120 provided inside the body unit 110 is provided with a vacuum unit 127 for chemically adsorbing impurities such as oxygen, nitrogen, and vacuum.
  • the vacuum unit 127 may be disposed under the electron emission source unit 120 to prevent the electron E from interfering with the traveling direction.
  • electrons E are emitted and accelerated from the electron emission source unit 120 installed on the inner bottom surface 111 of the body unit 110.
  • the electrons E accelerated as described above collide with the reflective surface 131 of the anode unit 130 to emit energy as light, and emit light as X-rays L based on the material properties of the reflective surface 131.
  • the emitted X-rays L are guided to the outside through the window 113 (see FIG. 7) provided on the side wall 112 of the body unit 110 by the reflection angle of the reflection surface 131.
  • the electron emission source unit 120 has an emitter portion 122 that emits electrons is aligned in a horizontal direction by the guider hole 1231a of the guider 1231 and in the vertical direction by the emitter cover 1232. Pressurized and aligned.
  • the cover hole 1232a of the emitter cover 1232 is formed to have a width d3 smaller than the width d2 of the emitter portion 122, thereby covering the edge of the emitter portion 122. Therefore, the emitter unit 122 can emit electrons E while self-aligning and edge effects are prevented.

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 디지털 광원장치는, 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛, 몸체유닛의 내부에서 전자를 방출하는 소스유닛, 소스유닛로부터 방출된 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛을 포함하며, 몸체유닛과 애노드유닛은 상호 이종 접합되되, 몸체유닛의 외면을 따라 몸체유닛에 대해 애노드유닛이 접합된다. 이러한 구성에 의하면, 소스유닛이 내부에 마련된 몸체유닛 내부의 절연성을 향상시킬 수 있게 되어, 광학 효율 향상에 기여할 수 있게 된다.

Description

전자방출 소스유닛 및 이를 구비하는 디지털 광원장치
본 발명은 전자방출 소스유닛 및 이를 구비하는 디지털 광원장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자가 정렬 가능함과 아울러 에지 효과를 방지하여 선량 품질을 향상시킬 수 있으며 내부의 광학 성능을 향상시킬 수 있는 전자방출 소스유닛 및 이를 구비하는 디지털 광원장치에 관한 것이다.
일반적으로 X선관(X-ray tube)은 X선을 발생시키기 위한 진공관이다. 이러한 X선관의 음극은 텅스텐 필라멘트로 형성되며, 전류에 의해 가열되어 열 전자를 방출시킨다. 이에 대하여, 수만 볼트 이상의 고전압이 X선관의 양극에 인가되면, 음극에서 방출된 전자류가 고속으로 양극을 향해서 운동한다. 이때, 전자류가 양극의 텅스텐, 몰리브덴 등으로 만든 대항극에 충돌하였을 때 가지고 있는 에너지를 X선으로 방출한다.
방사선학적 접근법을 이용한 인간의 인체 조직 관측은 비침습성 등의 장점으로 인류 문명에 큰 혜택을 주고 있다. 또한, 생명 공학 및 의학 계열의 방사선학적 접근법으로 인해, 수 밀리미터부터 수 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 방출원을 사용함으로써, 방출 엑스레이 선량(flux)이 부족하여 다양한 영상 기기로의 응용에 한계가 있었다. 이에 따라, 근래에는 디지털 신호를 이용해 엑스레이를 촬영할 수 있는 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 몸체유닛의 외면을 따라 애노드유닛과의 접합 포인트를 마련함으로써 몸체유닛 내부의 광학 성능을 향상시킬 수 있는 디지털 광원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 자가 정렬 가능함과 아울러 에지 효과로 인한 선량 부족을 방지할 수 있는 전자방출 소스유닛을 구비하는 디지털 광원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 광원장치는, 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛, 상기 몸체유닛의 내부에서 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛, 상기 전자방출 소스유닛로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛을 포함하며, 상기 몸체유닛과 상기 애노드유닛은 상호 이종 접합되되, 상기 몸체유닛의 외면을 따라 상기 몸체유닛에 대해 상기 애노드유닛이 접합된다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛은 원형의 바닥부와 상기 바닥부에 대해 수직방향으로 연장되는 측부를 가지는 중공의 원통 형상을 가지며, 상기 전자방출 소스유닛은 상기 바닥부에 설치되고, 상기 애노드유닛은 상기 전자방출 소스유닛과 마주하도록 상기 몸체유닛 축부의 상부에 이종 접합될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛은 바닥부로부터 수직 상방향으로 연장된 측부의 외면을 따라 내부를 향해 단차진 복수의 결합턱을 가지는 애노드 결합부가 마련되며, 상기 애노드유닛은 상기 애노드 결합부의 상기 복수의 결합턱 중 어느 하나의 결합턱에 이종 접합되되 다른 결합턱에 대해서는 이격될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 애노드 결합부는 상기 몸체유닛의 측부로부터 내부를 향해 단차진 제1결합턱 및 상기 제1결합턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2결합턱을 가지며, 상기 애노드유닛은 상기 제1결합턱에 이종 접합되고 상기 제2결합턱에 대해서는 이격되도록 돌출된 결합돌기를 구비할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 제2결합턱과 결합돌기 사이에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능하다.
일측에 의하면, 상기 애노드유닛은, 상기 전자와의 충돌에 의해 상기 광을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면을 구비하는 애노드 및 상기 애노드를 지지하여 상기 몸체유닛에 대해 결합시키는 애노드 지지부재를 포함하며, 상기 애노드 지지부재는, 상기 애노드를 지지하는 지지체, 상기 지지체로부터 연장되어 상기 몸체유닛의 측부와 동일 외경을 가지는 지지 측벽 및, 상기 지지 측벽으로부터 연장되어 상기 제1결합턱에 결합되는 상기 결합돌기를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 애노드는 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되며, 상기 반사면은 상기 애노드유닛과 동일 재질로 형성되거나 형광물질로 형성되어, 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시킬 수 있다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛은 세라믹 재질로 형성되고 상기 애노드유닛은 금속 재질로 형성되되, 상기 몸체유닛의 외면을 따라 금속화(metallization)시켜 상기 몸체유닛과 상기 애노드유닛이 상호 이종 접합될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛은 바닥부와 상기 바닥부로부터 수직 상방향으로 연장된 측부를 가지되, 상기 바닥부와 측부는 연결부에 의해 상호 연결되며, 상기 연결부는, 상기 측부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제1연결턱, 상기 제1연결턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2연결턱, 상기 바닥부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제3연결턱 및, 상기 제1 및 제3연결턱에 접합되되, 상기 제2연결턱에 대해 이격되도록 마련되는 연결체를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 제2연결턱과 상기 연결체 사이의 이격된 간격에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능하다.
일측에 의하면, 상기 전자방출 소스유닛은, 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 전극을 포함하고, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제1절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2절연부재가 구비될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 게이트 전극은 상기 제1절연부재에 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.
일측에 의하면, 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.
일측에 의하면, 상기 메쉬는 다수의 원형, 사각형 또는 육각형의 개구가 형성되는 벌집 형상으로 형성될 수 있다.
일측에 의하면, 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 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 디지털 광원장치는, 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛이 내부에 마련되는 몸체유닛 및 상기 전자방출 소스유닛으로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛을 포함하며, 상기 몸체유닛은 비금속성 재질로 형성되고 상기 애노드유닛은 금속성 재질로 형성되어, 상기 애노드유닛이 상기 몸체유닛의 외면을 따라 이종 접합될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛은 상기 전자방출 소스유닛을 지지하는 바닥부에 대해 수직 상방향으로 연장된 측부의 외면을 따라 내부를 향해 단차진 복수의 결합턱을 가지는 애노드 결합부가 마련되며, 상기 애노드유닛은 상기 애노드 결합부의 상기 복수의 결합턱 중 어느 하나의 결합턱에 이종 접합되되 다른 결합턱에 대해서는 이격될 수 있다.
일측에 의하면, 상기 애노드 결합부는 상기 몸체유닛의 측부로부터 내부를 향해 단차진 제1결합턱 및 상기 제1결합턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2결합턱을 가지며, 상기 애노드유닛은 상기 제1결합턱에 이종 접합되고 상기 제2결합턱에 대해서는 이격되도록 돌출된 결합돌기를 구비할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 제2결합턱과 결합돌기 사이에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능하다.
일측에 의하면, 상기 애노드유닛은, 상기 전자와의 충돌에 의해 상기 광을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면을 구비하는 애노드 및 상기 애노드를 지지하여 상기 몸체유닛에 대해 결합시키는 애노드 지지부재를 포함하며, 상기 애노드 지지부재는, 상기 애노드를 지지하는 지지체, 상기 지지체로부터 연장되어 상기 몸체유닛의 측부와 동일 외경을 가지는 지지 측벽 및, 상기 지지 측벽으로부터 연장되어 상기 제1결합턱에 결합되는 상기 결합돌기를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 애노드는 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되며, 상기 반사면은 상기 애노드유닛과 동일 재질로 형성되거나 형광물질로 형성되어, 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시킬 수 있다.
일측에 의하면, 상기 몸체유닛의 상기 바닥부와 상기 측부는 연결부에 의해 상호 연결되며, 상기 연결부는, 상기 측부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제1연결턱, 상기 제1연결턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2연결턱, 상기 바닥부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제3연결턱 및 상기 제1 및 제3연결턱에 접합되되, 상기 제2연결턱에 대해 이격되도록 마련되는 연결체를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 제2결합턱과 상기 결합돌기 사이의 이격된 간격과, 상기 연결체와 제2연결턱 사이의 이격된 간격에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 각각 설치 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 전자방출 소스유닛은, 음극의 전극을 발생시키는 음극기판 전극부, 상기 음극기판 전극부에서 발생되는 음극의 전극으로 전자를 방출하는 에미터부, 상기 에미터부를 자가 정렬시킴과 아울러 상기 에미터부의 에지 효과(Edge Effect)를 방지시키는 가이더부, 상기 에미터부로부터 방출된 상기 전자를 추출하는 게이트 전극부 및 상기 게이트 전극부에서 추출된 상기 전자를 포커싱시키는 포커싱 전극부를 포함한다.
일측에 의하면, 상기 가이더부는, 상기 에미터부가 삽입 가능한 가이더홀을 구비하여, 상기 에미터부를 수평 방향으로 정렬시키는 가이더 및 상기 가이더홀과 연통하는 커버홀을 가지고 상기 가이더에 적층되되, 상기 에미터부의 에지를 가압하여 상기 에미터부를 수직방향으로 정렬시키도록 커버하는 에미터 커버를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 에미터부의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 가이더홀의 내부에서 상기 에미터부가 정렬되며, 상기 커버홀의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 에미터 커버가 상기 에미터부의 에지를 커버할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 에미터부는 상기 가이더홀에 삽입되어 적층 가능한 적어도 하나의 에미터를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 음극기판 전극부와 상기 게이트 전극부 사이를 상호 절연시키는 제1절연부재 및 상기 게이트 전극부와 상기 포커싱 전극부 사이를 상호 절연시키는 제2절연부재를 포함하는 절연부를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 제1절연부재는 상기 에미터부와 상기 게이트 전극부 사이에 적층되는 박판 형상을 가지며, 상기 제2절연부재는 상기 게이트 전극부와 상기 포커싱 전극부 사이에 적층되는 박판 형상을 가질 수 있다.
일측에 의하면, 상기 게이트 전극부는, 상기 에미터부의 상부에 적층 가능하며 상기 전자가 진행할 수 있는 게이트홀이 관통 형성된 박판 형상을 가지는 게이트 전극 및 상기 게이트 전극의 상기 게이트홀에 대응되도록 마련되며, 벌집 형상을 가지고 상기 전자를 추출하는 메쉬를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 포커싱 전극부는, 상기 전자를 포커싱시키는 포커싱홀을 가지는 포커싱 전극 및 상기 포커싱 전극으로부터 연장되어 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 포함할 수 있다.
일측에 의하면, 상기 전원 연결부는, 상기 포커싱 전극으로부터 수직 하방향으로 연장되는 전원 보호부재 및 상기 전원 보호부재의 내부를 통해 연장되어 외부의 전원과 연결되는 전원 라인을 포함하며, 상기 전원 보호부는 상기 게이트 전극부, 가이드부, 에미터부 및 음극기판 전극부를 순차적으로 관통하여 상기 외부의 전원과 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 디지털 광원장치는, 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛, 상기 몸체유닛의 내부에서 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛, 상기 전자방출 소스유닛으로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛을 포함하며, 상기 전자방출 소스유닛은, 음극의 전극을 발생시키는 음극기판 전극부, 상기 음극기판 전극부에서 발생되는 음극의 전극으로 전자를 방출하는 에미터부, 상기 에미터부를 자가 정렬시킴과 아울러 상기 에미터부의 에지 효과(Edge Effect)를 방지시키는 가이더부, 상기 에미터부로부터 방출된 상기 전자를 추출하는 게이트 전극부 및 상기 게이트 전극부에서 추출된 상기 전자를 포커싱시키는 포커싱 전극부를 포함한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 애노드유닛이 몸체유닛의 외면을 따라 이종 접합됨으로써, 금속성 재질로 형성되는 애노드유닛이 비금속 재질로 형성되는 몸체유닛의 내면에 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 전자방출 소스유닛으로 인가되는 고전압의 전류가 몸체유닛의 내면을 따라 흐르더라도 금속성 재질의 애노드유닛의 접합 포인트에 대해 비간섭될 수 있어, 광학 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
둘째, 몸체유닛과 애노드유닛의 접합 포인트가 몸체유닛에 대해 소정 간격 이격되도록 마련됨으로써, 몸체유닛의 내면을 따라 전자의 경로를 길게 하여 절연성 향상에 기여할 수 있다.
셋째, 잔여가스를 흡입하여 몸체유닛의 내부로 유입됨을 차단함으로써, 기밀성 향상에 유리하다.
넷째, 가이더부에 의해 에미터부가 자가 정렬될 수 있음으로 인해, 정확한 위치에서 전자를 방출하여 선량의 품질 향상에 기여할 수 있게 된다.
다섯째, 에미터 커버가 에미터부의 에지를 커버한 상태로 가압할 수 있어, 에미터부의 에지 효과 방지가 가능해진다.
여섯째, 에미터부로부터 발생된 전자가 메쉬를 타고 누설됨을 에미터 커버가 차단할 수 있어, 아크와 같은 전자 누설로 인한 인근 부품의 간섭을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 디지털 광원장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A영역을 확대하여 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전자방출 소스유닛을 개략적으로 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3에 분해 도시된 전자방출 소스유닛을 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다. 그리고,
도 6은 도 2에 도시된 B영역을 확대하여 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 디지털 광원장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된
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선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 전자방출 소스유닛을 개략적으로 분해 도시한 분해 사시도이다. 그리고,
도 10는 도 7의 Ⅹ영역을 개략적으로 확대 도시한 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 디지털 광원장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 디지털 광원장치의 내부를 설명하기 위해 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 디지털 광원장치(1)는 몸체유닛(10), 전자방출 소스유닛(20) 및 애노드유닛(30)을 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 디지털 광원장치(1)는 디지털 엑스레이 장치의 광원으로써 적용되는 디지털 엑스레이 소스인 것으로 도시 및 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정되지 않으며, 전자신호로 빛 에너지를 발생시키는 다양한 디지털 광원분야에 본 발명에 의한 디지털 광원장치(1)가 적용될 수 있음은 당연하다.
상기 몸체유닛(10)는 원통형 몸체로 형성되며, 내부가 진공인 중공으로 형성된다. 상기 몸체유닛(10)의 원반 형상을 가지는 바닥부(11)와 바닥부(11)에 대해 수직 상방향으로 연장되는 형상을 가지는 측부(12)를 가진다.
상기 몸체유닛(10)의 측부(12)에는 몸체유닛(10)의 내부에서 외부로 방출되는 엑스선(L)(도 2 참고)의 출입구인 윈도우(13)가 마련된다. 상기 윈도우(13)는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 상기 윈도우(13)가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선(L)만 방출되도록 필터링될 수 있다. 또한, 상기 원도우(13)가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우(13)를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.
한편, 도 3의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(10)의 바닥부(11)와 측부(12)는 연결부(14)에 의해 상호 연결된다. 이러한 연결부(14)는 측부(12)로부터 몸체유닛(10)의 내부를 향해 단차진 제1연결턱(15), 제1연결턱(15)으로부터 몸체유닛(10)의 내부를 향해 단차진 제2연결턱(16), 바닥부(11)로부터 몸체유닛(10)의 내부를 향해 단차진 제3연결턱(17) 그리고, 제1 및 제3연결턱(15)(17)에 접합되는 연결체(18)를 포함한다.
여기서, 상기 바닥부(11)와 측부(12)는 세라믹과 같은 비금속성 재질로 형성되며 연결체(18)는 금속성 재질로 형성됨으로써, 연결체(18)는 바닥부(11) 및 측부(12)에 대해 이종 접합된다. 또한, 상기 연결체(18)에는 접합되는 제1연결턱(15)과 제3연결턱(17)에 안착될 수 있도록 단턱진 제1 및 제2안착홈(18a)(18b)이 단차지게 형성된다. 그로 인해, 상기 연결체(18)가 제1 및 제3연결턱(15)(17)의 사이에 유동되지 않으며 정위치에 위치하도록 가이드될 수 있다.
한편, 상기 연결체(18)는 제2연결턱(16)에 대해 이격되도록 마련된다. 이렇게 연결체(18)와 측부(12)의 제2연결턱(16) 사이의 이격된 공간으로 인해, 후술할 전자방출 소스유닛(20)으로 인가되는 7만 볼트 이상의 고압의 전류가 연결체(18)를 통해 몸체유닛(10)의 내벽을 따라 흐름을 방지할 수 있게 된다. 즉, 상기 금속성 재질로 형성되는 연결체(18)가 몸체유닛(10)의 내부로 노출되지 않음으로써, 절연성을 확보할 수 있다. 아울러, 상기 연결체(18)와 제2연결턱(16) 사이의 간격으로 인해, 전류가 몸체유닛(10)의 내벽을 따라 흐르는 경로를 길게 하여 절연의 효과를 증대시킬 수 있다.
상기 전자방출 소스유닛(20)은 몸체유닛(10)의 내부에서 전자(E)(도 2 참고)를 방출한다. 상기 전자방출 소스유닛(20)은 엑스선(L)을 발생시키기 위해 전자(E)를 방출하는 전자방출 모듈 내지 전자총을 포함한다. 이러한 전자방출 소스유닛(20)은 몸체유닛(10)의 바닥부(11)에 설치되어 상부에 위치하는 애노드유닛(30)을 향해 전자(E)를 방출한다.
참고로, 상기 전자방출 소스유닛(20)은 진공 상태에서 작동된다. 이를 위해, 도 2의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(10) 내부에 마련된 전자방출 소스유닛(20)의 일측에는 산소, 질소 등과 같은 불순물을 화학적으로 흡착시켜 진공시키는 진공수단(20a)이 마련된다. 상기 진공수단(20a)은 전자의 진행방향을 방해하는 것을 방지하기 위해 상기 전자방출 소스유닛(20)의 하부에 배치됨이 좋다.
이러한 전자방출 소스유닛(20)은 음극 전자를 발생시키는 음극 전극, 음극 전자를 방출 및 추출하여 애노드유닛(30)으로 전자(E)를 포커싱시키는 디지털 소스이다. 이러한 전자방출 소스유닛(20)의 구체적인 구성이 도 3 및 도 4에 도시된다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 전자방출 소스유닛(20)은 얇은 판상으로 형성되는 음극기판 전극(23)과, 음극기판 전극(23)의 상부에 위치하는 에미터(22)와, 에미터(22)의 상부에 위치하고 얇은 판상으로 형성되는 게이트 전극(24)과, 에미터(22)와 애노드유닛(30) 사이에 위치하는 포커싱 전극(27)을 포함할 수 있다.
상기 음극기판 전극(23) 및 게이트 전극(24) 사이에는 얇은 판상의 제1절연부재(25)가 구비되고, 게이트 전극(24) 및 포커싱 전극(27) 사이에는 얇은 판상의 제2절연부재(28)가 구비될 수 있다.
상기 음극기판 전극(23)은 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 음극기판 전극(23)은 박판으로 형성될 수 있다. 이러한 음극기판 전극(23)은 금속 재질로 형성될 수 있고, 음극기판 전극(23)의 상부에는 후술될 면 광원 형태의 에미터(22)가 위치할 수 있다. 여기서, 상기 에미터(22)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극으로서, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함한다.
상기 음극기판 전극(23)은 음극, 즉 (-)전극으로 캐소드(cathode) 전극으로 칭할 수 있다. 본 발명에 의한 디지털 광원장치(1)는 진공에서 작동하기 때문에, 캐소드 전극의 재료에는 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속이 있다.
상기 음극기판 전극(23)은 에미터(22)을 지지하는 음극기판 본체부와, 상기 음극기판 본체부에서 절곡되어 연장되는 음극기판 전원 연결부(231)를 포함할 수 있다. 상기 음극기판 본체와 음극기판 전원 연결부(231)는 한 몸으로 형성될 수 있다.
상기 음극기판 전원 연결부(231)는 외부 전원과 연결되는 부분으로서 음극기판 전원 연결부(231)를 통하여 전원이 인가될 수 있다. 상기 음극기판 전원 연결부(231)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 종래의 전선을 대체하여 전자방출 소스유닛(20) 및 디지털 광원장치(1)를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 음극기판 전극(23)의 하부에는 음극기판 전극(23)을 지지하는 절연 재질의 모듈 지지부(21)가 구비된다. 상기 모듈 지지부(21)는 절연체인 알루미나 또는 석영 재질로 형성된다. 또한, 상기 모듈 지지부(21)는 원통형상으로 형성될 수 있고, 모듈 지지부(21)에는 관통홀(211)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 각각의 관통홀(211)에는 후술할 절연기둥(273)이 삽입된다. 이러한 절연기둥(273)을 통하여 음극기판 전원 연결부(231)뿐만 아니라, 게이트 전원 연결부(242), 포커싱 전원 연결부(272)도 관통할 수 있다.
상기 에미터(22)는 음극기판 전극(23)의 상부에 위치함이 좋다. 본 발명의 실시예에 의한 에미터(22)는 전자를 방출하는 역할을 할 수 있다. 이러한 에미터(22)는 전자를 방출하는 전극이며, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 이용하여 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능하다.
상기 게이트 전극(24)은 에미터(22)의 상측에 위치할 수 있고, 비교적 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 게이트 전극(24)은 박판으로 형성될 수 있고, 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극(24)은 에미터(22)으로부터 전자를 추출하는 역할을 할 수 있다. 게이트 전극(24)은 제1절연부재(25)에 의하여 지지되는 게이트 본체부(미도시)와, 상기 게이트 본체부(미도시)에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부(242)를 포함할 수 있다. 상기 게이트 본체부(미도시)와 상기 게이트 전원 연결부(242)는 한 몸으로 형성됨이 좋다.
상기 게이트 본체부(미도시)의 중앙부에는 에미터(22)에서 방출된 전자가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되고, 관통홀에는 금속재질의 망 형상으로 형성되는 메쉬(241)가 구비된다. 상기 메쉬(241)는 에미터(22)의 상면과 기설정된 간격만큼 이격될 수 있고, 에미터(22)의 가운데 부분까지 전기장이 잘 인가될 수 있도록 가이드하여 에미터(22)에서 전자 추출이 균일하게 되도록 하는 역할을 한다.
상기 메쉬(241)는 금속망 사이의 다수의 개구가 형성되고, 개구의 형상이 육각형의 벌집 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 메쉬(241)의 개구의 형상이 육각형으로 형성됨에 따라, 메쉬(241)가 전자를 효율적으로 추출하면서, 전자가 금속망에 의하여 충돌되지 않고 안정적으로 배출되는 개구율이 극대화 될 수 있다.
참고로, 상기 메쉬(241)가 육각형의 벌집 형상을 가지는 것으로 한정되지 않으며, 다수의 원형 또는 사각형의 개구가 형성되는 다양한 변형예도 가능하다.
상기 제1절연부재(25)와 에미터(22) 사이에는 에지효과 방지부(26)가 구비될 수 있다. 상기 에지효과 방지부(26)는 금속 재질의 얇은 판상, 즉 박막으로 형성될 수 있고, 중심부에 개구부(261)가 형성될 수 있다.
상기 에미터(22)의 상단 모서리부를 커버할 수 있고, 이에 따라 에지효과 방지부(26)는 에미터(22)의 상단 모서리부에서 발생할 수 있는 에지효과(edge effect)를 방지한다.
상기 에지효과 방지부(26)가 제1절연부재(25)의 하부에 설치되지 않는 경우에는 에미터(22)에서 배출된 전자가 제1절연부재(25)의 개구부(257)의 내주면에 부착되어 제1절연부재(25)의 내주면이 손상되는 에지효과가 발생할 수 있다. 또한, 상기 에지효과 방지부(26)가 제1절연부재(25)의 하부에 설치되는 경우에는 이러한 에지 효과를 방지할 수 있다.
상기 에지효과 방지부(26)의 개구부(261)가 제1절연부재(25)의 개구부(257)보다 면적이 더 크게 형성될 수 있고, 이에 따라 제1절연부재(25)의 내측이 에지효과 방지부(26)의 내측보다 중심부로 더 연장됨이 좋다.
상기 포커싱 전극(27)은 포커싱 개구(271)를 구비하여 전자방출 소스유닛(20)의 상단, 즉 에미터(22)와 애노드유닛(30)의 사이에 위치한다. 이러한 포커싱 전극(27)은 에미터(22)으로부터 방출된 전자가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드유닛(30)을 향하여 이동할 수 있도록 한다.
상기 포커싱 전극(27)은 제2절연부재(28)에 의하여 지지되는 포커싱 본체부와, 상기 포커싱 본체부에서 절곡되어 연장되는 포커싱 전원 연결부(272)를 포함한다. 상기 포커싱 전원 연결부(272)는 상기 포커싱 본체부에 와이어 본딩 또는 용접에 의하여 결합됨이 좋다. 이때, 상기 제2절연부재(28)는 포커싱 전극(27)의 포커싱 개구(271)과 연통 가능한 개구(281)가 관통 형성된다.
상기 에미터(22)과 게이트 전극(24) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판형상의 제1절연부재(25)가 결합될 수 있고, 게이트 전극(24)과 포커싱 전극(27) 사이에는 얇은 판상, 즉 박판 형상의 제2절연부재(28)가 결합될 수 있다. 상기 제1절연부재(25) 및 제2절연부재(28)는 각 전극들을 개별적으로 절연시킨다.
상기 절연기둥(273)은 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형으로 형성되고, 상단이 포커싱 전극(27)의 저면에 결합될 수 있으며, 제2절연부재(28)와, 게이트 전극(24)과, 제1절연부재(25)와, 음극기판 전극(23)과, 음극기판 전극(23)을 지지하는 모듈 지지부(21)를 관통할 수 있다.
상기 절연기둥(273)은 음극기판 전원 연결부(231), 게이트 전원 연결부(242), 포커싱 전원 연결부(272)를 수용한다. 또한, 음극기판 전원 연결부(231), 게이트 전원 연결부(242), 포커싱 전원 연결부(272)의 적어도 일부는 절연기둥(273)의 내부에 배치되고, 다른 일부는 절연기둥(273)의 외부로 노출됨이 좋다.
본 실시예에는 절연기둥(273)이 두 개만 도시되었지만, 모듈 지지부(21)에는 상술한 바와 같이 절연기둥(273)이 관통할 수 있는 관통홀(211)이 적어도 4개 형성될 수 있고, 이들 각각의 관통홀(211)에는 절연기둥(273)이 구비될 수 있다.
상기 음극기판 전원 연결부(231), 게이트 전원 연결부(242), 포커싱 전원 연결부(272)는 일부가 전자방출 소스유닛(20)의 외부로 노출될 수 있고, 노출된 부분을 통해 외부로부터 전원을 공급받아 각각의 전극으로 적절한 전원을 인가할 수 있다.
한편, 상기 모듈 지지부(21)의 저면에는 결합부재(29)가 결합될 수 있고, 모듈 지지부(21)의 하부로 노출된 음극기판 전원 연결부(231), 게이트 전원 연결부(242), 포커싱 전원 연결부(272)는 결합부재(29)에 삽입될 수 있다.
상기 결합부재(29)은 속이 빈 원통형의 링 형상으로 형성될 수 있고, 금속재질, 일례로 코바르 재질로 형성됨이 좋다. 상기 포커싱 전극(27), 제1절연부재(28), 게이트 전극(24), 제2절연부재(25), 에지효과 방지부(26), 에미터(22), 음극기판 전극(23), 모듈지지부(21)가 서로 밀착되고, 결합부재(29)에 전원 연결부(231, 242, 272)들이 삽입된 상태에서, 결합부재(29)의 내부, 즉 결합부재(29)의 내주면과 전원 연결부(231, 242, 272) 사이의 공간에 필러를 주입한 상태에서 열을 가하여 브레이징 방식에 의하여 결합부재(29)와 전원 연결부(231, 242, 272)를 상호 결합시킴이 바람직하다. 참고로, 상기 필러는 금속재질로 형성될 수 있고, 적어도 은(Ag)와 구리(Cu) 재질을 포함할 수 있다.
상기 결합부재(29)와 전원 연결부(231, 242, 272)가 견고하게 결합됨에 따라서, 포커싱 전극(27), 제1절연부재(28), 게이트 전극(24), 제2절연부재(25), 에지효과 방지부(26), 에미터(22), 음극기판 전극(23), 모듈지지부(21)가 서로 밀착된 상태로 서로 긴밀하게 결합될 수 있다.
상기 애노드유닛(30)은 전자방출 소스유닛(20)으로부터 방출된 전자(E)와 충돌하여 광 일례로, 엑스선(L)을 발생시켜 몸체유닛(10)의 외부로 안내한다. 상기 애노드유닛(30)에서 발생하는 엑스선(L)을 포함하는 광은 애노드유닛(30)의 재질과, 디지털 광원장치(1)에 인가되는 전압의 크기에 따라서 달라질 수 있으며, 구체적으로 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 가운데 어느 하나가 될 수 있다.
상기 애노드유닛(30)은 전자(E)와 충돌되며, 충돌되어 발생된 엑스선(L) 또는 광을 몸체유닛(10)의 외부로 안내한다. 이러한 애노드유닛(30)은 전자(E)와의 충돌에 의해 엑스선(L)을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면(31a)을 구비하는 애노드(31)와, 애노드(31)를 지지하여 몸체유닛(10)에 대해 결합시키는 애노드 지지부재(32)를 포함한다.
여기서, 상기 반사면(31a)은 엑스선(L)을 포함하는 광을 방향 전환시켜 안내하기 위한 것으로써, 몸체유닛(10)에 마련된 엑스선(L)의 출입구인 윈도우(13)와 마주하도록 일직선 상에 배치된다. 이러한 반사면(31a)을 구비하는 애노드유닛(30)은 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성된다. 참고로, 상기 반사면(31a)은 애노드유닛(30)과 동일 재질로 형성되거나, 형광물질로 형성되어 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시킨다. 아울러, 상기 반사면(31a)이 금속이 아닌 유리와 같은 재질로 형성될 경우, 전자(E)와의 충돌에 의해 조명을 위한 광(L)을 발생시키는 변형예도 가능하다.
상기 애노드 지지부재(32)는 애노드(31)를 지지하는 지지체(33), 지지체(33)로부터 수직하게 연장되어 몸체유닛(10)의 측부와 동일 직경을 가지는 지지 측벽(34) 및, 지지 측벽(34)으로부터 연장되어 제1결합턱(41)에 결합되는 결합돌기(35)를 포함한다. 여기서, 상기 지지체(33)는 애노드(31)의 저면을 지지하며, 애노드(31)와의 결합력을 위해 지지돌기(33a)가 애노드(31)에 삽입 가능하도록 돌출 형성된다. 이러한 애노드 지지부재(32)는 애노드(31)를 전자방출 소스유닛(20)과 마주하도록 몸체유닛(10)의 상부에 설치시킨다.
상기 애노드유닛(30)은 전자방출 소스유닛(20)과 마주하도록 몸체유닛(10)의 외면을 따라 이종 접합된다. 이를 위해, 도 6의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(10)의 측부(12)의 외면을 따라 내부를 향해 단차진 복수의 결합턱(41)(42)을 가지는 애노드 결합부(40)가 몸체유닛(10)과 애노드유닛(30)을 상호 이종 접합시킨다.
본 실시예에서는 상기 애노드 결합부(40)가 몸체유닛(10)의 측부(12)로부터 몸체유닛(10)의 내부를 향해 단차진 제1결합턱(41) 및 제1결합턱(41)으로부터 몸체유닛(10)의 내부를 향해 단차진 제2결합턱(42)을 가지는 것으로 예시한다. 이때, 상기 애노드(31)를 지지하는 애노드 지지부재(32)의 결합돌기(35)가 제1결합턱(41)과 이종 결합되되, 제2결합턱(42)에 대해서는 이격된다.
즉, 상기 애노드 지지부재(32)의 결합돌기(35)는 제1 및 제2결합턱(41)(42) 중에서 상대적으로 몸체유닛(10)의 외부를 향해 위치하는 제1결합턱(41)에 이종 접합됨으로써, 몸체유닛(10)의 외면을 따라 애노드유닛(30)의 접합 포인트가 마련된다. 이렇게 애노드유닛(30)과 몸체유닛(10) 사이의 접합 포인트가 몸체유닛(10)의 외면을 따라 마련됨으로써, 몸체유닛(10)의 내부에서 금속 접합 포인트가 마련되지 않음으로써 전류가 몸체유닛(10)의 내면을 따라 흐름을 방지할 수 있게 된다. 즉, 상기 전자방출 소스유닛(20)에 인가되는 고전압의 전류가 세라믹 재질로 형성되는 몸체유닛(10)의 내부에서 안전하게 절연될 수 있는 것이다.
아울러, 상기 애노드 지지부재(32)의 결합돌기(35)가 상대적으로 몸체유닛(10)의 내부를 향해 위치하는 제2결합턱(42)에 대해서는 이격되도록 마련됨으로써, 전자방출 소스유닛(20)에 인가되는 고전압의 전류가 몸체유닛(10)의 내면을 따라 흐름을 보다 안전하게 차단시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 제2결합턱(42)과 결합돌기(35) 사이의 이격된 간격으로 인해, 몸체유닛(10)의 내부에서 금속 접합 포인트가 연결되지 않음으로써, 절연성 향상에 보다 기여할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 상기 제2결합턱(42)과 결합돌기(35) 사이의 이격된 간격으로 인해, 전자의 이동 경로가 길어져 절연성 유지를 도모할 수 있다.
이때, 자세히 도시되지 않았으나, 상기 제2결합턱(42)에 요철이 형성되는 것과 같이 제2결합턱(42)의 외면이 비평면으로 형성되어 전자의 이동 경로를 더욱 증가시키는 변형예도 가능하다.
이러한 애노드유닛(30)은 몸체유닛(10)의 측부(12) 외면에 필러가 주입되어 브레이징과 같은 이종 접합법에 의해 접합된다. 이때, 상기 필러는 자세히 도시되지 않았으나, 은(Ag) 또는 구리(Cu)와 같이 비금속성 재질인 세라믹으로 형성되는 몸체유닛(10)에 형성된 제1결합턱(41)을 금속화(metallization)시킨다.
또한, 상기 제2결합턱(42)과 결합돌기(35) 사이의 간격에 게터(Getter)(50)가 설치되어, 몸체유닛(10) 내부의 잔여가스를 흡입할 수 있다. 이러한 제2결합턱(42)과 결합돌기(35) 사이의 간격과 게터(50)의 마련으로 인해, 몸체유닛(10) 내부의 광학 성능이 보다 향상될 수 있게 된다. 이러한 게터(50)는 도 3의 도시와 같이, 제2연결턱(16)과 연결체(18) 사이의 이격된 간격에도 배치되어 잔여가스를 흡입 가능하다.
한편, 본 실시예에서는 상기 애노드 결합부(40)가 2개의 결합턱(41)(42)을 가지는 것으로 도시 및 예시하나 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 애노드 결합부(40)가 3개 이상의 복수의 결합턱을 가지되, 어느 하나의 결합턱과는 애노드 지지부재(32)의 결합돌기(35)와 이종 접합되고 다른 결합턱과는 이격되는 다양한 변형예가 가능하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 디지털 광원장치(1)의 동작을 도 2를 참고하여 설명한다.
도 2의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(10)의 내부 바닥면(11)에 설치되는 전자방출 소스유닛(20)으로부터 전자(E)가 방출되어 가속된다. 이렇게 가속된 전자(E)는 애노드유닛(30)의 반사면(31a)에 충돌함으로써 가지고 있는 에너지를 빛으로 방출하며, 반사면(31a)의 재질 특성에 의해 엑스선(L)으로 방출한다. 상기 방출된 엑스선(L)은 반사면(31a)의 반사각도에 의해 몸체유닛(10)의 측벽(12)에 마련된 윈도우(13)(도 1 참고)를 통해 외부로 안내된다.
한편, 상기 애노드유닛(30)은 애노드(31)를 지지하는 애노드 지지부재(32)로부터 돌출된 결합돌기(35)가 몸체유닛(10)의 외면을 따라 형성되는 제1결합턱(41)에 이종 결합되어 제2결합턱(42)에 대해 이격된 상태로 접합된다. 이때, 상기 제1결합턱(41)의 외면에 소정의 필러(미도시)가 주입되어 제1결합턱(41)의 외면이 금속화됨으로써, 금속성 재질로 형성되는 애노드유닛(30)이 세라믹 재질로 형성되는 몸체유닛(10)의 외면을 따라 브레이징 공정과 같은 이종 접합법에 의해 상호 접합되게 된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 디지털 광원장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 디지털 광원장치(100)의 내부를 설명하기 위해 도 7에 도시된
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선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8를 참고하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 디지털 광원장치(100)는 몸체유닛(110), 전자방출 소스유닛(120) 및 애노드유닛(130)을 포함한다.
상기 몸체유닛(110)는 원통형 몸체로 형성되며, 내부가 진공인 중공으로 형성된다. 상기 몸체유닛(110)의 원반 형상을 가지는 바닥부(111)와, 바닥부(111)에 대해 수직 상방향으로 연장되는 형상을 가지는 측부(112)를 가진다.
상기 몸체유닛(110)의 측부(112)에는 몸체유닛(110)의 내부에서 외부로 방출되는 엑스선(L)(도 2 참고)의 출입구인 윈도우(113)가 마련된다 또한 그 사용목적에 따라 윈도우 없이도 제공될 수 있다. 상기 윈도우(113)는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 상기 윈도우(113)가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선(L)만 방출되도록 필터링될 수 있다. 또한, 상기 원도우(113)가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우(113)를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.
참고로, 상기 몸체유닛(110)은 세라믹과 같은 비금속성 재질로 형성됨으로써, 후술할 전자방출 소스유닛(120)으로부터 발생되는 전자(E)와의 전기적 간섭을 방지함이 좋다.
상기 전자방출 소스유닛(120)은 몸체유닛(110)의 내부에서 전자(E)를 방출한다. 상기 전자방출 소스유닛(120)은 엑스선(L)을 발생시키기 위해 전자(E)를 방출하는 전자방출 모듈 내지 전자총을 포함한다. 이러한 전자방출 소스유닛(120)은 몸체유닛(110)의 바닥부(111)에 설치되어 상부에 위치하는 애노드유닛(130)을 향해 전자(E)를 방출한다. 이러한 전자방출 소스유닛(120)의 구성은 보다 자세히 후술한다.
상기 애노드유닛(130)은 전자방출 소스유닛(120)으로부터 방출된 전자(E)와 충돌하여 광 일례로, 엑스선(L)을 발생시켜 몸체유닛(110)의 외부로 안내한다. 이를 위해, 상기 애노드유닛(130)은 전자(E)와의 충돌에 의해 엑스선(L)을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면(131)을 구비한다. 이때, 상기 반사면(131)은 엑스선(L)을 포함하는 광을 방향 전환시켜 안내하기 위한 것으로써, 몸체유닛(110)에 마련된 엑스선(L)의 출입구인 윈도우(113)와 마주하도록 일직선 상에 배치된다.
한편, 상기 애노드유닛(130)에서 발생하는 엑스선(L)을 포함하는 광은 애노드유닛(130)의 재질과, 디지털 광원장치(100)에 인가되는 전압의 크기에 따라서 달라질 수 있으며, 구체적으로 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 가운데 어느 하나가 될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 애노드유닛(130)이 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되어 엑스선(L)을 발생시키는 것으로 예시한다.
참고로, 상기 반사면(131)이 금속이 아닌 유리와 같은 재질로 형성될 경우, 전자(E)와의 충돌에 의해 조명을 위한 광(L)을 발생시키는 변형예도 가능하다.
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참고하여 상술한 전자방출 소스유닛(120)의 구성을 보다 자세히 설명한다.
도 9의 도시와 같이, 상기 전자방출 소스유닛(120)은 음극기판 전극부(121), 에미터부(122), 가이더부(123), 게이트 전극부(124), 포커싱 전극부(125) 및 절연부(126)를 포함한다.
상기 음극기판 전극부(121)는 음극의 전자(E)을 발생시킨다. 이러한 음극기판 전극부(121)는 얇은 판상인 박판으로 형성되며, 지지부재(121a)에 적층되어 지지된다. 또한, 상기 음극기판 전극부(121)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 음극기판 전극부(121)의 중앙에는 후술될 에미터부(122)가 위치할 수 있도록 음극홀(1211)이 관통 형성된다.
이러한 음극기판 전극부(121)는 음극, 즉 (-)전극으로 캐소드(cathode) 전극으로 칭할 수 있다. 본 발명에 의한 디지털 광원장치(100)는 진공에서 작동하기 때문에, 캐소드 전극의 재료에는 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속을 포함할 수 있다.
참고로, 자세히 도시되지 않았으나, 상기 음극기판 전극부(121)는 외부 전원과 연결되어 전원이 인가될 수 있다. 또한, 상기 음극기판 전극부(121)를 지지하는 지지부재(121a)는 전자방출 소스유닛(120)의 전체적인 구성을 지지하는 받침대(120a)에 적층되어 지지된다. 이때, 상기 받침대(120a)와, 받침대(120a)에 적층되어 음극기판 전극부(121)를 지지하는 지지부재(121a)는 모두 알루미나 또는 석영과 같은 절연성 재질로 형성됨이 좋다.
상기 에미터부(122)는 음극기판 전극부(121)의 상부에 위치하여, 음극기판 전극부(121)로부터 인가된 음극의 전극으로부터 전자(E)를 방출한다. 이러한 에미터부(122)는 전자를 발생하며, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 물질을 포함한다. 이때, 상기 에미터부(122)가 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 포함함으로써, 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능하다.
상기 가이더부(123)는 에미터부(122)를 자가 정렬시킴과 아울러, 에미터부(122)의 에지 효과(Edge Effect)를 방지시킨다. 이를 위해, 상기 가이더부(123)는 가이더(1231)와 에미터 커버(1232)를 포함한다.
상기 가이더(1231)는 에미터부(122)가 삽입 가능한 가이더홀(1231a)을 구비하여, 박판 형상을 가지는 음극기판 전극부(121)의 상부에 적층된다. 이때, 도 4의 도시와 같이, 상기 가이더홀(1231a)의 내부에 에미터부(122)가 삽입될 수 있도록 가이더홀(1231a)의 너비(d1)보다 좁은 너비(d2)를 가지도록 에미터부(122)가 마련된다. 이렇게 가이더홀(1231a)의 내부에 에미터부(122)가 삽입됨에 의해, 상기 에미터부(122)는 가이더홀(1231a) 내에서 자가 정렬될 수 있다. 즉, 상기 가이더(1231)의 가이더홀(1231a)에 의해 수평방향으로 에미터부(122)가 자가 정렬될 수 있는 것이다.
뿐만 아니라, 상기 가이더홀(1231a)의 높이(h)에 대응하여 에미터부(122)가 적어도 한 개 이상 적층되도록 가이더홀(1231a)에 마련된다. 본 실시예에서는 상기 에미터부(122)가 3개 적층되는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 도시된 예로 한정되지 않음은 당연하다.
상기 에미터 커버(1232)는 가이더홀(1231a)과 연통하는 커버홀(1232a)을 가지고 가이더(1231)에 적층되어, 에미터부(122)의 에지를 가압하도록 커버한다. 이때, 상기 가이더홀(1231a)의 너비(d1) 및 에미터부(122)의 너비(d2)보다 커버홀(1232a)의 너비(d3)가 더 작도록 형성됨으로써, 에미터 커버(1232)가 에미터부(122)의 에지를 일부 커버한 상태로 가압한다. 그로 인해, 상기 에미터 커버(1232)는 가이더홀(1231a)에 수평방향으로 자가 정렬된 에미터부(122)를 수직방향으로 가압하여 정렬시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 에미터 커버(1232)로 인해 에미터부(122)의 에지가 커버됨으로써, 에미터부(122)의 상단 모서리부에서 발생할 수 있는 에지효과(edge effect)를 방지한다. 그로 인해, 상기 에미터 커버(1232)는 에미터부(122)에서 배출된 전자가 후술할 메쉬(1242)를 포함하는 게이트 전극부(124)로 누설됨을 차단할 수 있음과 아울러, 아크(Arc) 발생으로 인해 인접한 부품의 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기 게이트 전극부(124)는 에미터부(122)의 상부에서 에미터부(122)로부터 방출되는 전자(E)를 추출한다. 상기 게이트 전극부(124)는 에미터부(122)의 상부에 배치되며, 보다 구체적으로는 에미터부(122)를 수평 및 수직방향으로 정렬시키는 가이더부(123)의 상부에 적층된다. 이러한 게이트 전극부(124)는 게이트 전극(1241)과 메쉬(1242)를 포함한다.
상기 게이트 전극(1241)은 에미터부(122)의 상부에 적층 가능하며, 전자(E)가 진행할 수 있는 게이트홀(1241a)이 관통 형성된 박판 형상을 가진다. 즉, 상기 게이트 전극(124)은 박판으로 형성될 수 있고, 금속 재질로 형성될 수 있다. 이러한 게이트 전극(124)은 에미터부(122)으로부터 전자를 추출할 수 있다.
참고로, 상기 게이트홀(1241a)은 에미터부(122)에서 방출된 전자(E)가 관통하여 경유하는 통로이다.
상기 메쉬(1242)는 게이트 전극(1241)의 게이트홀(1241a)에 대응되도록 마련되며, 다수의 육각형의 개구가 형성되어 전자(E)를 추출한다. 이러한 메쉬(1242) 또한, 금속재질로 형성될 수 있다. 상기 메쉬(1242)는 에미터부(122)의 상면과 기설정된 간격만큼 이격될 수 있고, 에미터부(122)의 가운데 부분까지 전기장이 잘 인가될 수 있도록 가이드하여 에미터부(122)에서 전자 추출이 균일하게 되도록 하는 역할을 한다.
상기 메쉬(1242)는 금속망 사이의 다수의 개구가 형성되고, 개구의 형상이 육각형의 벌집 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 메쉬(1242)의 개구의 형상이 육각형으로 형성됨에 따라, 메쉬(1242)가 전자를 효율적으로 추출하면서, 전자가 금속망에 의하여 충돌되지 않고 안정적으로 배출되는 개구율이 극대화될 수 있다.
상기 포커싱 전극부(125)는 게이트 전극부(124)의 상부에서 방출되는 전자(E)를 포커싱시킨다. 상기 포커싱 전극부(125)는 전자(E)를 포커싱시키는 포커싱홀(1251a)을 가지는 포커싱 전극(1251)과, 포커싱 전극(1251)으로부터 연장되어 외부의 전원과 연결되는 전원 연결부(1252)를 포함한다.
상기 포커싱 전극(1251)은 포커싱홀(1251a)을 구비하여 전자방출 소스유닛(120)의 상단, 즉 에미터부(122)와 애노드유닛(130)의 사이에 위치한다. 이러한 포커싱 전극(1251)은 에미터부(122)으로부터 방출된 전자(E)가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드유닛(130)을 향하여 이동할 수 있도록 한다.
상기 전원 연결부(1252)는 포커싱 전극(1251)으로부터 수직 하방향으로 원통 형상으로 연장되는 전원 보호부재(1252a)와 전원 보호부재(1252a)의 내부를 통해 연장되어 외부의 전원과 연결되는 전원 라인(1252b)을 포함한다. 이러한 전원 연결부(1252)는 게이트 전극부(124), 가이더부(123), 에미터부(122) 및 음극기판 전극부(121)를 순차적으로 관통하여 외부의 전원과 연결될 수 있다.
상기 절연부(126)는 음극기판 전극부(121), 게이트 전극부(124) 및 포커싱 전극부(125)를 상호 절연시키기 위한 것으로서, 제1 및 제2절연부재(1261)(1262)를 포함한다.
상기 제1절연부재(1261)는 음극기판 전극부(121)와 게이트 전극부(124)의 사이를 상호 절연시키며, 제2절연부재(1262)는 게이트 전극부(124)와 포커싱 전극부(125)의 사이를 상호 절연시킨다. 보다 구체적으로, 상기 제1절연부재(1261)는 박판 형상을 가지고, 음극기판 전극부(121)에 적층되어 에미터부(122)를 커버하는 에미터 커버(1232)와 메쉬(1242)를 구비하는 게이트 전극(1241)의 사이에 적층된다. 또한, 상기 제2절연부재(1262)는 박판 형상을 가지고, 게이트 전극(1241)과 포커싱 전극(1251)의 사이에 적층된다. 그로 인해, 상기 제1 및 제2절연부재(1262)는 음극전극 기판부(121)와 게이트 전극(1241)의 사이 및, 게이트 전극(1241)과 포커싱 전극(1251)의 사이를 각각 개별적으로 절연시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 음극기판 전극부(121), 가이더부(123), 게이트 전극부(124), 포커싱 전극부(125) 및 절연부(126)에는 모두 에미터부(122)로부터 발생되는 전자(E)의 진행 경로를 위해 모두 관통된 음극홀, 가이더홀(1231a), 커버홀(1232a), 게이트홀(1241a), 포커싱홀(1251a), 제1절연홀(1261a) 및 제2절연홀(1262a)을 가진다. 상기 복수의 관통된 홀 중에서, 음극홀(1211) 및 게이트홀(1241a)은 에미터부(122)보다 넓은 면적을 가지는 원형의 홀로 형성되는 반면에, 가이더홀(1231a), 커버홀(1232a), 포커싱홀(1251a), 제1절연홀(1261a) 및 제2절연홀(1262a)은 에미터부(122)와 유사한 대략 직사각형의 홀로 형성되어, 전자(E)를 안내한다. 이러한 음극홀(1211), 가이더홀(1231a), 커버홀(1232a), 게이트홀(1241a), 포커싱홀(1251a), 제1절연홀(1261a) 및 제2절연홀(1262a)은 모두 상호 연통 가능하게 각각의 음극기판 전극부(121), 가이더(1231), 에미터 커버(1232), 게이트 전극(1241), 포커싱 전극(1251), 제1절연부재(1261) 및 제2절연부재(1262)의 중앙 영역에 관통 형성됨이 좋다.
또한, 자세히 도시되지 않았으나, 상술한 음극기판 전극부(121), 에미터부(122), 가이더부(123), 게이트 전극부(124), 포커싱 전극부(125) 및 절연부(126)는 미도시된 절연기둥과 같은 결합 가이드 수단에 의해 상호 정렬된 상태로 밀착되어 결합된다.
참고로, 상기 전자방출 소스유닛(120)은 진공 상태에서 작동된다. 이를 위해, 도 2의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(110) 내부에 마련된 전자방출 소스유닛(120)의 일측에는 산소, 질소 등과 같은 불순물을 화학적으로 흡착시켜 진공시키는 진공부(127)가 마련된다. 상기 진공부(127)는 전자(E)의 진행방향을 방해하는 것을 방지하기 위해 전자방출 소스유닛(120)의 하부에 배치됨이 좋다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 의한 디지털 광원장치(100)의 동작을 도 8을 참고하여 설명한다.
도 8의 도시와 같이, 상기 몸체유닛(110)의 내부 바닥면(111)에 설치되는 전자방출 소스유닛(120)으로부터 전자(E)가 방출되어 가속된다. 이렇게 가속된 전자(E)는 애노드유닛(130)의 반사면(131)에 충돌함으로써 가지고 있는 에너지를 빛으로 방출하며, 반사면(131)의 재질 특성에 의해 엑스선(L)으로 방출한다. 상기 방출된 엑스선(L)은 반사면(131)의 반사각도에 의해 몸체유닛(110)의 측벽(112)에 마련된 윈도우(113)(도 7 참고)를 통해 외부로 안내된다.
한편, 상기 전자방출 소스유닛(120)은 전자를 방출하는 에미터부(122)가 가이더(1231)의 가이더홀(1231a)에 의해 수평방향으로 위치 정렬되고 에미터 커버(1232)에 의해 수직방향으로 가압되어 정렬된다. 이때, 상기 에미터 커버(1232)의 커버홀(1232a)이 에미터부(122)의 너비(d2)보다 작은 너비(d3)을 가지도록 형성됨으로써, 에미터부(122)의 에지를 커버한다. 그로 인해, 상기 에미터부(122)는 자가 정렬과 동시에 에지 효과가 방지된 상태로 전자(E)를 방출할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (47)

  1. 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛;
    상기 몸체유닛의 내부에서 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛;
    상기 전자방출 소스유닛로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛;
    을 포함하며,
    상기 몸체유닛과 상기 애노드유닛은 상호 이종 접합되되, 상기 몸체유닛의 외면을 따라 상기 몸체유닛에 대해 상기 애노드유닛이 접합되는 디지털 광원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체유닛은 원형의 바닥부와 상기 바닥부에 대해 수직방향으로 연장되는 측부를 가지는 중공의 원통 형상을 가지며,
    상기 전자방출 소스유닛은 상기 바닥부에 설치되고, 상기 애노드유닛은 상기 전자방출 소스유닛과 마주하도록 상기 몸체유닛 축부의 상부에 이종 접합되는 디지털 광원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체유닛은 바닥부로부터 수직 상방향으로 연장된 측부의 외면을 따라 내부를 향해 단차진 복수의 결합턱을 가지는 애노드 결합부가 마련되며,
    상기 애노드유닛은 상기 애노드 결합부의 상기 복수의 결합턱 중 어느 하나의 결합턱에 이종 접합되되 다른 결합턱에 대해서는 이격되는 디지털 광원장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 애노드 결합부는 상기 몸체유닛의 측부로부터 내부를 향해 단차진 제1결합턱 및 상기 제1결합턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2결합턱을 가지며,
    상기 애노드유닛은 상기 제1결합턱에 이종 접합되고 상기 제2결합턱에 대해서는 이격되도록 돌출된 결합돌기를 구비하는 디지털 광원장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2결합턱과 결합돌기 사이에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능한 디지털 광원장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 애노드유닛은,
    상기 전자와의 충돌에 의해 상기 광을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면을 구비하는 애노드; 및
    상기 애노드를 지지하여 상기 몸체유닛에 대해 결합시키는 애노드 지지부재;
    를 포함하며,
    상기 애노드 지지부재는,
    상기 애노드를 지지하는 지지체;
    상기 지지체로부터 연장되어 상기 몸체유닛의 측부와 동일 외경을 가지는 지지 측벽; 및
    상기 지지 측벽으로부터 연장되어 상기 제1결합턱에 결합되는 상기 결합돌기;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 애노드는 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되며,
    상기 반사면은 상기 애노드유닛과 동일 재질로 형성되거나 형광물질로 형성되어, 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시키는 일체형 디지털 광원장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 몸체유닛은 세라믹 재질로 형성되고 상기 애노드유닛은 금속 재질로 형성되되,
    상기 몸체유닛의 외면을 따라 금속화(metallization)시켜 상기 몸체유닛과 상기 애노드유닛이 상호 이종 접합되는 디지털 광원장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 몸체유닛은 바닥부와 상기 바닥부로부터 수직 상방향으로 연장된 측부를 가지되, 상기 바닥부와 측부는 연결부에 의해 상호 연결되며,
    상기 연결부는,
    상기 측부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제1연결턱;
    상기 제1연결턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2연결턱;
    상기 바닥부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제3연결턱; 및
    상기 제1 및 제3연결턱에 접합되되, 상기 제2연결턱에 대해 이격되도록 마련되는 연결체;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2연결턱과 상기 연결체 사이의 이격된 간격에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능한 디지털 광원장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전자방출 소스유닛은,
    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 제1절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2절연부재가 구비되는 일체형 디지털 광원장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비하는 일체형 디지털 광원장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 제1절연부재에 의하여 지지되는 게이트 본체부와,
    상기 게이트 본체부에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부를 포함하고, 상기 게이트 본체부와 상기 게이트 전원 연결부는 한 몸으로 형성되는 일체형 디지털 광원장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에서 기설정된 간격만큼 이격되는 일체형 디지털 광원장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메쉬는 다수의 원형, 사각형 또는 육각형의 개구가 형성되는 벌집 형상으로 형성되는 일체형 디지털 광원장치.
  16. 제11항에 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 일체형 디지털 광원장치.
  17. 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛이 내부에 마련되는 몸체유닛; 및
    상기 전자방출 소스유닛으로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛;
    을 포함하며,
    상기 몸체유닛은 비금속성 재질로 형성되고 상기 애노드유닛은 금속성 재질로 형성되어, 상기 애노드유닛이 상기 몸체유닛의 외면을 따라 이종 접합되는 디지털 광원장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 몸체유닛은 상기 전자방출 소스유닛을 지지하는 바닥부에 대해 수직 상방향으로 연장된 측부의 외면을 따라 내부를 향해 단차진 복수의 결합턱을 가지는 애노드 결합부가 마련되며,
    상기 애노드유닛은 상기 애노드 결합부의 상기 복수의 결합턱 중 어느 하나의 결합턱에 이종 접합되되 다른 결합턱에 대해서는 이격되는 디지털 광원장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 애노드 결합부는 상기 몸체유닛의 측부로부터 내부를 향해 단차진 제1결합턱 및 상기 제1결합턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2결합턱을 가지며,
    상기 애노드유닛은 상기 제1결합턱에 이종 접합되고 상기 제2결합턱에 대해서는 이격되도록 돌출된 결합돌기를 구비하는 디지털 광원장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2결합턱과 결합돌기 사이에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 설치 가능한 디지털 광원장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 애노드유닛은,
    상기 전자와의 충돌에 의해 상기 광을 발생시켜 외부로 안내하는 반사면을 구비하는 애노드; 및
    상기 애노드를 지지하여 상기 몸체유닛에 대해 결합시키는 애노드 지지부재;
    를 포함하며,
    상기 애노드 지지부재는,
    상기 애노드를 지지하는 지지체;
    상기 지지체로부터 연장되어 상기 몸체유닛의 측부와 동일 외경을 가지는 지지 측벽; 및
    상기 지지 측벽으로부터 연장되어 상기 제1결합턱에 결합되는 상기 결합돌기;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 애노드는 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되며,
    상기 반사면은 상기 애노드유닛과 동일 재질로 형성되거나 형광물질로 형성되어, 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시키는 일체형 디지털 광원장치.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 몸체유닛의 상기 바닥부와 상기 측부는 연결부에 의해 상호 연결되며,
    상기 연결부는,
    상기 측부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제1연결턱;
    상기 제1연결턱으로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제2연결턱;
    상기 바닥부로부터 상기 몸체유닛의 내부를 향해 단차진 제3연결턱; 및
    상기 제1 및 제3연결턱에 접합되되, 상기 제2연결턱에 대해 이격되도록 마련되는 연결체;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2결합턱과 상기 결합돌기 사이의 이격된 간격과, 상기 연결체와 제2연결턱 사이의 이격된 간격에 상기 몸체유닛의 내부의 잔여가스를 흡입하는 게터(Getter)가 각각 설치 가능한 디지털 광원장치.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 전자방출 소스유닛은,
    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 제1절연부재가 구비되고, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 사이에는 박판으로 형성되는 제2절연부재가 구비되는 일체형 디지털 광원장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 음극기판 전극 및 상기 게이트 전극 가운데 적어도 하나는 일 부분이 절곡되어 연장되고, 외부 전원과 연결되는 전원 연결부를 구비하는 일체형 디지털 광원장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 제1절연부재에 의하여 지지되는 게이트 본체부와,
    상기 게이트 본체부에서 절곡되어 연장되는 게이트 전원 연결부를 포함하고, 상기 게이트 본체부와 상기 게이트 전원 연결부는 한 몸으로 형성되는 일체형 디지털 광원장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 게이트 본체부의 중앙부에는 전자가 진행할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 금속 재질의 메쉬가 형성되며, 상기 메쉬는 상기 에미터에서 기설정된 간격만큼 이격되는 일체형 디지털 광원장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 메쉬는 다수의 원형, 사각형 또는 육각형의 개구가 형성되는 벌집 형상으로 형성되는 일체형 디지털 광원장치.
  30. 제25항에 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 일체형 디지털 광원장치.
  31. 음극의 전극을 인가시키는 음극기판 전극부;
    상기 음극전극부 위에 전자를 방출하는 에미터부;
    상기 에미터부를 자가 정렬시킴과 아울러 상기 에미터부의 에지 효과(Edge Effect)를 방지시키는 가이더부;
    상기 에미터부로부터 방출된 상기 전자를 추출하는 게이트 전극부; 및
    상기 게이트 전극부에서 추출된 상기 전자를 포커싱시키는 포커싱 전극부;
    를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 가이더부는,
    상기 에미터부가 삽입 가능한 가이더홀을 구비하여, 상기 에미터부를 수평 방향으로 정렬시키는 가이더; 및
    상기 가이더홀과 연통하는 커버홀을 가지고 상기 가이더에 적층되되, 상기 에미터부의 에지를 가압하여 상기 에미터부를 수직방향으로 정렬시키도록 커버하는 에미터 커버;
    를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 에미터부의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 가이더홀의 내부에서 상기 에미터부가 정렬되며,
    상기 커버홀의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 에미터 커버가 상기 에미터부의 에지를 커버하는 전자방출 소스유닛.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 에미터부는 상기 가이더홀에 삽입되어 적층 가능한 적어도 하나의 에미터를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 음극기판 전극부와 상기 게이트 전극부 사이를 상호 절연시키는 제1절연부재 및 상기 게이트 전극부와 상기 포커싱 전극부 사이를 상호 절연시키는 제2절연부재를 포함하는 절연부;
    를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제1절연부재는 상기 에미터부와 상기 게이트 전극부 사이에 적층되는 박판 형상을 가지며,
    상기 제2절연부재는 상기 게이트 전극부와 상기 포커싱 전극부 사이에 적층되는 박판 형상을 가지는 전자방출 소스유닛.
  37. 제31항에 있어서,
    상기 게이트 전극부는,
    상기 에미터부의 상부에 적층 가능하며 상기 전자가 진행할 수 있는 게이트홀이 관통 형성된 박판 형상을 가지는 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극의 상기 게이트홀에 대응되도록 마련되며, 원형, 사격형 또는 벌집 형상을 가지고 상기 전자를 추출하는 메쉬;
    를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  38. 제31항에 있어서,
    상기 포커싱 전극부는,
    상기 전자를 포커싱시키는 포커싱홀을 가지는 포커싱 전극; 및
    상기 포커싱 전극으로부터 연장되어 외부 전원과 연결되는 전원 연결부;
    를 포함하는 전자방출 소스유닛.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 전원 연결부는,
    상기 포커싱 전극으로부터 수직 하방향으로 연장되는 전원 보호부재; 및
    상기 전원 보호부재의 내부를 통해 연장되어 외부의 전원과 연결되는 전원 라인;
    을 포함하며,
    상기 전원 보호부는 상기 게이트 전극부, 가이드부, 에미터부 및 음극기판 전극부를 순차적으로 관통하여 상기 외부의 전원과 연결되는 전자방출 소스유닛.
  40. 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛;
    상기 몸체유닛의 내부에서 전자를 방출하는 전자방출 소스유닛; 및
    상기 전자방출 소스유닛으로부터 방출된 상기 전자와의 충돌에 의해 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛;
    을 포함하며,
    상기 전자방출 소스유닛은 전자를 방출하는 에미터부를 자가 정렬시키며 에지를 커버하여 에지 효과(Edge Effect)를 방지시키는 가이더부를 포함하는 디지털 광원장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 전자방출 소스유닛은,
    음극의 전극을 인가시키는 음극기판 전극부;
    상기 음극기판 전극부에서 발생되는 음극의 전극으로 전자를 방출하는 상기 에미터부;
    상기 에미터부로부터 방출된 상기 전자를 추출하는 게이트 전극부; 및
    상기 게이트 전극부에서 추출된 상기 전자를 포커싱시키는 포커싱 전극부;
    를 포함하며,
    상기 음극기판 전극부, 에미터부, 가이더부, 게이트 전극부 및 포커싱 전극부가 상호 순차적으로 적층되는 디지털 광원장치.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 가이더부는,
    상기 에미터부가 삽입 가능한 가이더홀을 구비하여, 상기 에미터부를 수평 방향으로 정렬시키는 가이더; 및
    상기 가이더홀과 연통하는 커버홀을 가지고 상기 가이더에 적층되되, 상기 에미터부의 에지를 가압하여 상기 에미터부를 수직방향으로 정렬시키도록 커버하는 에미터 커버;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 에미터부의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 가이더홀의 내부에서 상기 에미터부가 정렬되며,
    상기 커버홀의 너비는 상기 가이더홀의 너비 보다 작게 형성되어 상기 에미터 커버가 상기 에미터부의 에지를 커버하는 디지털 광원장치.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 에미터부는 상기 가이더홀에 삽입되어 적층 가능한 적어도 하나의 에미터를 포함하는 디지털 광원장치.
  45. 제40항에 있어서,
    상기 전자방출 소스유닛은,
    상기 음극기판 전극부와 상기 게이트 전극부 사이를 상호 절연시키는 제1절연부재 및 상기 게이트 전극부와 상기 포커싱 전극부 사이를 상호 절연시키는 제2절연부재를 포함하는 절연부;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
  46. 제40항에 있어서,
    상기 게이트 전극부는,
    상기 에미터부의 상부에 적층 가능하며 상기 전자가 진행할 수 있는 게이트홀이 관통 형성된 박판 형상을 가지는 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극의 상기 게이트홀에 대응되도록 마련되며, 벌집 형상을 가지고 상기 전자를 추출하는 메쉬;
    를 포함하는디지털 광원장치.
  47. 제40항에 있어서,
    상기 포커싱 전극부는,
    상기 전자를 포커싱시키는 포커싱홀을 가지는 포커싱 전극; 및
    상기 포커싱 전극으로부터 연장되어 외부 전원과 연결되는 전원 연결부;
    를 포함하는 디지털 광원장치.
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