KR101065604B1 - binding structure of cathode based on carbon nanotube for X-ray tube - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조가 개시된다. 본 발명에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조는 전자를 방출하는 CNT(Carbon NanoTube) 에미터를 지지 기판에 기계적으로 고정시키기 위한 보조 결합수단을 구비하되, 지지 기판과의 착탈이 가능하도록, 전자를 방출하는 탄소나노튜브로 구성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터가 장착되는 지지 기판; 및 상기 CNT 에미터를 상기 지지 기판에 기계적으로 고정시키고, 그 상부면이 상기 탄소나노튜브보다 높게 형성된 보조 결합수단을 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 CNT 에미터의 교체가 간편할 뿐만 아니라 X-선관의 효율을 향상시키며, 탄소나노튜브의 손상을 방지할 수 있다.Disclosed is a bonding structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube according to the present invention. The coupling structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to the present invention includes an auxiliary coupling means for mechanically fixing a carbon nanotube (CNT) emitter that emits electrons to a support substrate, and detachable from the support substrate. To this end, a CNT emitter composed of carbon nanotubes emitting electrons; A support substrate on which the CNT emitter is mounted; And auxiliary coupling means mechanically fixing the CNT emitter to the support substrate, the upper surface of which is formed higher than the carbon nanotubes. Through this, the present invention is not only easy to replace the CNT emitter, but also improve the efficiency of the X-ray tube, it is possible to prevent damage to the carbon nanotubes.

X-선관, 음극부, 탄소나노튜브, CNT, 에미터 X-ray tube, cathode, carbon nanotube, CNT, emitter

Description

Ｘ-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조{binding structure of cathode based on carbon nanotube for X-ray tube}Binding structure of cathode based on carbon nanotube for X-ray tube

본 발명은 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube.

현재 사용되고 있는 X-선관은 진공 밀봉된 벌브 내부에 음극부와 양극부가 설치되어 있고 음극부에서 발생된 전자가 음극부와 양극부 사이에 인가되는 고전압에 의해 가속되어 양극부의 타깃에 충돌하면서 X-선이 발생하는 현상을 이용하고 있다.Currently used X-ray tube is equipped with a cathode part and an anode part inside a vacuum-sealed bulb, and electrons generated from the cathode part are accelerated by a high voltage applied between the cathode part and the anode part and collide with the target of the anode part. The phenomenon that a line generate | occur | produces is used.

이와 같이 음극부에서 전자를 발생시키는 종래의 대표적인 X-선관으로서는 텅스텐 필라멘트를 가열하여 전자를 발생시키는 열전자 방출 음극 구조를 갖는 X-선관을 들 수 있다. 그러나 이러한 열전자 방출 현상을 이용하는 엑스선관의 경우 텅스텐 필라멘트의 가열이 반복됨에 따라 필라멘트의 열화가 진행되어 전자 방출 특성을 변화하게 하고 X-선관의 수명을 제한하며 열전자를 방출시키기 위해 필라멘트를 가열할 때 생기는 열적 문제 때문에 필라멘트 및 접속부에서 발생하는 탈기체 및 내부 가열로 인해 진공도가 떨어지며, 필라멘트의 가열 시 증발된 텅스텐이 타 깃 표면, 진공 챔버 내벽 등에 증착되어 고압 절연을 저하시키고 투과 방사선량을 감소시키는 등의 문제점이 발생한다.Thus, as a typical representative X-ray tube which generate | occur | produces an electron in a cathode part, the X-ray tube which has a hot electron emission cathode structure which generates an electron by heating a tungsten filament is mentioned. However, in case of X-ray tube using the hot electron emission phenomenon, the filament deteriorates as the heating of tungsten filament is repeated, which changes the electron emission characteristics, limits the lifetime of the X-ray tube, and heats the filament to emit hot electrons. Due to thermal problems, the degree of vacuum decreases due to degassing and internal heating generated in the filament and the connecting portion.Tungsten evaporated during heating of the filament is deposited on the target surface, the inner wall of the vacuum chamber, and so on, thereby reducing the high pressure insulation and reducing the amount of transmitted radiation. Problems occur.

이에 최근에는 열전자 방출 현상 대신에 높은 전기장을 인가하였을 때 전자가 고체 표면의 전위 장벽(일함수)을 넘어서 방출되는 전계 방출 현상을 이용하는 X-선관에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 전자 방출 전압이 1 ~ 3 V/㎛로서 다른 금속 팁보다 수십 배 정도 낮은 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 전자 방출원의 재료로서 이용하는 X-선관에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, studies on X-ray tubes using field emission phenomenon in which electrons are emitted beyond the potential barrier (work function) on a solid surface when a high electric field is applied instead of the hot electron emission phenomenon have been actively conducted. In particular, studies on X-ray tubes using carbon nanotubes, which have electron emission voltages of 1 to 3 V / µm, which are several orders of magnitude lower than other metal tips, are used as materials for electron emission sources.

도 1은 종래 기술에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 구조를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a structure of a carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to the prior art.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부는 기판(111)과 기판 상에 증착되어 전자를 방출하는 탄소나노튜브(112)로 구성된 CNT 에미터(110) 및 CNT 에미터가 장착된 지지 기판(120) 등을 포함한다.As shown in FIG. 1, a CNT emitter 110 including a carbon nanotube-based cathode portion for an X-ray tube according to the related art is formed of a substrate 111 and a carbon nanotube 112 deposited on the substrate to emit electrons. ) And a support substrate 120 on which the CNT emitter is mounted.

종래 기술에 따른 X-선관의 동작 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다. 지지 기판(120)에 전압이 안가되면, 지지 기판(120)과 CNT 에미터(110)에 동일한 전위가 형성되어 CNT 에미터(110) 위에 균일한 전계가 형성되어 그 형성된 전계에 따라 CNT 에미터(110)에서 방출된 전자는 사방으로 퍼져나가게 된다.The operating principle of the X-ray tube according to the prior art is briefly described as follows. When no voltage is applied to the support substrate 120, the same potential is formed on the support substrate 120 and the CNT emitter 110, and a uniform electric field is formed on the CNT emitter 110, thereby forming a CNT emitter according to the formed electric field. The electrons emitted at 110 are spread out in all directions.

이렇게 퍼져나간 전자는 음극부와 소정 간격 이격되어 형성된 양극부의 타깃(도시되지 않음)에 충돌하면서 소정 X-선을 발생시키게 된다.The electrons thus spread collide with the target (not shown) of the anode portion formed to be spaced apart from the cathode portion by a predetermined distance to generate a predetermined X-ray.

그러나 이렇게 음극부의 CNT 에미터(110)에서 방출된 전자가 사방으로 퍼져나가더라도 그 중 일부는 CNT 에미터(110) 상부에 쌓이기 때문에 양극부에서 검출되는 전류량이 작아지고 이로 인하여 X-선관의 효율이 낮아진다는 문제점이 있다.However, even if the electrons emitted from the CNT emitter 110 in the cathode portion spread in all directions, some of them accumulate on the CNT emitter 110, and thus the amount of current detected at the anode portion is reduced, thereby increasing the efficiency of the X-ray tube. There is a problem that is lowered.

또한, CNT 에미터(110)를 지지 기판(120)에 고정시키기 위하여 접착제 등을 사용하게 되면, CNT 에미터(110)를 교체하기 쉽지 않고 그로 인해 CNT 에미터(110)를 구성하는 탄소나노튜브의 손상을 초래할 수도 있다는 문제점도 있다.In addition, when an adhesive or the like is used to fix the CNT emitter 110 to the support substrate 120, it is not easy to replace the CNT emitter 110, and therefore, the carbon nanotubes constituting the CNT emitter 110. Another problem is that it may cause damage.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자를 방출하는 CNT(Carbon NanoTube) 에미터를 지지 기판에 기계적으로 고정시키기 위한 보조 결합수단을 구비하되, 지지 기판과의 착탈이 가능하도록 결합시킴으로써, CNT 에미터의 교체가 간편할 수 있도록 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, provided with an auxiliary coupling means for mechanically fixing the carbon nanotube (CNT) emitter that emits electrons to the support substrate, detachable from the support substrate It is to provide a bonding structure of the carbon nanotube-based negative electrode portion for the X-ray tube to facilitate the replacement of the CNT emitter by coupling.

본 발명은 CNT 에미터의 일부에 접촉하는 보조 결합수단을 전자를 방출하는 CNT 에미터의 탄소나노튜브보다 높게 형성함으로써, X-선관의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 제공하는데 있다.According to the present invention, the carbon nanotube for the X-ray tube can be improved by forming an auxiliary coupling means contacting a part of the CNT emitter higher than the carbon nanotube of the CNT emitter emitting electrons. To provide a bonding structure of the base cathode portion.

또한, 본 발명은 CNT 에미터의 일부에 접촉하는 보조 결합수단을 전자를 방출하는 CNT 에미터의 탄소나노튜브보다 높게 형성함으로써, 탄소나노튜브의 손상을 방지할 수 있도록 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 제공하는데 있다.In addition, the present invention by forming a secondary bonding means in contact with a portion of the CNT emitter higher than the carbon nanotubes of the CNT emitter emitting electrons, carbon for X-ray tube to prevent damage to the carbon nanotubes To provide a bonding structure of the nanotube-based cathode portion.

이를 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조는 전자를 방출하는 탄소나노튜브로 구성된 CNT(Carbon NanoTube) 에미터; 상기 CNT 에미터가 장착되는 지지 기판; 및 상기 CNT 에미터를 상기 지지 기판에 기계적으로 고정시키고, 그 상부면이 상기 탄소나노튜브보다 높게 형성된 보조 결합수단을 포함할 수 있다.To this end, the bonding structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to an aspect of the present invention comprises a carbon nanotube (CNT) emitter consisting of carbon nanotubes for emitting electrons; A support substrate on which the CNT emitter is mounted; And an auxiliary coupling means mechanically fixing the CNT emitter to the support substrate, the upper surface of which is formed higher than the carbon nanotubes.

바람직하게, 상기 CNT 에미터는 기판; 및 상기 기판 상부에 성장되어, 소정의 전압 인가에 따라 상기 전자를 방출하는 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.Preferably, the CNT emitter is a substrate; And carbon nanotubes grown on the substrate and emitting the electrons according to application of a predetermined voltage.

바람직하게, 상기 보조 결합수단은 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브에서 방출된 전자가 양극부에 집중될 수 있도록, 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브를 둘러싸는 상부면이 상기 탄소나노튜브보다 높게 형성될 수 있다.Preferably, the auxiliary coupling means has a top surface surrounding the carbon nanotubes of the CNT emitter formed higher than the carbon nanotubes so that the electrons emitted from the carbon nanotubes of the CNT emitter can be concentrated on the anode portion. Can be.

이때, 상기 보조 결합수단은 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브를 둘러싸는 상부면의 높이가 10㎛ 내지 2mm의 범위 내에 있을 수 있다.In this case, the auxiliary coupling means may have a height of the upper surface surrounding the carbon nanotubes of the CNT emitter is in the range of 10㎛ to 2mm.

바람직하게, 상기 보조 결합수단은 상기 지지 기판에 결합하되, 상기 지지 기판 상부에 상기 CNT 에미터가 고정되도록 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮을 수 있다.Preferably, the auxiliary coupling means may be coupled to the support substrate, but may cover a part or the entire portion of the carbon nanotubes of the CNT emitter is not grown so that the CNT emitter is fixed on the support substrate.

이때, 상기 보조 결합수단은 상기 지지 기판과 결합하되, 착탈이 가능하도록 상기 지지 기판과 볼트와 너트로 결합될 수 있다.At this time, the auxiliary coupling means may be coupled to the support substrate, but may be coupled to the support substrate and the bolt and nut so as to be removable.

바람직하게, 상기 보조 결합수단은 소정의 전압이 인가되는 경우에, 상기 CNT 에미터와 동일한 전위를 유지하도록 금속 기판으로 형성될 수도 있다.Preferably, the auxiliary coupling means may be formed of a metal substrate to maintain the same potential as the CNT emitter when a predetermined voltage is applied.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 전자를 방출하는 CNT(Carbon NanoTube) 에미터(emitter)를 지지 기판에 기계 적으로 고정시키기 위한 다양한 형태의 보조 결합수단을 구비하되, 보조 결합수단과 지지 기판과의 착탈이 가능하도록 결합시키고자 하는 것이다.Hereinafter, the coupling structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The present invention has various types of auxiliary coupling means for mechanically fixing a carbon nanotube (CNT) emitter emitting electrons to a support substrate, and is coupled to enable attachment and detachment of the auxiliary coupling means and the support substrate. I want to.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 나타내는 제1 예시도이다.Figure 2 is a first exemplary view showing a coupling structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부는 기판(211)과 기판 상부에 성장되어 전자를 방출하는 탄소나노튜브(212)로 구성된 CNT 에미터(210), CNT 에미터가 장착된 지지 기판(220) 및 CNT 에미터(210)를 둘러싸도록 지지 기판(220)에 결합되는 보조 결합수단(230) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, a CNT emitter 210 composed of a carbon nanotube-based cathode portion for an X-ray tube according to the present invention is formed of a substrate 211 and carbon nanotubes 212 that are grown on the substrate to emit electrons. ), The supporting substrate 220 on which the CNT emitter is mounted, and the auxiliary coupling means 230 coupled to the supporting substrate 220 to surround the CNT emitter 210.

기판(211)은 금속 또는 실리콘 등의 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 소정 전압의 인가에 따라 전자를 방출하는 탄소나노튜브(212)는 기판(211) 상부에 스크린 프린팅(screen printing) 방법이나 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법 등에 의해 성장된다.The substrate 211 may be formed using a material such as metal or silicon. The carbon nanotubes 212 emitting electrons according to the application of a predetermined voltage are grown on the substrate 211 by a screen printing method or a chemical vapor deposition (CVD) method.

이때, 1) 스크린 프리팅 방법에 의해 탄소나노튜브를 성장시키는 과정을 간략히 설명하면, 기판의 상부 전면에 실버페인트를 도포한 후 스프레이건을 이용하여 탄소나노튜브 파우더를 2회 내지 3회 반복하여 뿌림으로써 적절량의 탄소나노튜브가 기판 위에 골고루 도포되도록 성장시킬 수 있다. 그리고 2) CVD 방법에 의해 탄소나노튜브를 성장시키는 과정을 간략히 설명하면, 기판 위에 TiN과 같은 버퍼층을 도포하고 Ni 나 Fe와 같은 촉매제를 도포한 후 아르곤이나 헬륨 같은 가스로 에 칭 작업을 하여 시드 입자(seed particle)를 생성한 후 C2H2 등과 같은 탄소나노튜브 소스 가스를 주입하여 탄소나노튜브를 성장시킬 수 있다.At this time, 1) briefly explaining the process of growing carbon nanotubes by the screen fritting method, after applying silver paint on the entire upper surface of the substrate and repeating the carbon nanotube powder 2 to 3 times using a spray gun By sprinkling, an appropriate amount of carbon nanotubes can be grown to be evenly spread on the substrate. And 2) briefly describing the process of growing carbon nanotubes by the CVD method, a buffer layer such as TiN and a catalyst such as Ni or Fe are coated on a substrate, and then seeded by etching with argon or helium. After generating particles, carbon nanotubes may be grown by injecting a carbon nanotube source gas such as C 2 H 2 .

특히, 탄소나노튜브(212)는 전자 방출 전압이 1 ~ 3 V/㎛로서 다른 금속 팁보다 수십 배 정도 낮아 전자 방출원의 재료로서 널리 사용되고 있다.In particular, the carbon nanotubes 212 have an electron emission voltage of 1 to 3 V / µm, which are several ten times lower than other metal tips, and are widely used as materials for electron emission sources.

지지 기판(220)은 그 상부에 CNT 에미터(210)를 장착하여 이를 지지하며, 피드 스루(feed through)를 통해 전압을 인가받아 이를 CNT 에미터(210)에 제공할 수 있다.The support substrate 220 may mount and support the CNT emitter 210 thereon, and receive the voltage through the feed through to provide the CNT emitter 210 to the CNT emitter 210.

보조 결합수단(230)은 CNT 에미터(210)를 지지 기판(220)에 고정시키기 위하여 사용되는데, 접착제 등을 사용하지 않고 기계적으로 고정시킬 수 있다. 이처럼 CNT 에미터(210)를 지지 기판(220)에 고정시키는 경우를 설명하면 다음과 같다.The auxiliary coupling means 230 is used to fix the CNT emitter 210 to the support substrate 220, and may be mechanically fixed without using an adhesive or the like. As described above, the CNT emitter 210 is fixed to the support substrate 220 as follows.

예컨대, 보조 결합수단(230)의 상부는 CNT 에미터(210)의 탄소나노튜브(212)가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮고 보조 결합수단(230)의 하부는 지지 기판(220)과 일부 겹쳐지거나 지지 기판(220)에 끼워지도록 형성되어 그 겹쳐지는 부분 즉, 결합부 내부를 볼트 및 너트 등을 이용하여 결합될 수 있다. 이러한 결합을 수월하게 할 수 있도록 보조 결합수단(230)의 내면의 형상은 CNT 에미터(210)와 지지 기판(220)의 외면의 형상이 일치되도록 형성될 수 있다.For example, an upper portion of the auxiliary coupling means 230 covers a part or the whole of the portion where the carbon nanotubes 212 of the CNT emitter 210 are not grown, and a lower portion of the auxiliary coupling means 230 is connected to the support substrate 220. It may be partially overlapped or formed to fit on the support substrate 220, and the overlapped portion, that is, the inside of the coupling part may be coupled using a bolt and a nut. In order to facilitate the coupling, the shape of the inner surface of the auxiliary coupling means 230 may be formed to match the shape of the outer surface of the CNT emitter 210 and the support substrate 220.

이러한 형태로 보조 결합수단(230)을 형성하게 되면, 접착제 등을 사용하는 번거로운 결합 과정을 거치지 않더라도 CNT 에미터(210)를 지지 기판(220)에 수월하게 고정시킬 수 있다는 이점이 있다. 반대로, 보조 결합수단(230)과 지지 기 판(220)의 해체만으로도 쉽게 CNT 에미터(210)를 교체할 수 있다When the auxiliary coupling means 230 is formed in this form, the CNT emitter 210 can be easily fixed to the support substrate 220 without the cumbersome bonding process using an adhesive or the like. On the contrary, the CNT emitter 210 can be easily replaced only by disassembling the auxiliary coupling means 230 and the support substrate 220.

즉, 본 발명에 따른 이러한 보조 결합수단(230)은 CNT 에미터(210)와 지지 기판(220)을 위, 아래에서 압력을 가하여 결합시키는 원리를 이용하는 것이다.That is, the auxiliary coupling means 230 according to the present invention uses the principle of coupling the CNT emitter 210 and the support substrate 220 by applying pressure from above and below.

또한, 보조 결합수단(230)은 CNT 에미터(210)로부터 방출된 전자를 소정 간격 이격되어 형성된 양극부의 타깃(도시되지 않음)에 집중시킬 수 있다. 이처럼 방출된 전자를 양극부의 타깃에 집중시키는 경우를 설명하면 다음과 같다.In addition, the auxiliary coupling means 230 may concentrate the electrons emitted from the CNT emitter 210 to a target (not shown) of the anode part formed at predetermined intervals. The case where the emitted electrons are concentrated on the target of the anode portion is described as follows.

예컨대, 보조 결합수단(230)의 상부는 CNT 에미터(210)의 탄소나노튜브(211)가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮되, 그 상부면이 탄소나노튜브(211)보다 높게 형성되며 금속 기판으로 형성될 수 있다. 그래서 소정의 전압이 인가되면, CNT 에미터(210)의 전위가 보조 결합수단(230)의 전위와 동일하게 유지되기 때문에 CNT 에미터의 탄소나노튜브에서 방출되는 전자는 CNT 에미터의 주위에 쌓이지 않고 안쪽으로 집중되어 양극부 방향으로 이동될 수 있다.For example, the upper portion of the auxiliary coupling means 230 covers a part or the entire portion of the CNT emitter 210 in which the carbon nanotubes 211 are not grown, and the upper surface thereof is formed higher than the carbon nanotubes 211. It may be formed of a metal substrate. Thus, when a predetermined voltage is applied, electrons emitted from the carbon nanotubes of the CNT emitter do not accumulate around the CNT emitter because the potential of the CNT emitter 210 remains the same as that of the auxiliary coupling means 230. It can be concentrated inward and moved in the direction of the anode.

이때, CNT 에미터(210)의 탄소나노튜브가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮고 있는 보조 결합수단(230)의 상부면의 높이는 탄소나노튜브의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 보조 결합수단(230)의 상부면의 높이는 탄소나노튜브보다 높게 형성될 수 있는데, 예컨대, 10㎛ 내지 2mm 범위 이내일 수 있다.At this time, the height of the upper surface of the auxiliary coupling means 230 covering the part or the whole of the carbon nanotubes of the CNT emitter 210 is not grown may vary depending on the size of the carbon nanotubes. That is, the height of the upper surface of the auxiliary coupling means 230 may be formed higher than the carbon nanotubes, for example, it may be within the range of 10㎛ to 2mm.

또한, 보조 결합수단(230)은 CNT 에미터(210)의 탄소나노튜브(212)를 둘러싸고 있기 때문에 외부 영향 예컨대, 물리적 충격 등으로부터 이를 보호하는 역할을 할 수도 있다.In addition, since the auxiliary coupling means 230 surrounds the carbon nanotubes 212 of the CNT emitter 210, it may serve to protect it from external influences such as physical impact.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 나타내는 제2 예시도이다.3 is a second exemplary view showing a coupling structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부는 도 2에서 설명된 내용과 기능 또는 역할은 모두 동일하며, CNT 에미터에 결합하는 지지 기판과 보조 결합수단의 형태가 달라질 수 있음을 보여주고 있다.As shown in FIG. 3, the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to the present invention has the same function or role as that described in FIG. 2, and the support substrate and the auxiliary coupling means are coupled to the CNT emitter. It can be seen that the shape of can vary.

예컨대, CNT 에미터(310)가 지지 기판(320) 위에서 좌우측으로 이동하지 못하도록 지지 기판(320)에 의해 둘러싸여지도록 형성하고 그 위에 보조 결합수단(330)을 결합할 수 있다. 즉, 보조 결합수단(330)은 지지 기판(320)과 CNT 에미터(310)의 탄소나노튜브(311)가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮되, 지지 기판(320)과는 볼트(351)와 너트(352)를 이용하여 결합될 수 있다.For example, the CNT emitter 310 may be formed to be surrounded by the support substrate 320 to prevent the CNT emitter 310 from moving left and right on the support substrate 320, and the auxiliary coupling means 330 may be coupled thereon. That is, the auxiliary coupling means 330 covers a part or all of the portion where the carbon nanotubes 311 of the support substrate 320 and the CNT emitter 310 are not grown, and the bolt 351 with the support substrate 320. ) And the nut 352 may be combined.

이와 같이, 본 발명은 전자를 방출하는 CNT(Carbon NanoTube) 에미터를 지지 기판에 기계적으로 고정시키기 위한 보조 결합수단을 구비하되, 지지 기판과의 착탈이 가능하도록 결합시킴으로써, CNT 에미터의 교체가 간편할 수 있다.As such, the present invention includes an auxiliary coupling means for mechanically fixing a carbon nanotube (CNT) emitter that emits electrons to a support substrate, but by attaching and detaching the support substrate, the replacement of the CNT emitter is possible. It can be simple.

또한, 본 발명은 CNT 에미터에 접촉하는 보조 결합수단을 전자를 방출하는 CNT 에미터의 탄소나노튜브보다 높게 형성함으로써, X-선관의 효율을 향상시키고, 교체 시 발생할 수 있는 탄소나노튜브의 손상을 방지할 수 있다.In addition, the present invention forms an auxiliary bonding means for contacting the CNT emitter higher than the carbon nanotubes of the CNT emitter emitting electrons, thereby improving the efficiency of the X-ray tube, damage to the carbon nanotubes that may occur during replacement Can be prevented.

본 발명에 의한, X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 구조는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위 한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.According to the present invention, the structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube may be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and is not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are only for the purpose of describing the contents of the invention in detail, and are not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common in the art to which the present invention belongs. As those skilled in the art can make various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, it is not limited to the embodiments and the accompanying drawings, as well as the claims below. It should be judged by including the claims and the equivalents.

도 1은 종래 기술에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 구조를 나타내는 예시도이고,1 is an exemplary view showing the structure of a carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube according to the prior art,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 나타내는 제1 예시도이고,2 is a first exemplary view showing a coupling structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조를 나타내는 제2 예시도이다.3 is a second exemplary view showing a coupling structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

210, 310: CNT 에미터210, 310: CNT emitter

211, 311: 기판211, 311: substrate

212,312: 탄소나노튜브212,312: carbon nanotubes

220, 320: 지지 기판220, 320: support substrate

230, 330: 보조 결합수단230, 330: auxiliary coupling means

240: 결합부240: coupling part

351: 볼트351: bolt

352: 너트352: nut

Claims (7)

전자를 방출하는 탄소나노튜브를 포함하는 CNT(Carbon NanoTube) 에미터;Carbon nanotube (CNT) emitters including carbon nanotubes emitting electrons; 상기 CNT 에미터가 장착되는 상부를 가지는 지지 기판; 및A support substrate having a top on which the CNT emitter is mounted; And 상기 지지 기판에 상기 CNT 에미터를 기계적으로 고정시키고, 상기 지지 기판과의 착탈이 가능하며, 상기 CNT 에미터와 상기 지지 기판에 접촉하여 배치되는 보조 결합수단을 포함하며,Mechanically fixing the CNT emitter to the support substrate, detachable from the support substrate, and including auxiliary coupling means disposed in contact with the CNT emitter and the support substrate, 상기 보조 결합수단은 상기 CNT 에미터에 포함된 탄소나노튜브가 노출되도록 상기 탄소나노튜브를 둘러싸고,The auxiliary coupling means surrounds the carbon nanotubes to expose the carbon nanotubes contained in the CNT emitter, 상기 보조 결합수단의 상부면은 상기 탄소나노튜브의 상부보다 높게 형성되는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.The upper surface of the auxiliary coupling means is a coupling structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube is formed higher than the upper portion of the carbon nanotube. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 CNT 에미터는,The CNT emitter is, 기판; 및Board; And 상기 기판 상부에 성장되어, 소정의 전압 인가에 따라 상기 전자를 방출하는 탄소나노튜브를 포함하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.A coupling structure of a carbon nanotube-based negative electrode for an X-ray tube, which is grown on the substrate and includes carbon nanotubes emitting electrons when a predetermined voltage is applied. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조 결합수단은,The auxiliary coupling means, 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브에서 방출된 전자가 양극부에 집중될 수 있도록, 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브를 둘러싸는 상부면이 상기 탄소나노튜브보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.X-ray tube, characterized in that the upper surface surrounding the carbon nanotubes of the CNT emitter is formed higher than the carbon nanotubes so that the electrons emitted from the carbon nanotubes of the CNT emitter can be concentrated in the anode portion Coupling structure of carbon nanotube-based negative electrode for. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 보조 결합수단은,The auxiliary coupling means, 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브를 둘러싸는 상부면의 높이가 10㎛ 내지 2mm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.Bonding structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube, characterized in that the height of the upper surface surrounding the carbon nanotubes of the CNT emitter is in the range of 10 ㎛ to 2mm. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조 결합수단은,The auxiliary coupling means, 상기 지지 기판에 결합하되, 상기 지지 기판 상부에 상기 CNT 에미터가 고정되도록 상기 CNT 에미터의 탄소나노튜브가 성장되지 않은 부분의 일부 또는 전체를 덮는 것을 특징으로 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.Carbon nanotubes for the X-ray tube is coupled to the support substrate, the carbon nanotubes of the CNT emitter to cover the part or the whole of the ungrown portion so that the CNT emitter is fixed on the support substrate Bond structure of base cathode. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조 결합수단은,The auxiliary coupling means, 상기 지지 기판과 결합하되, 착탈이 가능하도록 상기 지지 기판과 볼트와 너트로 결합되는 것을 특징으로 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.Coupling structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube, characterized in that coupled to the support substrate, the support substrate and the bolt and nut so as to be removable. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조 결합수단은,The auxiliary coupling means, 전압이 인가되는 경우에, 상기 CNT 에미터와 동일한 전위를 유지하도록 금속 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 X-선관을 위한 탄소나노튜브 기반 음극부의 결합 구조.When the voltage is applied, the structure of the carbon nanotube-based negative electrode for the X-ray tube, characterized in that formed of a metal substrate to maintain the same potential as the CNT emitter.
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