KR20220058109A

KR20220058109A - 전자방출 소스 및 이를 포함하는 엑스레이장치

Info

Publication number: KR20220058109A
Application number: KR1020200143482A
Authority: KR
Inventors: 류제황; 여승준; 조종길; 정재익; 장재규; 박한결; 아마르 프라사드 굽타
Original assignee: 주식회사 씨에이티빔텍
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-05-09
Also published as: KR102477781B1

Abstract

개시된 본 발명에 의한 엑스레이 장치의 전자방출 소스는, 엑스레이 발생을 위한 전자를 방출하는 전극부, 전극부로부터 방출되는 전자를 추출하는 게이트부 및, 절연성을 가지고 전극부와 게이트부의 사이에 마련되는 절연부를 포함하며, 절연부는 전극부와 게이트부에 양 단부가 각각 접합되고, 전극부의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 접합된다. 이러한 구성에 의하면, 조립성이 우수하면서도 기밀성 확보에 유리한 전자방출 소스 및 이를 포함하는 엑스레이장치를 제공할 수 있다.

Description

전자방출 소스 및 이를 포함하는 엑스레이장치{ELECTRON EMISSION SOURCE AND X-RAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 전자방출 소스 및 이를 포함하는 엑스레이장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 우수한 기밀성으로 전자 방출 성능이 우수하며 조립성이 향상된 전자방출 소스 및 이를 포함하는 엑스레이장치에 관한 것이다.

일반적으로 엑스레이는 진공관인 X선관(X-ray tube)을 구비하여, X선을 방출한다. 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.

한편, 근래에는 엑스레이의 전계 방출원으로 나노 물질인 탄소나노튜브(CNT)의 성장을 이용한 엑스레이의 개발이 활발하게 진행 중이다. 탄소나노튜브는 탄소로 이루어진 탄소 동소체(carbon allotrope)로서, 하나의 탄소 원자가 다른 탄소 원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있어 다양한 전기 전자 분야에서 응용되고 있다.

이러한 엑스레이를 방출하기 위한 엑스레이 장치는 내부 기밀성과 함께, 전자방출 소스를 구성하는 에미터, 캐소드 전극, 케이트 전극 등의 구성요소들의 정렬이 품질의 주요 인자이다. 이에 따라, 근래에는 전자방출 소스의 전자 방출 품질을 향상시키기 위한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다.

한국등록특허 제10-0851950호 한국등록특허 제10-0490480호

본 발명의 목적은 내부 기밀성을 유지하면서도 조립 정렬 정확도를 향상시킬 수 있도록 조립 공정이 개선된 전자방출 소스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적이 달성된 전자방출 소스를 포함하는 엑스레이장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자방출 소자는, 엑스레이 발생을 위한 전자를 방출하는 전극부, 상기 전극부로부터 방출되는 전자를 추출하는 게이트부 및, 전기 절연성을 가지고 상기 전극부와 게이트부의 사이에 마련되는 절연부를 포함하며, 상기 절연부는 상기 전극부와 게이트부에 양 단부가 각각 접합되고, 상기 전극부의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 접합된다.

또한, 상기 절연부와 상기 전극부 및 게이트부 사이의 접촉 영역은 메탈라이징(metalizing), 브레이징(Brazing) 및 본딩(Bonding) 중 적어도 어느 하나에 의해 접합될 수 있다.

또한, 상기 전극부는, 전자 방출원 및 상단에 상기 전자 방출원이 적층되어 음전극을 인가하며, 하단으로부터 직경 방향으로 연장되어 원주 방향을 따라 수직 상방향으로 절곡된 지지돌기가 마련되는 캐소드 전극을 포함하며, 상기 절연부는 하단이 상기 지지돌기에 적층되어 선접촉되고, 내주면은 상기 캐소드 전극의 외주면에 밀착되는 튜브 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 전자 방출원은 금속 또는 탄소계열 물질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 절연부는 상기 지지돌기로부터 상기 캐소드 전극의 상면 사이에 마련되되, 상기 절연부의 모서리는 모따기된 모따기면이 마련되어 상기 캐소드 전극의 단부를 커버하지 않을 수 있다.

또한, 상기 절연부는 세라믹 재질로 마련되며, 상기 전극부의 단부를 커버하지 않을 수 있다.

또한, 상기 게이트부는, 상기 전극부와 마주하는 게이트 메쉬 및 상기 게이트 메쉬의 테두리를 지지하며, 상기 절연부의 상부에 적층되는 게이트 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극은 상기 전극부와의 사이에 공간을 형성시키도록 하면에 마련되는 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 절곡된 제1단턱 및, 상기 제1단턱으로부터 직경 방향으로 연장되어 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 절곡된 제2단턱을 포함하되, 상기 제2단턱은 상기 절연부의 일측 단부에 면접촉되어 상기 절연부의 적어도 일부 외주면을 감쌀 수 있다.

또한, 상기 전극부에는 진공력을 제공하는 진공 파이프가 관통 삽입될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 엑스레이장치는, 중공의 몸체부, 상기 몸체부의 일측에 마련되어, 상기 몸체부의 내부를 향해 전자를 방출하는 전자방출 소스 및, 상기 전자방출 소스와 마주하도록 상기 몸체부의 타측에 마련되어, 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스레이를 발생시키는 애노드부를 포함하며, 상기 전자방출 소스는, 엑스레이 발생을 위한 전자를 방출하는 전극부, 상기 전극부로부터 방출되는 전자를 추출하는 게이트부 및, 전기 절연성을 가지고 상기 전극부와 게이트부의 사이에 마련되는 절연부를 포함하며, 상기 절연부는 상기 전극부와 게이트부에 양 단부가 각각 접합되고, 상기 전극부의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 접합된다.

또한, 상기 몸체부는 상기 진공 파이프와의 연결에 의해, 내부가 직접 진공되는 중공의 챔버를 포함할 수 있다.

또한, 상기 애노드부는 상기 전자와 충돌하는 반사면을 가지며, 상기 반사면으로부터 안내되는 상기 엑스레이를 상기 몸체부의 외부로 안내하는 윈도우가 상기 몸체부에 마련될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 전극부와 게이트부에 대해 절연부의 양 단부가 각각 접합되고 전극부의 외주면을 감싸도록 접합됨으로써, 전자방출 소스의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 특히, 절연부와 전극부 및 게이트부 사이의 접촉 영역이 모두 접합됨으로써, 높은 진공상태를 유지할 수 있어, 전자 방출 효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 중력 방향으로의 고정력이 아닌 접합력을 이용해 절연부가 전극부와 게이트부 사이에 마련됨으로써, 접촉 저항 증가, 부품 오염 및 부품 정렬도 저하를 개선할 수 있다. 이를 통해, 조립 공정시간 단축, 부품 완성도 향상 및 제조 단가 향상에 기여할 수 있다.

셋째, 진공 파이프가 직접 연결되어 엑스레이 장치의 내부를 직접 진공시킬 수 있어, 고품질의 진공 유지가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자방출 소스를 구비하는 엑스레이 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엑스레이장치의 전자방출 소스를 개략적으로 도시한 단면도이다. 그리고,
도 3은 도 2에 도시된 전자방출 소스를 개략적으로 도시한 분해도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 전자방출 소스(20)를 구비하는 엑스레이 장치(1)가 개략적으로 도시된다. 도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스레이 장치(1)는 몸체부(10), 전자방출 소스(20) 및 애노드부(30)를 포함한다.

몸체부(10)는 내부에 공간이 마련되는 중공의 원통 챔버를 포함하며, 내부는 진공 상태이다. 이러한 몸체부(10)의 일측에는 몸체부(10)의 내부에서 외부로 방출되는 엑스레이의 출입구인 윈도우(11)가 마련된다. 윈도우(11)는 베릴륨 및 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 이때, 윈도우(11)가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스레이만 방출되도록 필터튜브될 수 있다. 또한, 윈도우(11)가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우(11)를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.

몸체부(10)는 비금속성 재질로 형성될 수 있다. 이렇게 몸체부(10)가 비금속성 재질로 마련될 경우, 후술할 전자방출 소스(20)에 인가되는 7만 볼트 이상의 고압 전류가 몸체부(10)의 내벽을 따라 흐름을 방지하도록 절연성을 확보할 수 있다.

전자방출 소스(20)는 몸체부(10)의 내부의 일측에 마련되어, 전자를 방출한다. 여기서, 전자방출 소스(20)는 엑스레이를 발생시키기 위해 전자를 방출하는 전자방출 모듈 내지 전자총을 포함하며, 몸체부(10)의 하부에 마련된다. 이러한 전자방출 소스(20)는 진공의 몸체부(10)의 내부에서 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT) 기반의 전계 방출(field emission) 방식으로 전자를 방출하는 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정되지 않으며, 전극부(210)가 빛을 발생시키는 광원에 적용되는 변형예도 가능하다. 이러한 전자방출 소스(20)의 구성은 보다 자세히 후술한다.

애노드부(30)는 전자방출 소스(20)로부터 방출된 전자와 충돌하여 엑스레이와 같은 광을 발생시켜 몸체부(10)의 외부로 안내한다. 애노드부(30)에서 발생하는 엑스레이를 포함하는 광은 애노드부(30)의 재질과 엑스레이장치(1)에 인가되는 전압의 크기에 따라서 달라질 수 있으며, 구체적으로 엑스레이, 가시광선, 적외선, 자외선 가운데 어느 하나가 될 수 있다.

애노드부(30)는 전자방출 소스(20)와 마주하도록 몸체부(10)의 타측 즉, 상부에 마련된다. 또한, 애노드부(30)는 전자와 충돌에 의해 엑스레이(L) 또는 광을 발생시켜 몸체부(10)의 외부로 안내하기 위해 반사면(31)을 구비한다. 이러한 반사면(31)을 구비하는 애노드부(30)의 구성은 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 설명은 생략한다.

참고로, 애노드부(30)의 반사면(31)은 애노드부(30)와 동일 재질로 형성되거나, 형광물질로 형성되어 엑스레이, 가시광선, 적외선, 자외선 중 적어도 어느 하나의 광을 발생시킨다. 아울러, 반사면(31)이 금속이 아닌 유리와 같은 재질로 형성될 경우, 전자와의 충돌에 의해 조명을 위한 광을 발생시키는 변형예도 가능하다.

한편, 이상과 같은 엑스레이장치(10)에 구비되는 전자방출 소스(20)를 도 2 및 도 3을 참고하여 보다 자세히 설명한다.

도 2 및 도 3과 같이, 전자방출 소스(20)는 전극부(210), 게이트부(220) 및 절연부(230)를 포함한다.

전극부(210)는 엑스레이 발생을 위한 전자를 방출한다. 이를 위해, 전극부(210)는 전자 방출원(211) 및 캐소드 전극(212)을 포함한다.

전자 방출원(211)은 전자를 방출하는 일종의 에미터이다. 이러한 전자 방출원(211)는 얇은 판상의 면 광원으로 형성되며, 상술한 애노드부(30)와 마주하여 애노드부(30)를 향해 전자를 방출한다. 여기서, 전자 방출원(211)은 규소, 금속, 탄소계열 위에 형성된 탄소계열 물질 또는 금속인 것이 바람직하다. 또한, 전자 방출원(211)은 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 이용하여 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능한 것으로 예시한다.

참고로, 전자 방출원(211)의 테두리는 보호부재(211a)에 의해 감싸져 보호됨과 아울러, 에지 효과(Edge effect)가 방지될 수 있다.

캐소드 전극(212)은 전자 방출원(211)으로 음극을 인가하는 일종의 음전극이다. 이를 위해, 캐소드 전극(212)의 재료에는 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속을 포함하는 금속 전극이다.

캐소드 전극(212)은 축 방향으로 관통된 캐소드 홀(212a)이 관통 형성되며, 캐소드 홀(212a)과 연통하도록 진공 파이프(240)가 삽입되는 진공홀(212b)이 관통 형성된다. 이때, 진공 파이프(240)가 삽입된 진공홀(212b)의 직경은 캐소드 홀(212a)의 직경보다 확장된 형상을 가질 수 있으나, 이는 도시된 예로 한정되지 않음은 당연하다.

이러한 캐소드 전극(212)은 캐소드 홀(212a)과 진공홀(212b)이 상호 연통하도록, 축 방향으로 관통된 형상을 가진다. 이때, 진공홀(212b)에는 몸체부(10)에 진공압을 직접 제공하기 위한 진공 파이프(240)가 삽입됨으로써, 연통하는 캐소드 홀(212a)을 통해 몸체부(10)의 내부로 진공압이 제공되게 된다. 그로 인해, 본 발명에서 설명하는 엑스레이장치(1)는 진공 파이프(240)와의 연결에 의해 직접 진공방식으로 진공됨으로써, 높은 수준의 진공 상태 유지에 유리하다.

한편, 캐소드 전극(212)의 캐소드 상면(212c)에는 십자홀(213)이 관통 형성되며, 이러한 십자홀(213)이 마련된 캐소드 상면(212c)에 전자 방출원(211)이 안착되어 음극이 인가된다.

게이트부(220)는 전극부(210)로부터 방출되는 전자를 추출한다. 이러한 게이트부(220)는 전자 방출원(211)의 상측에 위치하며, 게이트 메쉬(221) 및 게이트 전극(222)을 포함한다.

게이트 메쉬(221)는 비교적 얇은 판상으로 마련되며, 금속의 망(mesh) 형상을 가진다. 이러한 게이트 메쉬(221)의 테두리는 게이트 전극(222)에 의해 지지된다. 이때, 게이트 전극(222)의 중앙에는 게이트홀(223)이 관통 형성되고, 게이트홀(223)에 게이트 메쉬(221)가 마련됨으로써, 추출되는 전자의 방출을 간섭하지 않는다. 여기서, 게이트 메쉬(221)는 전자 방출원(211)과 기설정된 간격만큼 이격될 수 있으며, 전자 방출원(211)의 가운데 부분까지 전기장이 잘 인가되도록 유도하여, 전자 방출원(211)으로부터 방출되는 전자를 균일하게 추출한다.

한편, 게이트 메쉬(221)는 금속망 사이의 다수의 개구가 형성되고, 개구의 형상이 육각형의 벌집 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 게이트 메쉬(221)의 개구 형상이 육각형으로 형성될 경우, 전자가 금속망에 충돌되지 않고 안정적으로 배출되어 게이트 메쉬(221)가 전자를 효율적으로 추출할 수 있다.

한편, 게이트 전극(222)의 하면에는 게이트 메쉬(221)와 전자 방출원(211) 사이의 간격을 위해 제1단턱(224)이 마련된다. 제1단턱(224)은 게이트 전극(222)의 하면에 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 단턱지게 마련된다. 이러한 제1단턱(224)으로 인해 전자 방출원(211)과 게이트부(220) 사이에 이격된 공간이 형성될 수 있어, 장기간 사용 중에 부품으로부터 발생되는 예컨대, 전자 방출원(211)으로부터 발생되는 카본 가루 등과 같은 오염물질로 인한 오염을 방지할 수 있다.

또한, 제1단턱(224)으로부터 직경 방향으로 연장되어, 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 절곡된 제2단턱(225)이 게이트 전극(222)에 마련된다. 이러한 제2단턱(225)은 후술할 절연부(230)의 적어도 일부 외주면을 감싸 면접촉한다.

절연부(230)는 전기 절연성을 가지고 전극부(210)와 게이트부(220)의 사이에 마련된다. 절연부(230)는 세라믹과 같은 절연성 재질로 마련될 수 있으나, 꼭 이에 재질이 한정되지 않는다. 이러한 절연부(230)는 전극부(210)와 게이트부(220)의 사이에 적층되어 양 단부가 전극부(210)와 게이트부(220)에 각각 접합되고, 전극부(210)의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 접합된다.

여기서, 절연부(230)는 캐소드 전극(212)의 지지돌기(214)에 적층되어 캐소드 전극(212)의 캐소드 외주면(212d)에 밀착되는 튜브 형상을 가진다. 캐소드 전극(212)의 지지돌기(214)는 캐소드 전극(212)의 하단으로부터 직경 방향으로 연장되어 원주 방향을 따라 수직 상방향으로 절곡된다. 이렇게 캐소드 전극(212)의 하단으로부터 연장되어 돌출된 지지돌기(214)에 절연부(230)의 절연 하면(232)이 적층되어 선접촉된다. 이때, 절연부(230)의 절연 하면(232)과 지지돌기(214) 사이는 메탈라이징(metalizing), 브레이징(Brazing) 및 본딩(Bonding) 중 적어도 어느 하나에 의해 접합된다.

즉, 캐소드 전극(212)의 지지돌기(214)에 대해 절연부(230)가 중력 방향으로 적층됨과 아울러, 상호 접합되는 것이다. 이렇게 캐소드 전극(212)으로부터 일체로 연장된 지지돌기(214)에 선접촉되도록 절연부(230)의 절연 하면(232)이 적층되어 접합되는 경우, 절연부(230)와 캐소드 전극(212) 사이의 치수 정밀도와 상관없이 기밀성 확보가 가능하다.

또한, 절연부(230)의 절연 내주면(231)은 캐소드 전극(212)의 캐소드 외주면(212d)에 밀착되도록 접합된다. 이때, 상호 접촉되는 절연부(230)의 절연 내주면(231)과 캐소드 전극(212)의 캐소드 외주면(212d) 사이는 상술한 접합 방식 중 적어도 어느 하나 예컨대, 메탈라이징에 의해 상호 접합된다.

한편, 절연부(230)는 지지돌기(214)로부터 캐소드 전극(212)의 캐소드 상면(212c)까지 연장된 높이를 가짐으로써, 캐소드 전극(212)의 캐소드 상면(212c)에 적층된 전자 방출원(211)을 비 간섭함이 좋다. 즉, 전자를 방출하는 전자 방출원(211)이 절연부(230)에 의해 감싸지지 않음으로써, 전자 방출원(211)의 전자 방출 동작을 전기적으로 간섭하지 않음이 좋다.

아울러, 게이트 전극(222)의 하단이 절연부(230)의 절연 상면(233)에 적층됨과 아울러, 게이트 전극(222)의 하단으로부터 돌출된 제2단턱(225)이 절연부(230)의 절연 외주면(234)을 적어도 일부 감싸도록 면접촉된다. 이때, 제2단턱(225)은 절연부(230)의 절연 외주면(234) 중 상부 영역 즉, 절연부(230)의 절연 상면(233) 인근 영역만을 감싸는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 이러한 게이트 전극(222)의 제2단턱(225)과 절연부(230)의 절연 외주면(234) 사이의 접촉 영역 또한, 상술한 접합 방식 중 적어도 어느 하나에 의해 상호 접합된다.

참고로, 도 3의 도시와 같이, 절연부(230)의 모서리들은 비스듬하게 모따기(chamfering)된 모따기면(235)으로 마련된다. 이러한 모따기면(235) 중에서 절연부(210)의 절연 상면(233)과 절연 내주면(231) 사이에 마련된 모따기면(235)으로 인해, 절연부(230)는 전극부(210)의 상부 영역인 캐소드 전극(212)의 캐소드 상면(212c)을 비 커버하게 된다. 그로 인해, 절연부(230)는 전극부(210)의 단부를 커버하지 않고 노출시킨다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 전자방출 소스(20)의 조립 방법을 도 2 및 도 3을 참고하여 정리하면, 다음과 같다.

우선, 전극부(210)의 캐소드 전극(212)의 지지돌기(214)에 절연부(230)가 적층되어 선접촉되며, 접촉된 영역은 상호 접합된다. 이때, 캐소드 전극(212)의 캐소드 외주면(212d)과 절연부(230)의 절연 내주면(231) 사이도 상호 밀착되어 접합된다. 또한, 게이트부(220)의 게이트 전극(222)이 게이트 메쉬(221)가 게이트 홀(223)에 마련된 상태로 절연부(230)의 절연 상면(233)에 적층된다. 여기서, 게이트 전극(222)의 제2단턱(225)이 절연부(230)의 절연 외주면(234)의 상부 영역에 밀착되어 면접촉됨으로써, 상호 접합된다. 그로 인해, 절연부(230)의 하면에는 캐소드 전극(212)의 지지돌기(214), 절연 내주면(231)에는 캐소드 전극(212)의 캐소드 외주면(212d) 그리고, 절연부(230)의 절연 상면(233)과 절연 외주면(234)의 상부 영역은 게이트 전극(222)의 제2단턱(225)과 접촉되어 상호 접합되게 된다.

이와 같이, 절연부(230)는 전극부(210)와 게이트부(220) 사이에서 중력 방향의 가압 고정력이 아닌, 상호 접합력에 의해 결합됨으로써, 각 부품들 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 절연부(230)가 전극부(210) 및 게이트부(220)의 사이에서 기밀성을 확보할 수 있어, 높은 수준의 진공 상태를 유지시킬 수 있다. 이때, 진공 파이프(240)가 몸체부(10)의 내부를 직접 진공시킴에 따라, 고품질의 진공 상태 유지에 보다 유리하다.

뿐만 아니라, 기존의 캐소드 전극(212)과 절연부(230) 사이의 측면 결합 방식에 비해, 지지돌기(214)에 절연부(230)가 선접촉되도록 적층되는 방식은 상대적으로 각 부품들의 정확한 가공 치수가 요구되지 않는다. 이에 따라, 공정 시간 단축, 소자 완성도 향상 및 제조 단가 향상과 함께 조립 효율을 향상시킬 수 있다.

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.

1: 엑스레이 장치 10: 몸체부
11: 윈도우 20: 전자방출 소스
30: 애노드부 210: 전극부
211: 전자 방출원 212: 캐소드 전극
220: 게이트부 221: 게이트 메쉬
222: 게이트 전극 230: 절연부
240: 진공 파이프

Claims

엑스레이 발생을 위한 전자를 방출하는 전극부;
상기 전극부로부터 방출되는 전자를 추출하는 게이트부; 및
전기 절연성을 가지고 상기 전극부와 게이트부의 사이에 마련되는 절연부;
를 포함하며,
상기 절연부는 상기 전극부와 게이트부에 양 단부가 각각 접합되고, 상기 전극부의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 접합되는 전자방출 소스.
제1항에 있어서,
상기 절연부와 상기 전극부 및 게이트부 사이의 접촉 영역은 메탈라이징(metalizing), 브레이징(Brazing) 및 본딩(Bonding) 중 적어도 어느 하나에 의해 접합되는 전자방출 소스.
제1항에 있어서,
상기 전극부는,
전자 방출원; 및
상단에 상기 전자 방출원이 적층되어 음전극을 인가하며, 하단으로부터 직경 방향으로 연장되어 원주 방향을 따라 수직 상방향으로 절곡된 지지돌기가 마련되는 캐소드 전극;
을 포함하며,
상기 절연부는 하단이 상기 지지돌기에 적층되어 선접촉되고, 내주면은 상기 캐소드 전극의 외주면에 밀착되는 튜브 형상을 가지는 전자방출 소스.
제3항에 있어서,
상기 전자 방출원은 금속 또는 탄소계열 물질로 형성되는 전자방출 소스.
제3항에 있어서,
상기 절연부는 상기 지지돌기로부터 상기 캐소드 전극의 상면 사이에 마련되되, 상기 절연부의 모서리는 모따기된 모따기면이 마련되어 상기 캐소드 전극의 단부를 커버하지 않는 전자방출 소스.
제1항에 있어서,
상기 절연부는 세라믹 재질로 마련되며, 상기 전극부의 단부를 커버하지 않는 전자방출 소스.
제1항에 있어서,
상기 게이트부는,
상기 전극부와 마주하는 게이트 메쉬; 및
상기 게이트 메쉬의 테두리를 지지하며, 상기 절연부의 상부에 적층되는 게이트 전극;
을 포함하며,
상기 게이트 전극은 상기 전극부와의 사이에 공간을 형성시키도록 하면에 마련되는 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 절곡된 제1단턱 및, 상기 제1단턱으로부터 직경 방향으로 연장되어 원주 방향을 따라 수직 하방향으로 절곡된 제2단턱을 포함하되, 상기 제2단턱은 상기 절연부의 일측 단부에 면접촉되어 상기 절연부의 적어도 일부 외주면을 감싸는 전자방출 소스.
제1항에 있어서,
상기 전극부에는 진공력을 제공하는 진공 파이프가 관통 삽입되는 전자방출 소스.
중공의 몸체부;
상기 몸체부의 일측에 마련되어, 상기 몸체부의 내부를 향해 전자를 방출하는, 제1항 내지 제8항 중 적어도 어느 한 항에 기재된 전자방출 소스; 및
상기 전자방출 소스와 마주하도록 상기 몸체부의 타측에 마련되어, 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스레이를 발생시키는 애노드부;
를 포함하는 엑스레이장치.
제9항에 있어서,
상기 몸체부는 상기 진공 파이프와의 연결에 의해, 내부가 직접 진공되는 중공의 챔버를 포함하는 엑스레이장치.
제9항에 있어서,
상기 애노드부는 상기 전자와 충돌하는 반사면을 가지며, 상기 반사면으로부터 안내되는 상기 엑스레이를 상기 몸체부의 외부로 안내하는 윈도우가 상기 몸체부에 마련되는 엑스레이장치.