KR101785560B1 - 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기의 구동 방법을 개시한다.
본 발명의 엑스레이 검출기의 각 광감지 픽셀은, 엑스레이 검출 구간에서, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드와, 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자와, 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드와 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압을 인가하는 제2 스위칭 소자와, 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 제3 스위칭 소자를 포함한다.

Description

엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기의 구동 방법{X-ray detector and driving method thereof}
본 발명은 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엑스레이(X-Ray)는 단파장으로 피사체를 쉽게 투과할 수 있다. 이러한 엑스레이는 상기 피사체 내부의 밀한 정도에 따라 투과되는 양이 결정된다. 즉, 상기 피사체의 내부상태는 상기 피사체를 투과한 엑스레이의 투과량을 통해 간접적으로 관측될 수 있다.
엑스레이 검출기(X-ray Detector)는 상기 피사체를 투과한 상기 엑스레이의 투과량을 검출하는 장치이다. 상기 엑스레이 검출기는 상기 엑스레이의 투과량을 검출하여, 상기 피사체의 내부상태를 디스플레이 장치를 통해 외부로 표시할 수 있다. 상기 엑스레이 검출기는 일반적으로, 의료용 검사장치, 비파괴 검사장치 등으로 사용될 수 있다.
현재 엑스레이 검출기로서 필름을 사용하지 않는 디지털 방사선(Digital Radiography: 이하 DR) 방식을 이용하는 플랫 패널(flat panel) 디지털 방사선(DR) 방식이 널리 이용되고 있다.
본 발명은 비정질 실리콘(Amorphous Si)의 재료적 특성으로 인하여 포토 다이오드 소자의 특성 저하를 억제할 수 있는 엑스레이 검출기 및 그의 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기는, 다수의 광감지 픽셀 어레이를 포함하고, 각 광감지 픽셀은, 엑스레이 검출 구간에서, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드; 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자; 및 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드와 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압을 인가하는 제2 스위칭 소자;를 포함할 수 있다.
상기 포토다이오드는, 제1전극이 상기 제1 스위칭 소자에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자는, 게이트 전극이 게이트 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 데이터 라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 전극이 상기 제2 스위칭 소자를 턴-온시키는 제1전압을 인가하는 제1전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 엑스레이 검출기는, 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 제3 스위칭 소자;를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는, 게이트 전극이 상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시키는 제3전압을 인가하는 제3전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 포토다이오드에 역 바이어스 를 인가하기 위한 제4전압을 인가하는 제4전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기는, 엑스레이 검출 구간에서, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드와 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 광감지 픽셀이 매트릭스 형태로 배열된 패널; 상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시키는 게이트 신호를 게이트 라인으로 인가하는 게이트 드라이버; 및 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드 일 전극과 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 타 전극에 인가되는 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2 스위칭 소자;를 포함할 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀마다 구비될 수 있다.
상기 엑스레이 검출기는, 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 제3 스위칭 소자;를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀마다 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 구동 방법은, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드와 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자를 구비한 광감지 픽셀을 다수 포함하는 엑스레이 검출기의 엑스레이 검출 구간에서, 상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 단계; 및 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드와 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압을 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 구동 방법은, 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압은, 제1전극이 상기 포토다이오의 일 전극에 인가되는 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자에 의해 인가될 수 있다.
상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압은, 제1전극이 상기 포토다이오드에 역 바이어스를 인가하기 위한 제4전압을 인가하는 제4전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결된 제3 스위칭 소자에 의해 인가될 수 있다.
본 발명은 외부의 빛을 주는 발광 시트(EL sheet) 대신 전기적 신호로써 포토 다이오드에 등전위를 형성함으로써, 발광 시트를 삽입하는 비용과 공정을 줄일 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 광감지 픽셀 내부의 신호 전달을 위한 스위칭 소자와 별도로 포토 다이오드에 등전위를 형성하는 스위칭 소자와 포토 다이오드에 안정하게 역 바이어스를 공급하는 스위칭 소자를 추가함으로써 포토 다이오드의 특성 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기 패널의 일 픽셀의 내부 회로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기 패널의 일 픽셀의 내부 회로를 도시한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 어떤 층이나 영역들은 명세서의 명확성을 위해 확대하여 나타내었다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 엑스레이 검출 시스템(1)은 에너지원(10), 엑스레이 검출기(100), 제어부(200), 신호 처리부(300) 및 디스플레이 장치(400)를 포함한다.
상기 에너지원(10)은 피사체(20)를 향해 엑스레이(X-ray) 등의 방사선을 조사하는 방사선 조사 수단이다.
상기 엑스레이 검출기(100)는 플랫 패널 내에 엑스레이를 감지하기 위한 다수의 광감지 픽셀을 구비한다. 상기 엑스레이 검출기(100)는 상기 피사체(20)를 투과한 엑스레이의 투과량을 검출할 수 있는 복수의 포토 다이오드들과 스위칭 소자들을 포함한다. 상기 포토 다이오드에 리버스 바이어스(reverse bias)가 인가된 상태에서 엑스레이가 상기 포토 다이오드로 인가되면, 엑스레이의 투과량에 대응되는 전기적 신호가 각 포토 다이오드 내에 발생된다. 이러한 전기적 신호는 데이터 라인을 통해 리드 아웃 되어 리드 아웃 집적회로로 입력된다.
상기 제어부(200)는 오프셋 보정된 엑스레이 이미지를 형성하기 위해 상기 에너지원(10), 상기 엑스레이 검출기(100), 및 디스플레이 장치(400)의 동작을 제어한다. 상기 제어부(200)는 상기 에너지원(10)의 엑스레이 조사 시기 및 조사 시간을 제어한다.
상기 신호 처리부(300)는 상기 엑스레이 검출기(100)로부터 출력되는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 신호 처리부(300)는 상기 디지털 신호로부터 오프셋 이미지와 엑스레이 이미지를 생성한다. 상기 오프셋 이미지는 기 생성된 오프셋 이미지와 현재 생성된 오프셋 이미지를 평균함으로써 업데이트될 수 있다. 상기 신호 처리부(300)는 상기 엑스레이 이미지로부터 엑스레이 조사 전에 생성된 오프셋 이미지를 감산하여 오프셋 보정된 엑스레이 이미지를 생성한다.
상기 디스플레이 장치(400)는 상기 오프셋 보정된 엑스레이 이미지를 표시한다. 상기 디스플레이 장치(400)는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등으로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 엑스레이 검출기(100)는 패널(110), 게이트 드라이버(130) 및 리드아웃 집적회로(150)를 포함한다.
상기 패널(110)은 에너지원(10)으로부터 방출된 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 광전 변환하여 전기적 신호로 출력한다. 상기 패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)에 의해 매트릭스 형태로 배열된 다수의 광감지 픽셀(P)을 구비한다. 상기 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)은 서로 직교하게 배치될 수 있다. 도 2는 5행 5열로 배치된 20개의 광감지 픽셀(PX)들을 일 예로서 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
상기 광감지 픽셀(PX) 각각은 엑스레이를 감지하여 전기적 신호, 예를 들어 광검출 전압을 출력하는 포토 다이오드(PD)와 포토 다이오드(PD)로부터 출력된 전기적 신호를 스위칭하는 트랜지스터(Tr)를 구비한다.
상기 포토 다이오드(PD)는 가시광선을 수광하는 비정질 실리콘(Amorphous Si: a-Si) PIN 포토 다이오드이다. 엑스레이 검출기는 상기 비정질 실리콘 PIN 포토 다이오드를 수광 소자로 사용하기 위해서 포토 다이오드(PD) 양단에 역 바이어스(Reverse Bias)를 걸어주게 된다. 그러나, 역 바이어스가 장시간 포토 다이오드(PD)에 걸리게 되면 a-Si의 고유한 재료 특성에 따라 다이오드 특성이 저하(Degradation) 된다.
종래에는 이를 방지하기 위해 포토 다이오드(PD)가 수광 역할을 하기 전에 발광 시트(EL Sheet)를 켜는 방식을 사용하여 포토 다이오드(PD) 양단에 등전위를 형성하였다(Optical Flashing 방법). 그러나, 발광 시트(EL Sheet)를 삽입하게 되면 발광 시트(EL Sheet)가 충분히 포토 다이오드(PD) 양단에 등전위를 만들어 줄 수 있는 시간이 필요하고, 전기적인 신호가 아닌 외부의 빛으로 포토 다이오드(PD)의 용량(capacitance)을 채워야 한다. 이 경우, 그만큼 포토 다이오드(PD)에 부하(load)가 걸리게 된다.
한편, 발광 시트를 사용하지 않는 엑스레이 검출기는 포토 다이오드(PD)가 수광 역할을 하기 전, 즉, 휴지(Idle) 구간에서, 특성 저하(Degradation)가 될지라도 포토 다이오드(PD)에 역 바이어스를 계속해서 인가한다(Scrubbing 방법). 이 경우, 연속적으로 포토 다이오드(PD)에 역 바이어스를 인가하게 되면 포토 다이오드(PD)의 특성이 저하(Degradation)됨에 따라 그 수명이 단축되게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예는 휴지 구간에서, 발광 시트(EL Sheet)를 이용한 외부의 빛이라는 자극을 주지 않으면서 전기적인 신호로써 포토 다이오드(PD)에 등전위 만들고, 포토 다이오드(PD)에 과도한 역 바이어스를 주지 않음으로써 스트레스(stress)를 주지 않도록 트랜지스터를 추가한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.
상기 게이트 드라이버(130)는 다수의 게이트 라인(GL)들로 게이트 신호들을 순차적으로 인가한다. 상기 게이트 신호가 게이트 라인(GL)으로 인가되면, 트랜지스터(Tr)가 턴-온(turn-on)되고, 상기 게이트 신호가 게이트 라인(GL)으로 인가되지 않으면, 상기 트랜지스터(Tr)가 턴-오프(turn-off)된다.
상기 트랜지스터(Tr)가 턴-온되면, 상기 포토 다이오드(PD)로부터 제공된 전기적 신호는 상기 데이터 라인(DL)을 통해서 상기 리드아웃 집적회로(150)로 출력된다. 상기 게이트 드라이버(130)는 IC 형태로 이루어져 상기 패널(110)의 일측에 실장되거나 박막 공정을 통해서 직접적으로 형성될 수 있다.
상기 리드아웃 집적회로(150)는 신호 검출부(160) 및 멀티플렉서(170)를 포함한다.
상기 신호 검출부(160)는 다수의 데이터 라인(DL)과 일대일 대응하는 다수의 증폭부를 포함하고, 각 증폭부는 증폭기(OP), 커패시터(CP)를 포함한다.
상기 증폭기(OP)는 데이터 라인(DL)과 연결된 제1입력단, 기준전압(Vref)을 인가받는 제2입력단 및 출력단을 포함한다. 상기 기준전압(Vref)은 그라운드 전압(OV)일 수 있다. 상기 제1입력단은 상기 증폭기(OP)의 마이너스 단자일 수 있고, 상기 제2입력단은 상기 증폭기(OP)의 플러스 단자일 수 있다. 상기 출력단은 멀티플렉서(170)와 연결된다.
상기 커패시터(CP)의 일단은 상기 증폭기(OP)의 상기 제1입력단과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 증폭기(OP)의 상기 출력단과 전기적으로 연결된다.
상기 멀티플렉서(170)는 상기 신호 검출부(160)의 증폭기(OP)로부터 전압 신호를 수신하고, 순차적으로 신호 처리부(300)로 출력한다. 상기 멀티플렉서(170)는 각 증폭기(OP)에 대응하는 스위치들을 포함할 수 있다.
상기 멀티플렉서(170)로부터 출력되는 상기 전압 신호는 상기 신호처리부(300)로 입력된다. 상기 신호처리부(300)는 상기 전압 신호를 영상 신호로 변환하는 제어회로(미도시)를 구비하고, 생성된 영상 신호를 디스플레이 장치(400)로 제공한다. 이에 따라, 상기 엑스레이 검출기(100)로부터 촬영된 이미지가 디스플레이 장치(400)에 표시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기 패널의 일 픽셀의 내부 회로를 도시한다.
도 3을 참조하면, 픽셀(PX)은 포토 다이오드(PD), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2)를 포함한다.
포토 다이오드(PD)는 입사되는 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 광전변환하여 전기적 신호로서 출력한다. 상기 포토 다이오드(PD)는 PIN 다이오드일 수 있다. 상기 포토 다이오드(PD)의 제1전극은 제1 트랜지스터(T1)에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 바이어스 전압이 인가되는 바이어스 라인(BL)에 전기적으로 연결된다.
제1 트랜지스터(T1)는 엑스레이 검출 구간에서, 포토 다이오드(PD)로부터 출력된 전기적 신호를 외부로 전달하는 스위칭 소자이다. 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결되고, 제1전극(드레인 전극 또는 소스 전극)은 포토 다이오드(PD)의 제1전극에 전기적으로 연결되고, 제2전극(소스 전극 또는 드레인 전극)은 데이터 라인(DL)을 통해서 리드아웃 집적회로(150)의 증폭기(OP)와 전기적으로 연결된다.
제2 트랜지스터(T2)는, 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지(Idle) 구간에서, 포토 다이오드(PD)의 양단에 등전위를 형성하기 위한 스위칭 소자이다. 상기 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1전압(Vdd)을 인가하는 제1전압 라인(미도시)에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 트랜지스터(T2)의 제1전극(드레인 전극 또는 소스 전극)은 제2전압(V_B)을 인가하는 제2전압 라인(미도시)에 전기적으로 연결된다. 제2전압(V_B)은 바이어스 라인(BL)으로 인가되는 바이어스 전압과 동일한 레벨(크기)을 갖는 전압이다. 상기 제2 트랜지스터(T2)의 제2전극(소스 전극 또는 드레인 전극)은 제1노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1노드(N1)에는 제1 트랜지스터(T1)의 제1전극과 포토 다이오드(PD)의 제1전극이 연결된다. 상기 제1전압 라인은 게이트 라인(GL)일 수 있고, 상기 제2전압 라인은 바이어스 라인(BL)일 수 있다.
상기 제2 트랜지스터(T2)는 제1노드(N1)에 충전된 전위를 제거하여 이전 신호와 다음 신호가 혼합되지 않도록 함으로써 이미지 래그(lag) 및 잔상을 제거한다. 휴지(Idle) 구간에서, 상기 포토 다이오드(PD)의 제2전극에는 바이어스 전압이 인가되고, 상기 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 제1전압(Vdd)이 인가된다. 상기 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온(turn-on)되어, 제1전극을 통해 제2전압(V_B)이 인가된다. 이에 따라, 제1노드(N1)에는 상기 바이어스 전압과 동일한 크기의 제2전압(V_B)이 인가되고, 포토 다이오드(PD) 양단은 등전위가 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기 패널의 일 픽셀의 내부 회로를 도시한다.
도 6을 참조하면, 픽셀(PX)은 포토 다이오드(PD), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 및 제3 트랜지스터(T3)를 포함한다.
도 6의 실시예는 도 3의 실시예와 비교 시에, 제3 트랜지스터(T3)가 추가된 점이 상이하며, 이 밖의 다른 구성요소들은 상기에 개시된 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제3 트랜지스터(T3)는 두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지(Idle) 구간에서, 포토 다이오드(PD)의 양단에 적절한 바이어스 전위를 유지하기 위한 스위칭 소자이다. 상기 제3 트랜지스터(T3)는 각 광감지 픽셀(PX)마다 구비된다. 상기 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제3전압(Vdd')을 인가하는 제3전압 라인(미도시)에 전기적으로 연결된다. 상기 제3 트랜지스터(T3)의 제1전극(드레인 전극 또는 소스 전극)은 제4전압(V_R)을 인가하는 제4전압 라인(미도시)에 전기적으로 연결된다. 상기 제4전압(V_R)은 포토다이오드에 역 바이어스를 인가하기 위한 전압이다. 상기 제3 트랜지스터(T3)의 제2전극(소스 전극 또는 드레인 전극)은 제1노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1노드(N1)에는 제1 트랜지스터(T1)의 제1전극, 포토 다이오드(PD)의 제1전극, 및 제2 트랜지스터(T2)의 제2전극이 연결된다. 상기 제3전압 라인은 게이트 라인(GL)일 수 있다.
휴지(Idle) 구간에서, 포토 다이오드(PD)를 등전위로 하여 이미지 래그 및 잔상 제거를 위한 제2 트랜지스터(T2)의 턴-온 동작과, 포토 다이오드(PD)의 전위차 유지를 위한 제3 트랜지스터(T3)의 턴-온 동작이 순차적으로 수행된다.
먼저, 상기 포토 다이오드(PD)의 제2전극에는 바이어스 전압이 인가되고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 제1전압(Vdd)이 인가된다. 상기 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온(turn-on)되고, 제1노드(N1)에는 상기 바이어스 전압과 동일한 크기의 제2전압(V_B)이 인가된다. 이에 따라, 포토 다이오드(PD) 양단은 등전위가 되고, 이미지 래그(lag) 및 잔상이 제거된다.
이후, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극으로 제3전압(Vdd')이 인가된다. 상기 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온(turn-on)되고, 제1노드(N1)에는 제4전압(V_R)이 인가된다. 이에 따라, 포토 다이오드(PD)에는 역 바이어스(Reverse Bias)가 인가되어 포토 다이오드(PD) 양단에 일정한 전위차가 유지된다.
상기 도면들에 도시된 구성요소들은 설명의 편의상 확대 또는 축소되어 표시될 수 있으므로, 도면에 도시된 구성요소들의 크기나 형상에 본 발명이 구속되는 것은 아니다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 엑스레이 검출 시스템 10: 에너지원
20: 피사체 100: 엑스레이 검출기
200: 제어부 300: 신호 처리부
400: 디스플레이 장치 110: 패널
130: 게이트 드라이버 150: 리드아웃 집적회로
160: 신호 검출부 170: 멀티플렉서
PX: 광감지 픽셀 BL: 바이어스 라인
GL: 게이트 라인 DL: 데이터 라인
T1, T2, T3: 트랜지스터 PD: 포토 다이오드
OP: 증폭기

Claims (16)

  1. 다수의 광감지 픽셀 어레이를 포함하는 엑스레이 검출기에 있어서,
    각 광감지 픽셀은,
    엑스레이 검출 구간에서, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드;
    상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자; 및
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드와 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압을 인가하는 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포토다이오드는,
    제1전극이 상기 제1 스위칭 소자에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 라인에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는,
    게이트 전극이 게이트 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 데이터 라인에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는,
    게이트 전극이 상기 제2 스위칭 소자를 턴-온시키는 제1전압을 인가하는 제1전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  5. 제1항에 있어서,
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 제3 스위칭 소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3 스위칭 소자는,
    게이트 전극이 상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시키는 제3전압을 인가하는 제3전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 포토다이오드에 역 바이어스를 인가하기 위한 제4전압을 인가하는 제4전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  7. 엑스레이 검출 구간에서, 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드와 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 광감지 픽셀이 매트릭스 형태로 배열된 패널;
    상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시키는 게이트 신호를 게이트 라인으로 인가하는 게이트 드라이버; 및
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드 일 전극과 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 타 전극에 인가되는 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀마다 구비되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  9. 제7항에 있어서,
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 제3 스위칭 소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀마다 구비되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기.
  11. 조사된 엑스레이에 대응하는 전기적인 검출 신호를 생성하는 포토다이오드와 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 제1 스위칭 소자를 구비한 광감지 픽셀을 다수 포함하는 엑스레이 검출기의 구동 방법에 있어서,
    엑스레이 검출 구간에서, 상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 검출 신호를 외부로 전달하는 단계; 및
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 포토다이오드와 상기 제1 스위칭 소자가 연결된 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압을 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    두 개의 엑스레이 검출 구간 사이의 휴지 구간에서, 상기 노드로, 상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압을 인가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 포토다이오드는,
    제1전극이 상기 제1 스위칭 소자에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 라인에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는,
    게이트 전극이 게이트 라인에 전기적으로 연결되고, 제1전극이 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 데이터 라인에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 포토다이오드의 양단이 등전위를 갖도록 하는 전압은, 제1전극이 상기 바이어스 전압과 동일한 크기의 전압을 인가하는 제2전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 포토다이오드의 양단이 일정한 전위차를 유지하도록 하는 전압은, 제1전극이 상기 포토다이오드에 역 바이어스를 인가하기 위한 제4전압을 인가하는 제4전압 라인에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 노드에 전기적으로 연결된 제3 스위칭 소자에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
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