KR102081186B1 - 엑스선 검출 장치 및 엑스선 검출 패널의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

엑스선 검출 장치는 화소 회로들을 구비하는 엑스선 검출 패널, 엑스선 검출 동작이 수행될 때 화소 회로들에 게이트 라인들을 통하여 게이트 신호를 순차적으로 제공하는 게이트 구동 회로, 엑스선 검출 동작이 수행될 때 데이터 라인들을 통하여 화소 회로들로부터 출력되는 검출 신호를 판독하는 리드아웃 집적 회로, 화소 회로들에 바이어스 라인들을 통하여 순방향 바이어스 전압 또는 역방향 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 구동 회로, 및 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 화소 회로들에서 동시에 수행되도록 제어하는 동작 제어 회로를 포함한다.

Description

엑스선 검출 장치 및 엑스선 검출 패널의 구동 방법{X-RAY DETECTION DEVICE AND METHOD OF DRIVING AN X-RAY DETECTION PANEL}

본 발명은 엑스선 검출 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 엑스선 검출 장치 및 엑스선 검출 패널의 구동 방법에 관한 것이다.

종래의 엑스선 검출 장치는 필름을 이용하여 엑스선을 검출하였다. 따라서, 종래의 엑스선 검출 장치는 움직이지 않는 피사체에만 적용 가능하기 때문에 사용상 제약이 있고, 엑스선을 검출할 때마다 새로운 필름을 사용하기 때문에 사용상 비용이 크다는 단점이 있었다. 이에, 최근에는 플랫 패널(flat panel) 방식의 엑스선 검출 장치가 주목받고 있다. 플랫 패널 방식의 엑스선 검출 장치는 각각의 화소 회로에 구비된 다이오드(예를 들어, PIN 다이오드 등)가 엑스선에 상응하는 검출 신호(즉, 전하들)를 발생시키면, 상기 검출 신호를 판독함으로써 디지털 이미지를 구현한다.

이러한 플랫 패널 방식의 엑스선 검출 장치에서는 이미지-랙(image lag)을 감소시키기 위하여, 엑스선 검출 동작 이전에 각 화소 회로에 구비된 다이오드에 남아 있는 전하들을 제거해야만 한다. 이에, 플랫 패널 방식의 엑스선 검출 장치에서는 엑스선 검출 동작 이전에 각 화소 회로에 구비된 다이오드에 순방향 바이어스를 인가한다. 이를 위하여, 종래에는 각각의 화소 회로에 스위칭 트랜지스터 이외에 순방향 바이어스를 인가하기 위한 별도의 트랜지스터들을 구비하거나, 또는 게이트 라인 별로 각 화소 회로가 엑스선 검출 동작과 순방향 바이어스 인가 동작을 교번하여 수행하도록 하였다.

그러나, 각 화소 회로에 스위칭 트랜지스터 이외에 순방향 바이어스를 인가하기 위한 별도의 트랜지스터들을 구비하는 종래 방식은, 각 화소 회로가 스위칭 트랜지스터만을 구비하는 방식에 비하여, 필-팩터(fill factor)가 감소하고, 라인 커패시턴스(line capacitance)가 증가하여 노이즈가 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 게이트 라인 별로 각 화소 회로가 엑스선 검출 동작과 순방향 바이어스 인가 동작을 교번하여 수행하는 종래 방식은, 필연적으로 프레임 레이트(frame rate)가 감소하기 때문에, 플랫 패널 방식의 엑스선 검출 장치의 대형화에 적합하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명의 일 목적은 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작을 동시에 수행할 수 있는 엑스선 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작을 동시에 수행할 수 있는 엑스선 검출 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치는 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 바이어스 라인들 및 복수의 화소 회로들을 구비하는 엑스선(X-ray) 검출 패널, 엑스선 검출 동작이 수행될 때 상기 화소 회로들에 상기 게이트 라인들을 통하여 게이트 신호를 순차적으로 제공하는 게이트 구동 회로, 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때 상기 데이터 라인들을 통하여 상기 화소 회로들로부터 출력되는 검출 신호를 판독하는 리드아웃 집적 회로, 상기 화소 회로들에 상기 바이어스 라인들을 통하여 순방향 바이어스 전압 또는 역방향 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 구동 회로, 및 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 상기 화소 회로들에서 동시에 수행되도록 제어하는 동작 제어 회로를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 화소 회로들 각각은 게이트 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되는 스위칭 트랜지스터, 및 캐소드 전극이 상기 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자에 연결되고, 애노드 전극이 상기 바이어스 라인들 중의 하나에 연결되는 다이오드를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선을 수신하여 상기 검출 신호에 상응하는 전하(charge)들을 생성할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선이 신틸레이터(scintillator)에 의해 가시광선으로 변환되면, 상기 가시광선을 수신하여 상기 검출 신호에 상응하는 전하들을 생성할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 동작 제어 회로는 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때 상기 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널에 연결시키고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때 상기 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단시키는 제 1 동작 컨트롤러, 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때 상기 화소 회로들에 상기 게이트 라인들을 통하여 상기 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압을 동시에 제공하는 제 2 동작 컨트롤러, 및 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때 상기 화소 회로들에 상기 데이터 라인들을 통하여 바이어스 기준 전압을 동시에 제공하는 제 3 동작 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 엑스선 검출 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때 상기 바이어스 구동 회로는 상기 화소 회로들에 상기 역방향 바이어스 전압을 제공하고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때 상기 바이어스 구동 회로는 상기 화소 회로들에 상기 순방향 바이어스 전압을 제공할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제 1 동작 컨트롤러는 제 1 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고 제 2 단자가 상기 게이트 구동 회로에 연결되는 복수의 제 1 트랜지스터들, 및 제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 1 트랜지스터들의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며 게이트 단자가 제 1 제어 신호를 수신하는 제 1 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 1 제어 트랜지스터가 상기 제 1 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터들이 동시에 턴온될 수 있고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 1 제어 트랜지스터가 상기 제 1 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 1 트랜지스터들이 동시에 턴오프될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제 2 동작 컨트롤러는 제 1 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고 제 2 단자가 게이트 단자에 연결되는 복수의 제 2 트랜지스터들, 및 제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 2 트랜지스터들의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며 게이트 단자가 제 2 제어 신호를 수신하는 제 2 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 2 제어 트랜지스터가 상기 제 2 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 2 트랜지스터들이 동시에 턴오프될 수 있고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 2 제어 트랜지스터가 상기 제 2 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터들이 동시에 턴온될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제 3 동작 컨트롤러는 제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되고 제 2 단자가 상기 데이터 라인들 중의 다른 하나에 연결되는 복수의 제 3 트랜지스터들, 제 1 단자가 상기 바이어스 기준 전압에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들 중의 하나에 연결되는 제 3 서브-트랜지스터, 및 제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들의 게이트 단자들과 상기 제 3 서브-트랜지스터의 게이트 단자에 공통으로 연결되며 게이트 단자가 제 3 제어 신호를 수신하는 제 3 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 초기화 동작 및 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴오프될 수 있고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴온될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 리드아웃 집적 회로에 의해 상기 데이터 라인들에 초기화 기준 전압이 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제 3 동작 컨트롤러는 제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되고 제 2 단자가 상기 데이터 라인들 중의 다른 하나에 연결되는 복수의 제 3 트랜지스터들, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때 상기 바이어스 기준 전압을 선택하여 출력하고, 상기 초기화 동작이 수행될 때 초기화 기준 전압을 선택하여 출력하는 기준 전압 선택 회로, 제 1 단자가 상기 기준 전압 선택 회로에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들 중의 하나에 연결되는 제 3 서브-트랜지스터, 및 제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들의 게이트 단자들과 상기 제 3 서브-트랜지스터의 게이트 단자에 공통으로 연결되며 게이트 단자가 제 3 제어 신호를 수신하는 제 3 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴오프될 수 있고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴온될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 3 동작 컨트롤러에 의해 상기 데이터 라인들에 상기 초기화 기준 전압이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 패널의 구동 방법은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 바이어스 라인들 및 복수의 화소 회로들을 구비하는 엑스선 검출 패널에 있어서, 상기 화소 회로들에 순방향 바이어스 인가 동작을 동시에 수행하고, 상기 화소 회로들에 초기화 동작을 동시에 수행하며, 및 상기 화소 회로들에 게이트 라인 별로 엑스선 검출 동작을 순차적으로 수행할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 순방향 바이어스 인가 동작은 상기 게이트 라인들에 동시에 턴온-전압을 제공하고, 상기 데이터 라인들에 동시에 바이어스 기준 전압을 제공하며, 상기 바이어스 라인들에 동시에 순방향 바이어스 전압을 제공함으로써 상기 화소 회로들에서 동시에 수행될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 초기화 동작은 상기 게이트 라인들에 동시에 턴온-전압을 제공하고, 상기 데이터 라인들에 동시에 초기화 기준 전압을 제공하며, 상기 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공함으로써 상기 화소 회로들에서 동시에 수행될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 엑스선 검출 동작은 상기 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 신호를 제공하고, 상기 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공하며, 상기 데이터 라인들로부터 출력되는 검출 신호를 순차적으로 판독함으로써, 순차적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치는 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작과 초기화 동작을 동시에 수행함으로써, 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 패널의 구동 방법은 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작과 초기화 동작을 동시에 수행함으로써, 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 엑스선 검출 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 엑스선 검출 장치가 구동하는 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 엑스선 검출 장치가 구동함에 따라 각 화소 회로에 제공되는 전압들을 나타내는 회로도들이다.
도 5는 도 1의 엑스선 검출 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 엑스선 검출 장치에서 데이터 라인들에 기준 전압들을 선택하여 제공하는 기준 전압 선택 회로를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 5의 엑스선 검출 장치가 구동하는 다른 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 5의 엑스선 검출 장치가 구동함에 따라 각 화소 회로에 제공되는 전압들을 나타내는 회로도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 패널의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치를 구비하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 엑스선 검출 장치(100)는 엑스선 검출 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 리드아웃(readout) 집적 회로(130), 바이어스 구동 회로(140) 및 동작 제어 회로(150, 160, 170)를 포함할 수 있다. 이 때, 동작 제어 회로(150, 160, 170)는 제 1 동작 컨트롤러(150), 제 2 동작 컨트롤러(160) 및 제 3 동작 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.

엑스선 발생 장치(미도시)에서 엑스선이 조사되어 피사체를 투과하면 엑스선 검출 장치(100)는 상기 엑스선을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 엑스선 검출 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1, …, GLn), 복수의 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm), 복수의 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm) 및 복수의 화소 회로들을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)은 제 1 방향으로 형성되고, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)과 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)은 제 2 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 수직일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 화소 회로들은 게이트 라인들(GL1, …, GLn)과 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)이 교차하는 위치에 형성될 수 있다. 이에, 화소 회로들은 엑스선 검출 패널(110) 내에서 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 한편, 화소 회로들 각각은 스위칭 트랜지스터 및 다이오드(예를 들어, PIN 다이오드 등)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 스위칭 트랜지스터의 제 1 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 하나에 연결되며, 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자는 다이오드의 캐소드 전극에 연결될 수 있다. 나아가, 다이오드의 캐소드 전극은 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자에 연결되고, 다이오드의 애노드 전극은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm) 중의 하나에 연결될 수 있다. 이 때, 다이오드는 광 센서로서 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선을 수신하여 검출 신호에 상응하는 전하들을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선이 신틸레이터에 의해 가시광선으로 변환되면, 상기 가시광선을 수신하여 검출 신호에 상응하는 전하들을 생성할 수 있다. 신틸레이터는 엑스선과 충돌하면 발광하는 물질을 포함하기 때문에, 엑스선을 가시광선으로 바꾸어 방출할 수 있다.

게이트 구동 회로(120)는 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(110)에 연결될 수 있다. 이에, 게이트 구동 회로(120)는 화소 회로들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 게이트 신호(또는, 스캔 신호)를 순차적으로 제공할 수 있다. 반면에, 게이트 구동 회로(120)는 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 수행될 때에는, 엑스선 검출 패널(110)로부터 차단될 수 있다. 이 때, 엑스선 검출 패널(110)과 게이트 구동 회로(120) 사이의 연결은 제 1 동작 컨트롤러(150)에 의하여 제어될 수 있다. 리드아웃 집적 회로(130)는 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로들로부터 출력되는 검출 신호를 판독할 수 있다. 즉, 리드아웃 집적 회로(130)는 엑스선 검출 패널(110)의 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로들에 연결될 수 있고, 각 화소 회로의 다이오드에서 생성되는 전하들(즉, 검출 신호)을 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 리드아웃 집적 회로(130)는 아날로그 투 디지털 컨버팅(analog-to-digital converting; ADC) 회로 등을 이용하여 상기 검출 신호를 디지털 신호로 변경하여 출력할 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(100)에서는, 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 엑스선 검출 패널의 화소 화로들에서 검출 신호가 출력되면, 리드아웃 집적 회로(130)에 의해 상기 검출 신호가 판독됨으로써, 디지털 이미지가 구현될 수 있다. 한편, 바이어스 구동 회로(140)는 화소 회로들에 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 순방향 바이어스 전압 또는 역방향 바이어스 전압을 제공할 수 있다. 이 때, 순방향 바이어스 전압의 전압 레벨은 역방향 바이어스 전압의 전압 레벨보다 높을 수 있다. 구체적으로, 바이어스 구동 회로(140)는, 초기화 동작 및 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 화소 회로들에 역방향 바이어스 전압을 제공할 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 화소 회로들에 순방향 바이어스 전압을 제공할 수 있다.

동작 제어 회로(150, 160, 170)는 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 화소 회로들에서 동시에 수행되도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 동작 제어 회로(150, 160, 170)는 제 1 동작 컨트롤러(150), 제 2 동작 컨트롤러(160) 및 제 3 동작 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다. 제 1 동작 컨트롤러(150)는 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 게이트 구동 회로(120)를 엑스선 검출 패널(110)에 연결시킬 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 수행될 때, 게이트 구동 회로(120)를 엑스선 검출 패널(110)로부터 차단시킬 수 있다. 제 2 동작 컨트롤러(160)는 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(110)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 수행될 때, 화소 회로들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압을 동시에 제공할 수 있다. 이 때, 상기 턴온-전압은 각 화소 회로의 스위칭 트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 전압이면 충분하다. 따라서, 상기 턴온-전압은 상기 게이트 신호와 동일한 전압 레벨을 가질 수도 있고, 상기 게이트 신호와 상이한 전압 레벨을 가질 수도 있다. 제 3 동작 컨트롤러(170)는 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(110)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 화소 회로들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 바이어스 기준 전압을 동시에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 동작 컨트롤러(170)는 초기화 동작이 수행될 때, 화소 회로들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 초기화 기준 전압을 동시에 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 3 동작 컨트롤러(170)는 초기화 동작이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(110)로부터 차단될 수 있다. 이 경우에는, 초기화 동작이 수행될 때, 리드아웃 집적 회로(130)가 화소 회로들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 초기화 기준 전압을 동시에 제공할 수 있다.

이와 같이, 엑스선 검출 장치(100)는 동작 제어 회로(150, 160, 170)를 구비함으로써, 엑스선 검출 패널(110)에 구비되는 화소 회로들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작과 초기화 동작을 동시에 수행할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 장치(100)는 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 한편, 게이트 라인들(GL1, …, GLn), 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm), 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm) 및 화소 회로(즉, 스위칭 트랜지스터 및 다이오드)들은 엑스선 검출 패널(110) 상에 집적될 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(100)에서, 게이트 구동 회로(120), 리드아웃 집적 회로(130), 바이어스 구동 회로(140) 및/또는 동작 제어 회로(150, 160, 170)는 단일 칩(chip)으로 집적되어, 엑스선 검출 패널(100) 상에 직접 장착되거나 또는, 플렉서블 인쇄 회로 필름(flexible printed circuit film) 등에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 엑스선 검출 패널(110)에 부착될 수도 있다. 다만, 이것은 하나의 예시에 불과한 것으로서, 엑스선 검출 장치(100)가 제조되는 방식은 다양하게 선택될 수 있다.

도 2는 도 1의 엑스선 검출 장치의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2의 엑스선 검출 장치가 구동하는 일 예를 나타내는 타이밍도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 엑스선 검출 장치(200)가 구체적으로 도시되어 있다. 즉, 엑스선 검출 장치(200)는 엑스선 검출 패널(210), 게이트 구동 회로(220), 리드아웃 집적 회로(230), 바이어스 구동 회로(240) 및 동작 제어 회로(250, 260, 270)를 포함할 수 있다. 다만, 엑스선 검출 패널(210), 게이트 구동 회로(220), 리드아웃 집적 회로(230) 및 바이어스 구동 회로(240)에 대해서는 도 1에서 설명한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하고, 동작 제어 회로(250, 260, 270)를 중심으로 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이, 동작 제어 회로(250, 260, 270)는 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되도록 하기 위하여, 제 1 동작 컨트롤러(250), 제 2 동작 컨트롤러(260) 및 제 3 동작 컨트롤러(270)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 화소 회로(PX)는 스위칭 트랜지스터 및 다이오드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 스위칭 트랜지스터의 제 1 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 하나에 연결되며, 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자는 다이오드의 캐소드 전극에 연결되고, 다이오드의 애노드 전극은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm) 중의 하나에 연결될 수 있다.

제 1 동작 컨트롤러(250)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(220)를 엑스선 검출 패널(210)에 연결시킬 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(220)를 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단시킬 수 있다. 이를 위하여, 제 1 동작 컨트롤러(250)는 제 1 트랜지스터(T1)들 및 제 1 제어 트랜지스터(CT1)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 2 단자는 게이트 구동 회로(220)에 연결되며, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자는 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 트랜지스터(T1)들은 병렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 2 단자는 제 1 트랜지스터들(T1)의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 게이트 단자는 제 1 제어 신호(M1)를 수신할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)가 제 1 제어 신호(M1)(예를 들어, 도 3에서 하이(high) 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 1 트랜지스터(T1)들의 게이트 단자들에 동시에 제공되어, 제 1 트랜지스터(T1)들이 동시에 턴온될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)가 제 1 제어 신호(M1)(예를 들어, 도 3에서 로우(low) 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 1 트랜지스터(T1)들이 동시에 턴오프될 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(200)에서 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(220)는 엑스선 검출 패널(210)에 연결될 수 있고, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때에는, 게이트 구동 회로(220)가 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 제 1 동작 컨트롤러(250)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 1 동작 컨트롤러(250)의 구조는 제 1 동작 컨트롤러(250)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

제 2 동작 컨트롤러(260)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압(V1)을 동시에 제공할 수 있다. 이를 위하여, 제 2 동작 컨트롤러(260)는 제 2 트랜지스터(T2)들 및 제 2 제어 트랜지스터(CT2)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 트랜지스터(T2)의 제 1 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 단자와 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트 단자는 서로 연결될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 트랜지스터(T2)들도 병렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 제 2 단자는 제 2 트랜지스터들(T2)의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 게이트 단자는 제 2 제어 신호(M2)를 수신할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)가 제 2 제어 신호(M2)(예를 들어, 도 3에서 로우 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 2 트랜지스터(T2)들이 동시에 턴오프될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)가 제 2 제어 신호(M2)(예를 들어, 도 3에서 하이 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 2 트랜지스터(T2)들의 게이트 단자들에 동시에 제공되어, 제 2 트랜지스터(T2)들이 동시에 턴온될 수 있다. 이에, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 상기 턴온 전압(V1)이 동시에 제공되는 것이다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(200)에서 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 2 동작 컨트롤러(260)는 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있고, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때에는, 제 2 동작 컨트롤러(260)가 엑스선 검출 패널(210)에 연결될 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 제 2 동작 컨트롤러(260)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 2 동작 컨트롤러(260)의 구조는 제 2 동작 컨트롤러(260)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

제 3 동작 컨트롤러(270)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 화소 회로(PX)들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 바이어스 기준 전압(V2)을 동시에 제공할 수 있으며, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있다. 이를 위하여, 제 3 동작 컨트롤러(270)는 제 3 트랜지스터(T3)들, 제 3 서브-트랜지스터(ST3) 및 제 3 제어 트랜지스터(CT3)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 3 트랜지스터(T3)의 제 1 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 하나에 연결되고, 제 3 트랜지스터(T3)의 제 2 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 다른 하나에 연결되며, 제 3 트랜지스터(T3)의 게이트 단자는 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 또한, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 제 1 단자는 바이어스 기준 전압(V2)에 연결되고, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 제 2 단자는 제 3 트랜지스터(T3)들 중의 하나에 연결되며, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자는 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 3 트랜지스터(T3)들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)은 직렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자는 제 3 트랜지스터들(T3)의 게이트 단자들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자에 공통으로 연결되며, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 게이트 단자는 제 3 제어 신호(M3)를 수신할 수 있다. 그 결과, 초기화 동작(INI) 및 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)가 제 3 제어 신호(M3)(예를 들어, 도 3에서 로우 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 3 트랜지스터(T3)들 및 제 3 서브-트랜지스터(ST3)가 동시에 턴오프될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)가 제 3 제어 신호(M3)(예를 들어, 도 3에서 하이 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 3 트랜지스터(T3)들의 게이트 단자들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자에 동시에 제공되어, 제 3 트랜지스터(T3)들 및 제 3 서브-트랜지스터(ST3)이 동시에 턴온될 수 있다. 이에, 화소 회로(PX)들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 상기 바이어스 기준 전압(V2)이 동시에 제공되는 것이다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(200)에서 초기화 동작(INI) 및 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 3 동작 컨트롤러(270)는 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단될 수 있고, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때에는, 제 3 동작 컨트롤러(270)가 엑스선 검출 패널(210)에 연결될 수 있다. 한편, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통해 제공되는 바이어스 기준 전압(V2)의 전압 레벨은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통해 제공되는 순방향 바이어스 전압의 전압 레벨보다 낮다. 따라서, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 각 화소 회로(PX)에 구비된 다이오드에는 순방향 바이어스가 인가될 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 제 3 동작 컨트롤러(270)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 3 동작 컨트롤러(270)의 구조는 제 3 동작 컨트롤러(270)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

요컨대, 엑스선 검출 장치(200)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(250, 260, 270)을 구비함으로써, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 턴온-전압(V1)을 동시에 제공하고, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 바이어스 기준 전압(V2)을 동시에 제공하며, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 순방향 바이어스 전압을 동시에 제공함으로써, 화소 회로(PX)들에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 동시에 수행되도록 할 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(200)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(250, 260, 270)을 구비함으로써, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 턴온-전압(V1)을 동시에 제공하고, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 초기화 기준 전압을 동시에 제공하며, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 역방향 바이어스 전압을 동시에 제공함으로써, 화소 회로(PX)들에 초기화 동작(INI)이 동시에 수행되도록 할 수 있다. 이 때, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 3 동작 컨트롤러(270)가 엑스선 검출 패널(210)로부터 차단되기 때문에, 상기 초기화 기준 전압은 리드아웃 집적 회로(230)에 의해 제공될 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(200)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(250, 260, 270)을 구비함으로써, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 게이트 신호를 순차적으로 제공하고, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 역방향 바이어스 전압을 동시에 제공하며, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)로부터 출력되는 검출 신호를 순차적으로 판독함으로써, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인 별로 엑스선 검출 동작(XDT)이 순차적으로 수행되도록 할 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(200)는 엑스선 검출 패널(210)에 구비되는 화소 회로(PX)들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작(FB)과 초기화 동작(INI)을 동시에 수행함으로써, 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 2의 엑스선 검출 장치가 구동함에 따라 각 화소 회로에 제공되는 전압들을 나타내는 회로도들이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 화소 회로(PX)는 스위칭 트랜지스터(TR) 및 다이오드(PD)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 게이트 라인(GL)에 연결되고, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 데이터 라인(OUT)에 연결되며, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 2 단자는 다이오드(PD)의 캐소드 전극에 연결되고, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 라인(BVL)에 연결될 수 있다.

도 4a는 화소 회로(PX)에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행되는 경우에 인가되는 제공되는 전압들을 보여주고 있다. 상술한 바와 같이, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)은 엑스선 검출 패널(210)에 구비되는 모든 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되는 것이다. 구체적으로, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 제 2 동작 컨트롤러(260)로부터 게이트 라인(GL)을 통하여 제공되는 턴온 전압(V1)을 수신할 수 있다. 이에, 스위칭 트랜지스터(TR)은 턴온될 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 제 3 동작 컨트롤러(270)로부터 데이터 라인(OUT)을 통하여 제공되는 바이어스 기준 전압(V2)을 수신할 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(200)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 구동 회로(240)로부터 바이어스 라인(BVL)을 통하여 제공되는 순방향 바이어스 전압(VB)을 수신할 수 있다. 이 때, 순방향 바이어스 전압(VB)의 전압 레벨이 바이어스 기준 전압(V2)의 전압 레벨보다 높기 때문에, 다이오드(PD)에는 순방향 바이어스가 인가되어 화소 회로(PX)에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 수 있다.

도 4b는 화소 회로(PX)에 초기화 동작(INI)이 수행되는 경우에 인가되는 제공되는 전압들을 보여주고 있다. 상술한 바와 같이, 초기화 동작(INI)은 엑스선 검출 패널(210)에 구비되는 모든 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되는 것이다. 구체적으로, 엑스선 검출 장치(200)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 제 2 동작 컨트롤러(260)로부터 게이트 라인(GL)을 통하여 제공되는 턴온 전압(V1)을 수신할 수 있다. 이에, 스위칭 트랜지스터(TR)은 턴온될 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(200)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 리드아웃 집적 회로(230)로부터 데이터 라인(OUT)을 통하여 제공되는 초기화 기준 전압(VR)을 수신할 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(200)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 구동 회로(240)로부터 바이어스 라인(BVL)을 통하여 제공되는 역방향 바이어스 전압(VB)을 수신할 수 있다. 이 때, 역방향 바이어스 전압(VB)의 전압 레벨이 초기화 기준 전압(VR)의 전압 레벨보다 낮기 때문에, 다이오드(PD)에는 역방향 바이어스가 인가되어 화소 회로(PX)에 초기화 동작(INI)이 수행될 수 있다.

도 5는 도 1의 엑스선 검출 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이고, 도 6은 도 5의 엑스선 검출 장치에서 데이터 라인들에 기준 전압들을 선택하여 제공하는 기준 전압 선택 회로를 나타내는 블록도이며, 도 7은 도 5의 엑스선 검출 장치가 구동하는 다른 예를 나타내는 타이밍도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 엑스선 검출 장치(300)가 구체적으로 도시되어 있다. 즉, 엑스선 검출 장치(300)는 엑스선 검출 패널(310), 게이트 구동 회로(320), 리드아웃 집적 회로(330), 바이어스 구동 회로(340) 및 동작 제어 회로(350, 360, 370)를 포함할 수 있다. 다만, 엑스선 검출 패널(310), 게이트 구동 회로(320), 리드아웃 집적 회로(330) 및 바이어스 구동 회로(340)에 대해서는 도 1에서 설명한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하고, 동작 제어 회로(350, 360, 370)를 중심으로 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이, 동작 제어 회로(350, 360, 370)는 순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되도록 하기 위하여, 제 1 동작 컨트롤러(350), 제 2 동작 컨트롤러(360) 및 제 3 동작 컨트롤러(370)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 화소 회로(PX)는 스위칭 트랜지스터 및 다이오드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 스위칭 트랜지스터의 제 1 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 하나에 연결되며, 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자는 다이오드의 캐소드 전극에 연결되고, 다이오드의 애노드 전극은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm) 중의 하나에 연결될 수 있다.

제 1 동작 컨트롤러(350)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(320)를 엑스선 검출 패널(310)에 연결시킬 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(320)를 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단시킬 수 있다. 이를 위하여, 제 1 동작 컨트롤러(350)는 제 1 트랜지스터(T1)들 및 제 1 제어 트랜지스터(CT1)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 2 단자는 게이트 구동 회로(320)에 연결되며, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자는 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 트랜지스터(T1)들은 병렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 제 2 단자는 제 1 트랜지스터들(T1)의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)의 게이트 단자는 제 1 제어 신호(M1)를 수신할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)가 제 1 제어 신호(M1)(예를 들어, 도 7에서 하이 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 1 트랜지스터(T1)들의 게이트 단자들에 동시에 제공되어, 제 1 트랜지스터(T1)들이 동시에 턴온될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 1 제어 트랜지스터(CT1)가 제 1 제어 신호(M1)(예를 들어, 도 7에서 로우 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 1 트랜지스터(T1)들이 동시에 턴오프될 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(300)에서 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 구동 회로(320)는 엑스선 검출 패널(310)에 연결될 수 있고, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때에는, 게이트 구동 회로(320)가 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단될 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 제 1 동작 컨트롤러(350)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 1 동작 컨트롤러(350)의 구조는 제 1 동작 컨트롤러(350)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

제 2 동작 컨트롤러(360)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압(V1)을 동시에 제공할 수 있다. 이를 위하여, 제 2 동작 컨트롤러(360)는 제 2 트랜지스터(T2)들 및 제 2 제어 트랜지스터(CT2)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 2 트랜지스터(T2)의 제 1 단자는 게이트 라인들(GL1, …, GLn) 중의 하나에 연결되고, 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 단자와 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트 단자는 서로 연결될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 트랜지스터(T2)들도 병렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 제 2 단자는 제 2 트랜지스터들(T2)의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)의 게이트 단자는 제 2 제어 신호(M2)를 수신할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)가 제 2 제어 신호(M2)(예를 들어, 도 7에서 로우 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 2 트랜지스터(T2)들이 동시에 턴오프될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 2 제어 트랜지스터(CT2)가 제 2 제어 신호(M2)(예를 들어, 도 7에서 하이 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 2 트랜지스터(T2)들의 게이트 단자들에 동시에 제공되어, 제 2 트랜지스터(T2)들이 동시에 턴온될 수 있다. 이에, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 상기 턴온 전압(V1)이 동시에 제공되는 것이다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(300)에서 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 2 동작 컨트롤러(360)는 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단될 수 있고, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때에는, 제 2 동작 컨트롤러(360)가 엑스선 검출 패널(310)에 연결될 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 제 2 동작 컨트롤러(360)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 2 동작 컨트롤러(360)의 구조는 제 2 동작 컨트롤러(360)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

제 3 동작 컨트롤러(370)는 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단될 수 있고, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 화소 회로(PX)들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 바이어스 기준 전압(V2)을 동시에 제공할 수 있으며, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 화소 회로(PX)들에 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 초기화 기준 전압(VREF)을 동시에 제공할 수 있다. 이를 위하여, 제 3 동작 컨트롤러(370)는 제 3 트랜지스터(T3)들, 제 3 서브-트랜지스터(ST3) 및 제 3 제어 트랜지스터(CT3)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 3 트랜지스터(T3)의 제 1 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 하나에 연결되고, 제 3 트랜지스터(T3)의 제 2 단자는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm) 중의 다른 하나에 연결되며, 제 3 트랜지스터(T3)의 게이트 단자는 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 또한, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 제 1 단자는 선택 회로(375)에 연결되고, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 제 2 단자는 제 3 트랜지스터(T3)들 중의 하나에 연결되며, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자는 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자에 연결될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 3 트랜지스터(T3)들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)은 직렬 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 1 단자는 턴온-전압(V1)에 연결되고, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 제 2 단자는 제 3 트랜지스터들(T3)의 게이트 단자들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자에 공통으로 연결되며, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)의 게이트 단자는 제 3 제어 신호(M3)를 수신할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)가 제 3 제어 신호(M3)(예를 들어, 도 7에서 로우 전압 레벨)에 의해 턴오프되면, 제 3 트랜지스터(T3)들 및 제 3 서브-트랜지스터(ST3)가 동시에 턴오프될 수 있다. 반면에, 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 3 제어 트랜지스터(CT3)가 제 3 제어 신호(M3)(예를 들어, 도 7에서 하이 전압 레벨)에 의해 턴온되면, 상기 턴온-전압(V1)이 제 3 트랜지스터(T3)들의 게이트 단자들과 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 게이트 단자에 동시에 제공되어, 제 3 트랜지스터(T3)들 및 제 3 서브-트랜지스터(ST3)이 동시에 턴온될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제 3 서브-트랜지스터(ST3)의 제 1 단자는 선택 회로(375)에 연결될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 선택 회로(375)는 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 스위칭 동작을 수행함으로써 바이어스 기준 전압(V2)과 초기화 기준 전압(VREF)을 선택적으로 출력할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때에는, 선택 회로(375)가 바이어스 기준 전압(V2)을 선택하기 때문에, 제 3 동작 컨트롤러(370)는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 바이어스 기준 전압(V2)을 동시에 제공할 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(300)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때에는, 선택 회로(375)가 초기화 전압(VREF)을 선택하기 때문에, 제 3 동작 컨트롤러(370)는 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 초기화 전압(VREF)을 동시에 제공할 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(300)에서 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 제 3 동작 컨트롤러(370)는 엑스선 검출 패널(310)로부터 차단될 수 있고, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB) 및 초기화 동작(INI) 이 수행될 때에는, 제 3 동작 컨트롤러(370)가 엑스선 검출 패널(310)에 연결될 수 있다. 한편, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통해 제공되는 바이어스 기준 전압(V2)의 전압 레벨은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통해 제공되는 순방향 바이어스 전압의 전압 레벨보다 낮다. 따라서, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 각 화소 회로(PX)에 구비된 다이오드에는 순방향 바이어스가 인가될 수 있다. 나아가, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통해 제공되는 초기화 기준 전압(VREF)의 전압 레벨은 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통해 제공되는 역방향 바이어스 전압의 전압 레벨보다 높다. 따라서, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 각 화소 회로(PX)에 구비된 다이오드에는 역방향 바이어스가 인가될 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 제 3 동작 컨트롤러(370)의 구조는 예시적인 것에 불과한 것으로서, 제 3 동작 컨트롤러(370)의 구조는 제 3 동작 컨트롤러(370)가 수행하는 기능의 범위 내에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.

요컨대, 엑스선 검출 장치(300)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(350, 360, 370)을 구비함으로써, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 턴온-전압(V1)을 동시에 제공하고, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 바이어스 기준 전압(V2)을 동시에 제공하며, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 순방향 바이어스 전압을 동시에 제공함으로써, 화소 회로(PX)들에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 동시에 수행되도록 할 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(300)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(350, 360, 370)을 구비함으로써, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 턴온-전압(V1)을 동시에 제공하고, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)을 통하여 화소 회로(PX)들에 초기화 기준 전압을 동시에 제공하며, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 역방향 바이어스 전압을 동시에 제공함으로써, 화소 회로(PX)들에 초기화 동작(INI)이 동시에 수행되도록 할 수 있다. 이 때, 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 제 3 동작 컨트롤러(370)가 엑스선 검출 패널(310)에 연결되기 때문에, 초기화 기준 전압(VREF)은 엑스선 검출 패널(310)에 의해 제공될 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(300)는 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들(350, 360, 370)을 구비함으로써, 엑스선 검출 동작(XDT)이 수행될 때, 게이트 라인들(GL1, …, GLn)을 통하여 화소 회로(PX)들에 게이트 신호를 순차적으로 제공하고, 바이어스 라인들(BVL1, …, BVLm)을 통하여 역방향 바이어스 전압을 동시에 제공하며, 데이터 라인들(OUT1, …, OUTm)로부터 출력되는 검출 신호를 순차적으로 판독함으로써, 화소 회로(PX)들에 게이트 라인 별로 엑스선 검출 동작(XDT)이 순차적으로 수행되도록 할 수 있다. 이와 같이, 엑스선 검출 장치(300)는 엑스선 검출 패널(310)에 구비되는 화소 회로(PX)들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작(FB)과 초기화 동작(INI)을 동시에 수행함으로써, 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 도 5의 엑스선 검출 장치가 구동함에 따라 각 화소 회로에 제공되는 전압들을 나타내는 회로도들이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 화소 회로(PX)는 스위칭 트랜지스터(TR) 및 다이오드(PD)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 게이트 라인(GL)에 연결되고, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 데이터 라인(OUT)에 연결되며, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 2 단자는 다이오드(PD)의 캐소드 전극에 연결되고, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 라인(BVL)에 연결될 수 있다.

도 8a는 화소 회로(PX)에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행되는 경우에 인가되는 제공되는 전압들을 보여주고 있다. 상술한 바와 같이, 순방향 바이어스 인가 동작(FB)은 엑스선 검출 패널(310)에 구비되는 모든 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되는 것이다. 구체적으로, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 제 2 동작 컨트롤러(360)로부터 게이트 라인(GL)을 통하여 제공되는 턴온 전압(V1)을 수신할 수 있다. 이에, 스위칭 트랜지스터(TR)은 턴온될 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 제 3 동작 컨트롤러(370)로부터 데이터 라인(OUT)을 통하여 제공되는 바이어스 기준 전압(V2)을 수신할 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(300)에서 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 때, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 구동 회로(340)로부터 바이어스 라인(BVL)을 통하여 제공되는 순방향 바이어스 전압(VB)을 수신할 수 있다. 이 때, 순방향 바이어스 전압(VB)의 전압 레벨이 바이어스 기준 전압(V2)의 전압 레벨보다 높기 때문에, 다이오드(PD)에는 순방향 바이어스가 인가되어 화소 회로(PX)에 순방향 바이어스 인가 동작(FB)이 수행될 수 있다.

도 8b는 화소 회로(PX)에 초기화 동작(INI)이 수행되는 경우에 인가되는 제공되는 전압들을 보여주고 있다. 상술한 바와 같이, 초기화 동작(INI)은 엑스선 검출 패널(310)에 구비되는 모든 화소 회로(PX)들에서 동시에 수행되는 것이다. 구체적으로, 엑스선 검출 장치(300)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 게이트 단자는 제 2 동작 컨트롤러(360)로부터 게이트 라인(GL)을 통하여 제공되는 턴온 전압(V1)을 수신할 수 있다. 이에, 스위칭 트랜지스터(TR)은 턴온될 수 있다. 또한, 엑스선 검출 장치(300)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 스위칭 트랜지스터(TR)의 제 1 단자는 제 3 동작 컨트롤러(370)로부터 데이터 라인(OUT)을 통하여 제공되는 초기화 기준 전압(VREF)을 수신할 수 있다. 나아가, 엑스선 검출 장치(300)에서 초기화 동작(INI)이 수행될 때, 다이오드(PD)의 애노드 전극은 바이어스 구동 회로(340)로부터 바이어스 라인(BVL)을 통하여 제공되는 역방향 바이어스 전압(VB)을 수신할 수 있다. 이 때, 역방향 바이어스 전압(VB)의 전압 레벨이 초기화 기준 전압(VREF)의 전압 레벨보다 낮기 때문에, 다이오드(PD)에는 역방향 바이어스가 인가되어 화소 회로(PX)에 초기화 동작(INI)이 수행될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 패널의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 도 9의 구동 방법은 게이트 라인들, 데이터 라인들, 바이어스 라인들 및 화소 회로들을 구비하는 엑스선 검출 패널에 있어서, 화소 회로들에 순방향 바이어스 인가 동작을 동시에 수행(Step S120)하고, 화소 회로들에 초기화 동작을 동시에 수행(Step S140)하며, 화소 회로들에 게이트 라인 별로 엑스선 검출 동작을 순차적으로 수행(Step S160)할 수 있다. 이 때, 상기 단계들(Step S120, Step S140, Step S160)은 반복될 수 있다. 이 때, 상기 화소 회로들 각각은 게이트 단자가 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 1 단자가 데이터 라인들 중의 하나에 연결되는 스위칭 트랜지스터, 및 캐소드 전극이 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자에 연결되고, 애노드 전극이 바이어스 라인들 중의 하나에 연결되는 다이오드를 포함할 수 있다. 이에 기초하여, 도 9의 구동 방법은 화소 회로들에 순방향 바이어스 인가 동작을 동시에 수행(Step S120)하기 위하여, 게이트 라인들에 동시에 턴온-전압을 제공하고, 데이터 라인들에 동시에 바이어스 기준 전압을 제공하며, 바이어스 라인들에 동시에 순방향 바이어스 전압을 제공할 수 있다. 또한, 도 9의 구동 방법은 화소 회로들에 초기화 동작을 동시에 수행(Step S140)하기 위하여, 게이트 라인들에 동시에 턴온-전압을 제공하고, 데이터 라인들에 동시에 초기화 기준 전압을 제공하며, 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공할 수 있다. 나아가, 도 9의 구동 방법은 화소 회로들에 엑스선 검출 동작을 순차적으로 수행(Step S160)하기 위하여, 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 신호를 제공하고, 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공하며, 데이터 라인들로부터 출력되는 검출 신호를 순차적으로 판독할 수 있다. 이와 같이, 도 9의 구동 방법은 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작과 초기화 동작을 동시에 수행함으로써, 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치를 구비하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 10을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(500)은 프로세서(510), 메모리 장치(520), 저장 장치(530), 입출력 장치(540), 파워 서플라이(550) 및 엑스선 검출 장치(560)를 포함할 수 있다. 이 때, 엑스선 검출 장치(560)는 도 1의 엑스선 검출 장치(100)에 상응할 수 있다. 나아가, 컴퓨팅 시스템(500)은 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.

프로세서(510)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(510)는 마이크로프로세서(micro processor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(510)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(510)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(520)는 컴퓨팅 시스템(500)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(520)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일(mobile) DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치(530)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다.

입출력 장치(540)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단, 및 표시 장치(예를 들어, 액정 표시(liquid crystal display; LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display; OLED) 장치 등), 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 파워 서플라이(550)는 컴퓨팅 시스템(500)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다. 엑스선 검출 장치(560)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 엑스선 검출 장치(560)는 엑스선 검출 패널, 게이트 구동 회로, 리드아웃 집적 회로, 바이어스 구동 회로, 및 동작 제어 회로(즉, 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들)를 포함함으로써, 엑스선 검출 패널에 구비되는 화소 회로들에 대하여 순방향 바이어스 인가 동작과 초기화 동작을 동시에 수행할 수 있다. 그 결과, 엑스선 검출 장치(560)는 필-팩터 및 프레임 레이트의 감소 없이 이미지-랙을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 이상, 본 발명의 실시예들에 따른 엑스선 검출 장치 및 엑스선 검출 패널의 구동 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 동작 제어 회로(즉, 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들)의 구체적인 구조는 다양하게 설계 변경될 수 있는 것으로서, 동작 제어 회로(즉, 제 1 내지 제 3 동작 컨트롤러들)와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들은 본 발명의 균등 범위에 속하는 것이다.

본 발명은 엑스선 검출 장치를 구비하는 컴퓨팅 시스템에 적용될 수 있다. 이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 엑스선 검출 장치 110: 엑스선 검출 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 리드아웃 집적 회로
140: 바이어스 구동 회로 150: 제 1 동작 컨트롤러
160: 제 2 동작 컨트롤러 170: 제 3 동작 컨트롤러

Claims (20)

1. 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 바이어스 라인들 및 복수의 화소 회로들을 구비하는 엑스선(X-ray) 검출 패널;
   엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 화소 회로들에 상기 게이트 라인들을 통하여 게이트 신호를 순차적으로 제공하는 게이트 구동 회로;
   상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 데이터 라인들을 통하여 상기 화소 회로들로부터 출력되는 검출 신호를 판독하는 리드아웃 집적 회로;
   상기 화소 회로들에 상기 바이어스 라인들을 통하여 순방향 바이어스 전압 또는 역방향 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 구동 회로; 및
   순방향 바이어스 인가 동작 및 초기화 동작이 상기 화소 회로들에서 동시에 수행되도록 제어하는 동작 제어 회로를 포함하고,
   상기 동작 제어 회로는
   상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널에 연결시키고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단시키는 제 1 동작 컨트롤러;
   상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 화소 회로들에 상기 게이트 라인들을 통하여 상기 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압을 동시에 제공하는 제 2 동작 컨트롤러; 및
   상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 화소 회로들에 상기 데이터 라인들을 통하여 바이어스 기준 전압을 동시에 제공하는 제 3 동작 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 화소 회로들 각각은
   게이트 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되는 스위칭 트랜지스터; 및
   캐소드 전극이 상기 스위칭 트랜지스터의 제 2 단자에 연결되고, 애노드 전극이 상기 바이어스 라인들 중의 하나에 연결되는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선을 수신하여 상기 검출 신호에 상응하는 전하(charge)들을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 다이오드는 외부에서 입력되는 엑스선이 신틸레이터(scintillator)에 의해 가시광선으로 변환되면, 상기 가시광선을 수신하여 상기 검출 신호에 상응하는 전하들을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 초기화 동작 및 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 바이어스 구동 회로는 상기 화소 회로들에 상기 역방향 바이어스 전압을 제공하고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 바이어스 구동 회로는 상기 화소 회로들에 상기 순방향 바이어스 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 동작 컨트롤러는
   제 1 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 2 단자가 상기 게이트 구동 회로에 연결되는 복수의 제 1 트랜지스터들; 및
   제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 1 트랜지스터들의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 게이트 단자가 제 1 제어 신호를 수신하는 제 1 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 1 제어 트랜지스터가 상기 제 1 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터들이 동시에 턴온되고,
   상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 1 제어 트랜지스터가 상기 제 1 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 1 트랜지스터들이 동시에 턴오프되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 동작 컨트롤러는
   제 1 단자가 상기 게이트 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 2 단자가 게이트 단자에 연결되는 복수의 제 2 트랜지스터들; 및
   제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 2 트랜지스터들의 게이트 단자들에 공통으로 연결되며, 게이트 단자가 제 2 제어 신호를 수신하는 제 2 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 2 제어 트랜지스터가 상기 제 2 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 2 트랜지스터들이 동시에 턴오프되고,
    상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 2 제어 트랜지스터가 상기 제 2 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터들이 동시에 턴온되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 동작 컨트롤러는
    제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 2 단자가 상기 데이터 라인들 중의 다른 하나에 연결되는 복수의 제 3 트랜지스터들;
    제 1 단자가 상기 바이어스 기준 전압에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들 중의 하나에 연결되는 제 3 서브-트랜지스터; 및
    제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들의 게이트 단자들과 상기 제 3 서브-트랜지스터의 게이트 단자에 공통으로 연결되며, 게이트 단자가 제 3 제어 신호를 수신하는 제 3 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 초기화 동작 및 상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴오프되고,
    상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴온되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 리드아웃 집적 회로에 의해 상기 데이터 라인들에 초기화 기준 전압이 제공되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 동작 컨트롤러는
    제 1 단자가 상기 데이터 라인들 중의 하나에 연결되고, 제 2 단자가 상기 데이터 라인들 중의 다른 하나에 연결되는 복수의 제 3 트랜지스터들;
    상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 바이어스 기준 전압을 선택하여 출력하고, 상기 초기화 동작이 수행될 때, 초기화 기준 전압을 선택하여 출력하는 기준 전압 선택 회로;
    제 1 단자가 상기 기준 전압 선택 회로에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들 중의 하나에 연결되는 제 3 서브-트랜지스터; 및
    제 1 단자가 상기 턴온-전압에 연결되고, 제 2 단자가 상기 제 3 트랜지스터들의 게이트 단자들과 상기 제 3 서브-트랜지스터의 게이트 단자에 공통으로 연결되며, 게이트 단자가 제 3 제어 신호를 수신하는 제 3 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴오프되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴오프되고,
    상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 3 제어 트랜지스터가 상기 제 3 제어 신호에 의해 턴온되면, 상기 제 3 서브-트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터들이 동시에 턴온되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 제 3 동작 컨트롤러에 의해 상기 데이터 라인들에 상기 초기화 기준 전압이 제공되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치.
17. 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 바이어스 라인들 및 복수의 화소 회로들을 구비하는 엑스선 검출 패널에 있어서,
    동작 제어 회로를 이용하여 상기 화소 회로들에 순방향 바이어스 인가 동작을 동시에 수행하는 단계;
    상기 동작 제어 회로를 이용하여 상기 화소 회로들에 초기화 동작을 동시에 수행하는 단계; 및
    상기 동작 제어 회로를 이용하여 상기 화소 회로들에 게이트 라인 별로 엑스선 검출 동작을 순차적으로 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 동작 제어 회로는
    상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널에 연결시키고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 게이트 구동 회로를 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단시키는 제 1 동작 컨트롤러;
    상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작 및 상기 초기화 동작이 수행될 때, 상기 화소 회로들에 상기 게이트 라인들을 통하여 게이트 신호에 상응하는 턴온 전압을 동시에 제공하는 제 2 동작 컨트롤러; 및
    상기 엑스선 검출 동작이 수행될 때, 상기 엑스선 검출 패널로부터 차단되고, 상기 순방향 바이어스 인가 동작이 수행될 때, 상기 화소 회로들에 상기 데이터 라인들을 통하여 바이어스 기준 전압을 동시에 제공하는 제 3 동작 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 패널의 구동 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 순방향 바이어스 인가 동작을 동시에 수행하는 단계는
    상기 게이트 라인들에 동시에 상기 턴온-전압을 제공하는 단계;
    상기 데이터 라인들에 동시에 상기 바이어스 기준 전압을 제공하는 단계; 및
    상기 바이어스 라인들에 동시에 순방향 바이어스 전압을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 패널의 구동 방법.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 초기화 동작을 동시에 수행하는 단계는
    상기 게이트 라인들에 동시에 상기 턴온-전압을 제공하는 단계;
    상기 데이터 라인들에 동시에 초기화 기준 전압을 제공하는 단계; 및
    상기 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 패널의 구동 방법.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 엑스선 검출 동작을 순차적으로 수행하는 단계는
    상기 게이트 라인들에 순차적으로 상기 게이트 신호를 제공하는 단계;
    상기 바이어스 라인들에 동시에 역방향 바이어스 전압을 제공하는 단계; 및
    상기 데이터 라인들로부터 출력되는 검출 신호를 순차적으로 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 패널의 구동 방법.

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