KR101769587B1 - 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기 구동 방법을 개시한다.
본 발명의 엑스레이 검출기는, 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제1 포토 다이오드와, 게이트 신호에 의해 온되어 상기 제1 포토 다이오드로부터의 전기적 신호를 데이터 라인을 통해 출력하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 다수의 광감지 픽셀; 및 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제2 포토 다이오드와, 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 상기 제2 포토 다이오드로부터의 전기적 신호가 데이터 라인을 통해 출력되는 것을 차단하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 다수의 더미 픽셀;을 포함할 수 있다.
본 발명의 엑스레이 검출기는, 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제1 포토 다이오드와, 게이트 신호에 의해 온되어 상기 제1 포토 다이오드로부터의 전기적 신호를 데이터 라인을 통해 출력하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 다수의 광감지 픽셀; 및 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제2 포토 다이오드와, 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 상기 제2 포토 다이오드로부터의 전기적 신호가 데이터 라인을 통해 출력되는 것을 차단하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 다수의 더미 픽셀;을 포함할 수 있다.
Description
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 검출기는 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.
엑스레이 검출기를 통해서 취득된 영상의 품질은 일반적으로 엑스레이 검출기 어레이 내의 라인(데이터 라인 및 게이트 라인)의 균일도(uniformity), 포토 다이오드의 균일도(uniformity), 결함(defect), 그리고 누설전류 레벨(leakage level)의 차이 등에 의하여 많이 저하된다. 따라서, 영상 품질이 저하되는 것을 막기 위해서 라인에 대한 노이즈를 제거하는 영상 보정(image correction)을 수행하여야 한다.
본 발명은 엑스레이 영상의 라인 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 엑스레이 검출기 및 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기는, 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제1 포토 다이오드와, 게이트 신호에 의해 온되어 상기 제1 포토 다이오드로부터의 전기적 신호를 데이터 라인을 통해 출력하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 다수의 광감지 픽셀; 및 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제2 포토 다이오드와, 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 상기 제2 포토 다이오드로부터의 전기적 신호가 데이터 라인을 통해 출력되는 것을 차단하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 다수의 더미 픽셀;을 포함할 수 있다.
상기 광감지 픽셀은 유효 영상을 생성하는 활성 영역에 배치되고, 상기 더미 픽셀은 상기 활성 영역 외측의 비활성 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 포토 다이오드는, 제1전극; 상기 제1전극에 대향하고 바이어스 라인과 연결된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 광도전층;을 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자는, 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴; 및 상기 액티브 패턴 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 엑스레이 검출기는, 상기 제1 스위칭 소자의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴을 포함하고, 소스 전극 및 드레인 전극은 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 엑스레이 검출기는, 상기 제2 스위칭 소자의 액티브 패턴의 일측에 구비된 금속패턴; 및 상기 금속패턴과 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브 패턴은 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 엑스레이 검출기는, 상기 제2 스위칭 소자의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함할 수 있다.
상기 엑스레이 검출기는, 상기 광감지 픽셀의 전기적 신호 및 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 상기 데이터 라인을 통해 리드아웃하는 리드아웃 회로;를 더 포함할 수 있다.
상기 엑스레이 검출기는, 상기 리드아웃된 광감지 픽셀의 전기적 신호를 기초로 유효 영상을 획득하고 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 기초로 노이즈 영상을 획득하고, 상기 유효 영상과 상기 노이즈 영상의 감산에 의해 상기 유효 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 신호처리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 구동 방법은, 광감지 픽셀과 더미 픽셀이 배열된 패널로 엑스레이를 조사하는 단계; 상기 엑스레이가 조사된 패널로 순차적으로 게이트 신호를 출력하는 단계; 상기 게이트 신호에 의해 온 된 상기 광감지 픽셀의 스위칭 소자가 연결된 포토 다이오드로부터의 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 데이터 라인으로 전달하는 단계; 및 상기 광감지 픽셀이 출력하는 전기적 신호와 상기 더미 픽셀이 출력하는 전기적 신호를 상기 데이터 라인을 통해 리드아웃하는 단계;를 포함하며, 상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는 인가되는 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 연결된 포토 다이오드로부터의 엑스레이에 대응하는 전기적 신호가 데이터 라인으로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
상기 광감지 픽셀은 유효 영상을 생성하는 활성 영역에 배치되고, 상기 더미 픽셀은 상기 활성 영역 외측의 비활성 영역에 배치될 수 있다.
상기 방법은, 상기 리드아웃된 광감지 픽셀의 전기적 신호를 기초로 유효 영상을 획득하고 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 기초로 노이즈 영상을 획득하고, 상기 유효 영상과 상기 노이즈 영상의 감산에 의해 상기 유효 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 광감지 픽셀의 리드아웃 신호는, 포토 다이오드의 전기적 신호와 상기 데이터 라인의 노이즈 신호를 포함하고, 상기 더미 픽셀의 리드아웃 신호는, 상기 데이터 라인의 노이즈 신호만을 포함할 수 있다.
상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴을 포함하고, 소스 전극 및 드레인 전극은 구비하지 않도록 형성되어 연결된 포토 다이오드가 생성한 전기적 신호의 전달을 차단할 수 있다.
다른 예로서, 상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브 패턴은 구비하지 않도록 형성되어 연결된 포토 다이오드가 생성한 전기적 신호의 전달을 차단할 수 있다.
본 발명은 유효 영상을 생성하는 광감지 픽셀 외에 더미 픽셀을 구비하고, 광감지 픽셀과 더미 픽셀의 전기적 신호를 시간 차 없이 동시에 획득하여 유효 영상의 라인 노이즈를 제거함으로써 영상 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 광감지 픽셀과 더미 픽셀의 내부 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광감지 픽셀의 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'선을 따른 광감지 픽셀의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 6은 도 5의 II-II'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 8은 도 7의 III-III'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 광감지 픽셀과 더미 픽셀의 내부 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광감지 픽셀의 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'선을 따른 광감지 픽셀의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 6은 도 5의 II-II'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 8은 도 7의 III-III'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
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 검출기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 엑스레이 검출기(100)는 패널(200), 바이어스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400) 및 리드아웃 집적회로(500)를 포함한다. 도 1에서는 게이트 라인(GL), 데이터 라인(BL), 및 바이어스 라인(BL)을 생략하였다.
상기 패널(200)은 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 광전 변환하여 전기적 신호로 출력한다. 상기 패널(200)은 행 방향의 다수의 게이트 라인(GL)과 열 방향의 다수의 데이터 라인(DL)에 의해 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀들을 구비한다. 상기 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)은 서로 직교하게 배치될 수 있다.
상기 패널(200)은 활성 영역(AA; Active Area)과 활성 영역(AA) 외측(주변부)의 비활성 영역(NAA; Non Active Area)으로 구분된다. 활성 영역(AA)의 픽셀들은 유효 영상 신호 출력을 위한 광감지 픽셀(OPX)들이고, 비활성 영역(NAA)의 픽셀들은 영상 신호의 노이즈 제거를 위한 더미 픽셀(DPX)들이다. 각 픽셀은 포토 다이오드(PD)와 트랜지스터(Tr)를 구비한다. 비활성 영역(NAA)에는 게이트 라인이 형성된 행 방향으로 광감지 픽셀(OPX) 행과 나란하게 배치된 하나 이상의 더미 픽셀(DPX) 행, 및/또는 데이터 라인이 형성된 열 방향으로 광감지 픽셀(OPX) 열과 나란하게 배치된 하나 이상의 더미 픽셀(DPX) 열이 구비될 수 있다.
상기 바이어스 드라이버(300)는 다수의 바이어스 라인(BL)들로 구동전압을 인가한다. 상기 바이어스 드라이버(300)는 상기 포토 다이오드(PD)에 리버스 바이어스(reverse bias) 및 포워드 바이어스(forward bias)를 선택적으로 인가할 수 있다. 바이어스 라인(BL)은 데이터 라인(DL)과 평행하게 형성될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(400)는 다수의 게이트 라인(GL)들로 게이트 신호들을 순차적으로 인가한다. 상기 게이트 드라이버(400)는 IC 형태로 이루어져 상기 패널(200)의 일측에 실장되거나 박막 공정을 통해서 패널(200)에 직접적으로 형성될 수 있다.
상기 리드아웃 집적회로(500)는 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 각 픽셀의 전기적 신호를 독출한다. 상기 리드아웃 집적회로(500)는 활성 영역(AA)의 픽셀로부터의 제1신호(S1)와 비활성 영역(NAA)의 픽셀로부터의 제2신호(S2)를 독출한다.
도 2는 도 1의 광감지 픽셀과 더미 픽셀의 내부 회로를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 활성 영역(AA)의 광감지 픽셀(OPX) 각각은 엑스레이를 감지하여 전기적 신호, 예를 들어 광검출 전압을 출력하는 제1 포토 다이오드(PD1)와 제1 포토 다이오드(PD1)로부터 출력된 전기적 신호를 스위칭하는 제1 트랜지스터(Tr1)를 구비한다.
상기 제1 포토 다이오드(PD1)는 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 상기 전기적 신호로서 출력한다. 상기 제1 포토 다이오드(PD1)는 PIN 다이오드일 수 있다. 상기 제1 포토 다이오드(PD1)의 제1전극은 제1 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 바이어스 전압이 인가되는 바이어스 라인(BL)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 트랜지스터(Tr1)는 제1 포토 다이오드(PD1)로부터 출력된 전기적 신호를 스위칭하는 스위칭 소자이다. 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결되고, 소스 전극은 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된다.
게이트 라인(GL)으로 게이트 신호가 인가되면 제1 트랜지스터(Tr1)는 턴-온되고, 제1 포토 다이오드(PD1)로부터 출력된 전기적 신호는 턴-온된 제1 트랜지스터(Tr1)에 의해 데이터 라인(DL)을 통해서 리드아웃 집적회로(500)의 증폭기(OP)로 출력된다. 이때 출력되는 신호는 제1 포토 다이오드(PD1)로부터 출력된 전기적 신호와 데이터 라인(DL) 상의 라인 노이즈를 포함할 수 있다.
비활성 영역(NAA)의 더미 픽셀(DPX) 각각은 제2 포토 다이오드(PD2)와 제2 트랜지스터(Tr2)를 구비한다.
상기 제2 포토 다이오드(PD2)는 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 전기적 신호로서 출력한다. 상기 제2 포토 다이오드(PD2)는 PIN 다이오드일 수 있다.
상기 제2 트랜지스터(Tr2)는 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호가 인가되는 경우에도 턴-오프 상태를 유지하고, 제2 포토 다이오드(PD2)로부터 출력된 전기적 신호를 스위칭하지 않는다. 이에 따라, 제2 트랜지스터(Tr2)와 연결된 데이터 라인(DL) 상의 전기적 신호, 즉 라인 노이즈만 리드아웃 집적회로(150)의 증폭기(OP)로 출력된다. 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하기 위한 제2 트랜지스터(Tr2)의 구조는 후술하겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광감지 픽셀의 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'선을 따른 광감지 픽셀의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 활성 영역(AA)의 광감지 픽셀(OPX)은 제1 기판(110) 상에 제1 트랜지스터(Tr1) 및 제1 포토 다이오드(PD1)를 포함한다. 상기 제1 트랜지스터(Tr1)는 게이트 전극(112a), 액티브 패턴(113), 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 포토 다이오드(PD1)는 제1전극(114a), 광도전층(114b) 및 제2전극(114c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에는 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 게이트 전극(112a)이 형성된다. 상기 게이트 전극(112a)은 게이트 라인(GL)으로부터 돌출된 형태로 형성될 수 있으며, 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(112a)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(112a)은 게이트 절연막(111)에 의해 커버된다. 상기 게이트 절연막(111)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
상기 게이트 절연막(111) 상에는 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 액티브 패턴(113)이 형성된다. 상기 액티브 패턴(113)은, 예를 들어, 상기 게이트 절연막(111) 상에 형성된 채널층(113a) 및 상기 채널층(113a) 상에 형성된 오믹콘택층(113b)을 포함할 수 있다. 상기 채널층(113a)은 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 또는 폴리 실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질을 포함할 수 있고, 상기 오믹코택층(113b)은 고밀도 이온도핑 아몰퍼스 실리콘(n+ a-Si) 또는 실리사이드(silicide) 등을 포함할 수 있다. 상기 오믹코택층(113b)은 채널층(113a)과 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c) 사이에 위치하며, 채널층(113a))과 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c) 각각 사이의 접촉 저항을 저하시킨다.
상기 액티브 패턴(113) 상에는 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)이 형성되고, 상기 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)은 서로 소정의 간격으로 이격된다. 상기 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)은 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(111) 상에 제1 포토 다이오드(PD1)의 제1전극(114a)이 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극(112c)과 일체로 형성되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(115)은 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c), 제1전극(114a) 상에 위치하며, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 상기 제1 절연층(115)에는 소스 전극(112b)의 일부를 노출하는 개구부와 제1전극(114a)의 일부를 노출하는 개구부가 형성된다.
제1 절연층(115)의 소스 전극(112b)의 일부를 노출하는 개구부에는 소스 전극(112b)과 데이터 라인(DL)을 연결하는 접속부(112d)가 형성된다. 접속부(112d)는 소스 전극(112b)과 데이터 라인(DL) 사이에 위치하고 있다.
제1 절연층(115)의 제1전극(114a)의 일부를 노출하는 개구부에는 제1 포토 다이오드(PD1)의 광도전층(114b)이 형성된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 광도전층(114b)은 n-타입 실리콘층, 진성(Intrinsic) 실리콘층 및 p-타입 실리콘층이 순차적으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 광도전층(114b) 상에는 제2전극(114c)이 상기 제1전극(114a)과 대향하여 형성된다. 상기 제2전극(114c)은 엑스레이가 상기 광도전층(114b) 내로 인가될 수 있도록 투명한 도전성 물질, 예를 들어, 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 포토 다이오드(PD1)와 상기 제1 트랜지스터(Tr1)를 커버하며 상기 제1 기판(110) 전면에 제2 절연층(116)이 형성된다. 상기 제2 절연층(116)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 제2 절연층(116) 상에는 데이터 라인(DL) 및 바이어스 라인(BL)이 위치하고 있다.
상기 제2 절연층(116)에는 상기 제1 포토 다이오드(PD1)의 제2전극(114c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부 및 상기 접속부(112d)의 일부를 노출시키는 개구부가 형성된다. 상기 제2전극(114c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부에는 상기 바이어스 라인(BL)이 형성되어 상기 제1 포토 다이오드(PD1)의 제2전극(114c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접속부(112d)의 일부를 노출시키는 개구부에는 데이터 라인(DL)이 형성되어 소스 전극(112b)과 연결될 수 있다. 다른 실시예로서, 접속부(112d)를 생략하여 데이터 라인(DL)과 소스 전극(112b)이 직접 연결되도록 형성할 수 있다.
상기 데이터 라인(DL)은 제1 절연층(115) 및 제2 절연층(116)을 사이에 두고 게이트 라인(GL)과 교차하도록 형성된다.
상기 바이어스 라인(BL)은 데이터 라인(DL)과 나란한 방향으로 형성된다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)은 하나의 도전층으로부터 포토리소그래피 공정 등의 멤스 공정을 이용해 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)을 덮으며 제1 기판(110) 전면에 제3 절연층(117)이 형성된다. 상기 제3 절연층(117)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
제3 절연층(185) 상에는 평탄화층(118)이 유기층 또는 무기층으로 형성된다.
상기 평탄화층(118) 상에는 신틸레이터(119)가 구비된다. 상기 신틸레이터(119)는 피사체를 통과하여 입사된 엑스레이를 가시광으로 변경시켜 상기 제1 기판(110) 측으로 출사한다. 상기 신틸레이터(119)는 세슘 요오드화합물(cesium iodide)로 이루어질 수 있다. 상기 신틸레이터(119) 상부에 제2 기판(미도시)이 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 6은 도 5의 II-II'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4와 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 설명하겠다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 비활성 영역(NAA)의 더미 픽셀(DPX)은 제1 기판(110) 상에 제2 트랜지스터(Tr2) 및 제2 포토 다이오드(PD2)를 포함한다. 상기 제2 트랜지스터(Tr2)는 게이트 전극(122a) 및 액티브 패턴(123)을 포함하고, 소스 전극 및 드레인 전극은 구비하지 않는다. 상기 제2 포토 다이오드(PD2)는 제1전극(124a), 광도전층(124b) 및 제2전극(124c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에는 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 게이트 전극(122a)이 형성된다. 상기 게이트 전극(122a)은 게이트 라인(GL)으로부터 돌출된 형태로 형성될 수 있으며, 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(112a)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(122a)은 게이트 절연막(111)에 의해 커버된다. 상기 게이트 절연막(111)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
상기 게이트 절연막(111) 상에는 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 액티브 패턴(123)이 형성된다. 상기 액티브 패턴(123)은, 예를 들어, 상기 게이트 절연막(111) 상에 형성된 채널층(123a) 및 상기 채널층(123a) 상에 형성된 오믹콘택층(123b)을 포함할 수 있다. 상기 채널층(123a)은 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 또는 폴리 실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질을 포함할 수 있고, 상기 오믹코택층(123b)은 고밀도 이온도핑 아몰퍼스 실리콘(n+ a-Si) 또는 실리사이드(silicide) 등을 포함할 수 있다. 상기 오믹코택층(123b)은 생략될 수 있다.
상기 액티브 패턴(123) 상에 금속층을 형성한 후 패터닝하여 상기 액티브 패턴(123)과 동일층에 상기 데이터 라인(DL)과 연결을 위한 금속 패턴(122b)과 제2 포토 다이오드(PD2)의 제1전극(124a)이 형성된다. 상기 금속 패턴(122b)과 제1전극(124a)은 제1 트랜지스터(Tr1)의 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)과 동시에 형성될 수 있다. 상기 금속 패턴(122b)과 제1전극(124a)은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다.
제1 절연층(115)은 액티브 패턴(123), 금속 패턴(122b) 및 제1전극(124a) 상에 위치하며, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 상기 제1 절연층(115)에는 금속 패턴(122b)의 일부를 노출하는 개구부와 제1전극(124a)의 일부를 노출하는 개구부가 형성된다.
제1 절연층(115)의 금속 패턴(122b)의 일부를 노출하는 개구부에는 금속 패턴(122b)과 데이터 라인(DL)을 연결하는 접속부(122d)가 형성된다. 접속부(122d)는 금속 패턴(122b)과 데이터 라인(DL) 사이에 위치하고 있다.
제1 절연층(115)의 제1전극(124a)의 일부를 노출하는 개구부에는 제2 포토 다이오드(PD2)의 광도전층(124b)이 형성된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 광도전층(124b)은 n-타입 실리콘층, 진성(Intrinsic) 실리콘층 및 p-타입 실리콘층이 순차적으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 광도전층(124b) 상에는 제2전극(124c)이 상기 제1전극(124a)과 대향하여 형성된다. 상기 제2전극(124c)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어, 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 포토 다이오드(PD2)와 상기 제2 트랜지스터(Tr2)를 커버하며 상기 제1 기판(110) 전면에 제2 절연층(116)이 형성된다. 상기 제2 절연층(116)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 제2 절연층(116) 상에는 데이터 라인(DL) 및 바이어스 라인(BL)이 위치하고 있다.
상기 제2 절연층(116)에는 상기 제2 포토 다이오드(PD2)의 제2전극(124c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부 및 상기 접속부(122d)의 일부를 노출시키는 개구부가 형성된다. 상기 제2전극(124c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부에는 상기 바이어스 라인(BL)이 형성되어 상기 제2 포토 다이오드(PD2)의 제2전극(124c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접속부(122d)의 일부를 노출시키는 개구부에는 데이터 라인(DL)이 형성되어 금속 패턴(122b)과 연결될 수 있다. 다른 실시예로서, 접속부(122d)를 생략하여 데이터 라인(DL)과 금속 패턴(122b)이 직접 연결되도록 형성할 수 있다.
상기 데이터 라인(DL)은 제1 절연층(115) 및 제2 절연층(116)을 사이에 두고 게이트 라인(GL)과 교차하도록 형성된다.
상기 바이어스 라인(BL)은 데이터 라인(DL)과 나란한 방향으로 형성된다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)은 하나의 도전층으로부터 포토리소그래피 공정 등의 멤스 공정을 이용해 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)을 덮으며 제1 기판(110) 전면에 제3 절연층(117)이 형성된다. 상기 제3 절연층(117)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
제3 절연층(117) 상에는 평탄화층(118)이 유기층 또는 무기층으로 형성된다.
상기 평탄화층(118) 상에는 신틸레이터(119)가 구비된다. 상기 신틸레이터(119)는 피사체를 통과하여 입사된 엑스레이를 가시광으로 변경시켜 상기 제1 기판(110) 측으로 출사한다. 상기 신틸레이터(119)는 세슘 요오드화합물(cesium iodide)로 이루어질 수 있다. 상기 신틸레이터(119) 상부에 제2 기판(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 실시예는 제2 트랜지스터(Tr2)에 소스 전극과 드레인 전극을 형성하지 않음으로써 제2 포토 다이오드(PD2)의 전기적 신호가 전달되는 채널의 형성을 차단할 수 있다. 이에 따라, 리드아웃 집적회로(150)는 데이터 라인의 노이즈 신호만을 리드 아웃할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 제2 포토 다이오드(PD2)가 제1전극(124a)과 제2전극(124c)을 구비하고 있으나, 제1전극(124a)과 제2전극(124c) 중 적어도 하나를 제거함으로써, 제2 포토 다이오드(PD2)의 광전 변환 기능을 차단하도록 제2 포토 다이오드(PD2)를 형성할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더미 픽셀의 평면도이고, 도 8은 도 7의 III-III'선을 따른 더미 픽셀의 단면도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4와 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 설명하겠다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 비활성 영역(NAA)의 더미 픽셀(DPX)은 제1 기판(110) 상에 제2 트랜지스터(Tr2) 및 제2 포토 다이오드(PD2)를 포함한다. 상기 제2 트랜지스터(Tr2)는 게이트 전극(132a), 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)을 포함하고, 액티브 패턴을 구비하지 않는다. 상기 제2 포토 다이오드(PD2)는 제1전극(134a), 광도전층(134b) 및 제2전극(134c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에는 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 게이트 전극(132a)이 형성된다. 상기 게이트 전극(132a)은 게이트 라인(GL)으로부터 돌출된 형태로 형성될 수 있으며, 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(132a)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(132a)은 게이트 절연막(111)에 의해 커버된다. 상기 게이트 절연막(111)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
상기 게이트 절연막(111) 상에는 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 액티브 패턴을 형성하지 않고, 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)이 형성된다. 상기 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)은 서로 소정의 간격으로 이격된다. 상기 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)은 상기 제1 트랜지스터(Tr1)의 소스 전극(112b) 및 드레인 전극(112c)과 동시에 형성될 수 있다. 상기 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)은 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c)은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(111) 상에 제2 포토 다이오드(PD2)의 제1전극(134a)이 상기 제2 트랜지스터(Tr2)의 드레인 전극(132c)과 일체로 형성될 수 있다.
제1 절연층(115)은 소스 전극(132b) 및 드레인 전극(132c), 제1전극(134a) 상에 위치하며, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 상기 제1 절연층(115)에는 소스 전극(132b)의 일부를 노출하는 개구부와 제1전극(134a)의 일부를 노출하는 개구부가 형성된다.
제1 절연층(115)의 소스 전극(132b)의 일부를 노출하는 개구부에는 소스 전극(132b)과 데이터 라인(DL)을 연결하는 접속부(132d)가 형성된다. 접속부(132d)는 소스 전극(132b)과 데이터 라인(DL) 사이에 위치하고 있다.
제1 절연층(115)의 제1전극(134a)의 일부를 노출하는 개구부에는 제2 포토 다이오드(PD2)의 광도전층(134b)이 형성된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 광도전층(134b)은 n-타입 실리콘층, 진성(Intrinsic) 실리콘층 및 p-타입 실리콘층이 순차적으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 광도전층(134b) 상에는 제2전극(134c)이 상기 제1전극(134a)과 대향하여 형성된다. 상기 제2전극(134c)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어, 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 포토 다이오드(PD2)와 상기 제2 트랜지스터(Tr2)를 커버하며 상기 제1 기판(110) 전면에 제2 절연층(116)이 형성된다. 상기 제2 절연층(116)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다. 제2 절연층(116) 상에는 데이터 라인(DL) 및 바이어스 라인(BL)이 위치하고 있다.
상기 제2 절연층(116)에는 상기 제2 포토 다이오드(PD2)의 제2전극(134c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부 및 상기 접속부(132d)의 일부를 노출시키는 개구부가 형성된다. 상기 제2전극(134c)의 일부를 노출시키기 위한 개구부에는 상기 바이어스 라인(BL)이 형성되어 상기 제2 포토 다이오드(PD2)의 제2전극(134c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접속부(132d)의 일부를 노출시키는 개구부에는 데이터 라인(DL)이 형성되어 소스 전극(132b)과 연결될 수 있다. 다른 실시예로서, 접속부(132d)를 생략하여 데이터 라인(DL)과 소스 전극(132b)이 직접 연결되도록 형성할 수 있다.
상기 데이터 라인(DL)은 제1 절연층(115) 및 제2 절연층(116)을 사이에 두고 게이트 라인(GL)과 교차하도록 형성된다.
상기 바이어스 라인(BL)은 데이터 라인(DL)과 나란한 방향으로 형성된다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)은 하나의 도전층으로부터 포토리소그래피 공정 등의 멤스 공정을 이용해 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 텅스텐(W), 금(Au) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 도전층을 포함할 수 있다. 상기 바이어스 라인(BL)과 데이터 라인(DL)을 덮으며 제1 기판(110) 전면에 제3 절연층(117)이 형성된다. 상기 제3 절연층(117)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 중 하나를 포함하는 단층 또는 복층의 절연층을 포함한다.
제3 절연층(185) 상에는 평탄화층(118)이 유기층 또는 무기층으로 형성된다.
상기 평탄화층(118) 상에는 신틸레이터(119)가 구비된다. 상기 신틸레이터(119)는 피사체를 통과하여 입사된 엑스레이를 가시광으로 변경시켜 상기 제1 기판(110) 측으로 출사한다. 상기 신틸레이터(119)는 세슘 요오드화합물(cesium iodide)로 이루어질 수 있다. 상기 신틸레이터(119) 상부에 제2 기판(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 실시예는 제2 트랜지스터(Tr2)에 액티브 패턴을 형성하지 않음으로써 제2 포토 다이오드(PD2)의 전기적 신호가 전달되는 채널의 형성을 차단할 수 있다. 이에 따라, 리드아웃 집적회로(150)는 데이터 라인의 노이즈 신호만을 리드 아웃할 수 있다.
도 7 및 도 8에서는 제2 포토 다이오드(PD2)의 제1전극(134a)과 제2전극(134c)을 구비하고 있으나, 제1전극(134a)과 제2전극(134c) 중 적어도 하나를 제거함으로써, 제2 포토 다이오드(PD2)의 광전 변환 기능을 차단하도록 제2 포토 다이오드(PD2)를 형성할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엑스레이 검출 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 엑스레이 검출 시스템(1)은 에너지원(10), 엑스레이 검출기(100), 제어부(40), 신호 처리부(50) 및 디스플레이 장치(60)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 픽셀(OPX)과 노이즈 보정을 위한 더미 픽셀(DPX)을 구비한다. 상기 엑스레이 검출기(100)의 구성은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 광감지 픽셀과 더미 픽셀을 포함하는 패널을 구비한 엑스레이 검출기(100)로 구현될 수 있으며, 이하 상세한 설명은 생략하겠다. 상기 에너지원(10)은 엑스레이 검출기(100)의 플랫 패널 내의 활성 영역의 광감지 픽셀과 비활성 영역의 더미 픽셀에 엑스레이를 동시 조사한다.
종래에는 노이즈 보정을 위해 패널 제작 후에, 패널에 엑스레이가 입사되기 전, 즉 엑스레이가 입사되지 않을 때 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하여 리드 아웃한 신호에 의한 다크 영상(dark image)과, 실제 엑스레이가 입사되었을 때 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하여 리드 아웃한 신호에 의한 엑스레이 영상의 차에 의해 노이즈를 제거한 영상을 획득하였다. 그러나, 상기 방법은 다크 영상을 취득하는 시간(t1)과 엑스레이 영상을 취득하는 시간(t2) 사이에 시간 차가 존재하여, 시간 차에 의한 노이즈가 영상에 반영되는 문제점이 있다.
본 발명은 패널에서 유효 영상 신호를 획득하는 활성 영역 외측에 존재하는 비활성 영역에 더미 픽셀을 구비한다. 더미 픽셀의 트랜지스터는 광감지 픽셀의 트랜지스터와 달리, 포토 다이오드의 전기적 신호를 스위칭하지 않도록 게이트 신호가 인가되더라도 턴-온되지 않고 오프 상태를 유지할 수 있는 구조를 갖는다.
예를 들어, 더미 픽셀의 트랜지스터는 도 5 및 도 6과 같이 소스 전극과 드레인 전극을 형성하지 않음으로써 포토 다이오드의 전기적 신호가 전달되는 채널의 형성을 차단할 수 있다.
또 다른 예로서, 더미 픽셀의 트랜지스터는 도 7 및 도 8과 같이 액티브 패턴을 형성하지 않음으로써 포토 다이오드의 전기적 신호가 전달되는 채널의 형성을 차단할 수 있다.
상기 엑스레이 검출기(100)의 리드아웃 집적회로는 광감지 픽셀의 전기적 신호를 데이터 라인(DL)을 통해 리드 아웃하여 처리한 제1신호(S1)를 신호 처리부(50)로 출력한다. 이에 따라, 제1신호(S1)는 포토 다이오드로부터의 전기적 신호와 데이터 라인(DL) 상의 라인 노이즈가 포함된다.
상기 엑스레이 검출기(100)의 리드아웃 집적회로는 더미 픽셀의 전기적 신호를 데이터 라인(DL)을 통해 리드 아웃하여 처리한 제2신호(S1)를 신호 처리부(50)로 출력한다. 더미 픽셀의 트랜지스터는 오프되어 있어 채널이 형성되지 않기 때문에, 제2신호(S1)는 포토 다이오드의 전기적 신호를 포함하지 않고, 따라서 데이터 라인(DL) 상의 라인 노이즈만 포함된다.
상기 제어부(40)는 노이즈 보정된 엑스레이 영상을 형성하기 위해 상기 에너지원(10), 상기 엑스레이 검출기(100), 및 디스플레이 장치(60)의 동작을 제어한다. 상기 제어부(40)는 상기 에너지원(10)의 엑스레이 조사 시기 및 조사 시간을 제어한다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 엑스레이 검출기(100)로부터 출력되는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 신호 처리부(50)는 활성 영역의 광감지 픽셀로부터 출력되는 제1신호(S1)를 수신하여 샘플링함으로써 유효 영상 신호를 생성하고, 비활성 영역의 더미 픽셀로부터 출력되는 제2신호(S2)를 수신하여 샘플링함으로써 노이즈 영상 신호를 생성한다.
상기 신호 처리부(50)는 유효 영상 신호에서 노이즈 영상 신호를 감산하여 노이즈가 제거(보정)된 엑스레이 영상을 실시간 생성한다.
상기 디스플레이 장치(60)는 상기 노이즈가 제거된 엑스레이 영상을 표시한다. 상기 디스플레이 장치(60)는 액정 표시장치, 유기발광 표시장치, 플라즈마 표시 장치 등으로 구성될 수 있다.
본 발명은 피사체의 엑스레이 영상에 대응하는 유효 영상 신호를 생성하는 광감지 픽셀과, 패널의 비표시 영역, 즉 패널 외곽 주변부에 더미 픽셀을 구비한다. 더미 픽셀의 스위칭 소자는 소스 및 드레인 전극, 또는 액티브 패턴을 구비하지 않도록 형성됨으로써, 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며, 포토 다이오드의 광전 변환 신호의 전달을 차단할 수 있다. 이에 따라, 광감지 픽셀과 더미 픽셀에 동시에 엑스레이를 조사할 수 있어, 더미 픽셀로 엑스레이가 조사되는 것을 차단하기 위한 별도의 수단이 필요하지 않다. 또한 광감지 픽셀과 더미 픽셀의 전기적 신호를 데이터 라인을 통해 시간 차 없이 동시에 획득하여 유효 영상의 라인 노이즈를 효과적으로 제거함으로써 영상 품질을 개선할 수 있다.
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.
Claims (17)
- 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제1 포토 다이오드와, 게이트 신호에 의해 온되어 상기 제1 포토 다이오드로부터의 전기적 신호를 데이터 라인을 통해 출력하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 다수의 광감지 픽셀; 및
엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 제2 포토 다이오드와, 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 상기 제2 포토 다이오드로부터의 전기적 신호가 데이터 라인을 통해 출력되는 것을 차단하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 다수의 더미 픽셀;을 포함하는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 광감지 픽셀은 유효 영상을 생성하는 활성 영역에 배치되고,
상기 더미 픽셀은 상기 활성 영역 외측의 비활성 영역에 배치되는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서, 상기 제1 포토 다이오드는,
제1전극;
상기 제1전극에 대향하고 바이어스 라인과 연결된 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 광도전층;을 포함하는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는,
게이트 전극;
상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴; 및
상기 액티브 패턴 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 엑스레이 검출기. - 제4항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함하는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는,
게이트 전극; 및
상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴을 포함하고,
소스 전극 및 드레인 전극은 구비하지 않는 엑스레이 검출기. - 제6항에 있어서,
상기 제2 스위칭 소자의 액티브 패턴의 일측에 구비된 금속패턴; 및
상기 금속패턴과 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함하는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는,
게이트 전극; 및
상기 게이트 전극 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
액티브 패턴은 구비하지 않는 엑스레이 검출기. - 제8항에 있어서,
상기 제2 스위칭 소자의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 데이터 라인을 전기적으로 연결하는 접속부;를 더 포함하는 엑스레이 검출기. - 제1항에 있어서,
상기 광감지 픽셀의 전기적 신호 및 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 상기 데이터 라인을 통해 리드아웃하는 리드아웃 회로;를 포함하는 엑스레이 검출기. - 제10항에 있어서,
상기 리드아웃된 광감지 픽셀의 전기적 신호를 기초로 유효 영상을 획득하고 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 기초로 노이즈 영상을 획득하고, 상기 유효 영상과 상기 노이즈 영상의 감산에 의해 상기 유효 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 신호처리부;를 더 포함하는 엑스레이 검출기. - 광감지 픽셀과 더미 픽셀이 배열된 패널로 엑스레이를 조사하는 단계;
상기 엑스레이가 조사된 패널로 순차적으로 게이트 신호를 출력하는 단계;
상기 게이트 신호에 의해 온 된 상기 광감지 픽셀의 스위칭 소자가 연결된 포토 다이오드로부터의 엑스레이에 대응하는 전기적 신호를 데이터 라인으로 전달하는 단계; 및
상기 광감지 픽셀이 출력하는 전기적 신호와 상기 더미 픽셀이 출력하는 전기적 신호를 상기 데이터 라인을 통해 리드아웃하는 단계;를 포함하며,
상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는 인가되는 게이트 신호에 무관하게 오프 상태를 유지하며 연결된 포토 다이오드로부터의 엑스레이에 대응하는 전기적 신호가 데이터 라인으로 전달되는 것을 차단하는 엑스레이 검출기의 구동 방법. - 제12항에 있어서,
상기 광감지 픽셀은 유효 영상을 생성하는 활성 영역에 배치되고,
상기 더미 픽셀은 상기 활성 영역 외측의 비활성 영역에 배치되는 엑스레이 검출기의 구동 방법. - 제12항에 있어서,
상기 리드아웃된 광감지 픽셀의 전기적 신호를 기초로 유효 영상을 획득하고 상기 더미 픽셀의 전기적 신호를 기초로 노이즈 영상을 획득하고, 상기 유효 영상과 상기 노이즈 영상의 감산에 의해 상기 유효 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 단계;를 더 포함하는 엑스레이 검출기의 구동 방법. - 제14항에 있어서,
상기 광감지 픽셀의 리드아웃 신호는, 포토 다이오드의 전기적 신호와 상기 데이터 라인의 노이즈 신호를 포함하고,
상기 더미 픽셀의 리드아웃 신호는, 상기 데이터 라인의 노이즈 신호만을 포함하는 엑스레이 검출기의 구동 방법. - 제12항에 있어서,
상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 패턴을 포함하고, 소스 전극 및 드레인 전극은 구비하지 않도록 형성되어 연결된 포토 다이오드가 생성한 전기적 신호의 전달을 차단하는 엑스레이 검출기의 구동 방법. - 제12항에 있어서,
상기 더미 픽셀의 스위칭 소자는, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브 패턴은 구비하지 않도록 형성되어 연결된 포토 다이오드가 생성한 전기적 신호의 전달을 차단하는 엑스레이 검출기의 구동 방법.
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