KR102578710B1 - X-ray detector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스레이 검출기를 제공한다. 엑스레이 검출기는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하여 정의되는 다수의 광감지 픽셀들, 상기 데이터 라인들 각각과 연결된 기생 커패시터들, 상기 데이터 라인들과 교차하여 공통 전압이 제공하는 공통 전압 라인 및 상기 공통 전압 라인 상에 배치되어 상기 공통 전압을 상기 기생 커패시터들에 인가하는 스위칭 소자를 포함한다.The present invention provides an x-ray detector. The X-ray detector includes a plurality of photo-sensing pixels defined by crossing data lines and gate lines, parasitic capacitors connected to each of the data lines, a common voltage line provided by a common voltage crossing the data lines, and the common voltage line. It includes a switching element disposed on a voltage line to apply the common voltage to the parasitic capacitors.
Description
본 발명은 광감지 픽셀들에 공통 전압을 인가하기 위한 엑스레이 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray detector for applying a common voltage to photo-sensing pixels.
영상장치란, 전기적인 입력신호를 이용하여 외부로 영상을 표시하는 장치 또는 외부로부터 감지된 감지신호를 전기적인 신호로 변환하여 외부 회로를 통해 영상을 표시하는 장치 등을 말하는 것으로서, 전자의 예로서는, 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기발광표시장치(organic electro-luminescence display evice), 플라즈마표시장치(plasma display panel), 전계방출표시장치(field emission display device) 등의 스플레이가 있으며, 후자의 예로서는, 디지털 엑스레이 디텍터가 있다.An imaging device refers to a device that displays an image externally using an electrical input signal, or a device that converts a detection signal detected from the outside into an electrical signal and displays an image through an external circuit. Examples of the former include: There are displays such as liquid crystal display device, organic electro-luminescence display device, plasma display panel, and field emission display device, the latter An example is a digital x-ray detector.
즉, 종래에 의학용으로 널리 사용되고 있는 진단용 엑스레이(X-ray) 검사장치는 엑스레이 감지 필름을 사용하여 영하고, 그 결과를 알기 위해서 소정의 필름 인화시간을 거쳐야 했으나, 최근에는, 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터(Digital X-ray Detector; DXD)가 연구 및 개발되었다.In other words, conventionally, diagnostic Thanks to this, a digital X-ray detector (DXD) using a thin film transistor (TFT) was researched and developed.
디지털 엑스레이 디텍터는 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하여, 엑스레이의 촬영 즉시 실시간으로 결과를 진단할 수 있는 장점이 있다. 다만, 픽셀들 각각과 연결된 데이터 라인들에 잔류된 전류로 인해 포토 다이오드의 전기적 신호를 독출하는 과정에서 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.The digital X-ray detector uses a thin-film transistor as a switching element, and has the advantage of being able to diagnose the results in real time immediately after taking the X-ray. However, there is a problem of low reliability in the process of reading the electrical signal of the photo diode due to the residual current in the data lines connected to each pixel.
본 발명의 기술적 과제는 데이터 라인들 각각에 제공되는 기생 커패시터들에 공통 전압을 인가하는 스위칭 소자를 구비하는 엑스레이 검출기를 제공하는 것이다.The technical object of the present invention is to provide an X-ray detector including a switching element that applies a common voltage to parasitic capacitors provided to each of the data lines.
본 발명의 기술적 과제는 데이터 라인들 각각에 제공되는 기생 커패시터들에 공통 전압을 인가하는 제1 스위칭 소자 및 리드아웃 집적회로가 공통 전압에 의해 영향을 받지않도록 데이터 라인들과 리드 아웃 집적회로의 연결을 제어하는 제2 스위칭 소자를 구비하는 엑스레이 검출기를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to connect the data lines and the readout integrated circuit so that the first switching element and the readout integrated circuit that apply a common voltage to the parasitic capacitors provided to each of the data lines are not affected by the common voltage. To provide an X-ray detector including a second switching element that controls.
본 발명은 엑스레이 검출기를 제공한다. 엑스레이 검출기는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하여 정의되는 다수의 광감지 픽셀들, 상기 데이터 라인들 각각과 연결된 기생 커패시터들, 상기 데이터 라인들과 교차하여 공통 전압이 제공하는 공통 전압 라인 및 상기 공통 전압 라인 상에 배치되어 상기 공통 전압을 상기 기생 커패시터들에 인가하는 스위칭 소자를 포함한다.The present invention provides an x-ray detector. The X-ray detector includes a plurality of photo-sensing pixels defined by crossing data lines and gate lines, parasitic capacitors connected to each of the data lines, a common voltage line provided by a common voltage crossing the data lines, and the common voltage line. It includes a switching element disposed on a voltage line to apply the common voltage to the parasitic capacitors.
일 예에 의하여, 상기 기생 커패시터들 각각은 상기 광감지 픽셀들을 초기화하는 초기화 기간에 상기 공통 전압 라인에 의해 상기 공통 전압으로 충전된다.In one example, each of the parasitic capacitors is charged to the common voltage by the common voltage line during an initialization period for initializing the photo-sensing pixels.
일 예에 의하여, 상기 광감지 픽셀들로부터 상기 검출 신호를 리드아웃하는 리드아웃 집적회로를 포함하고, 상기 리드아웃 집적회로는 상기 광감지 픽셀을 구성하는 트랜지스터의 소스-드레인 간 전류를 적분하는 적분기 및 상기 적분기의 출력을 샘플링하는 샘플링부를 포함한다.In one example, it includes a read-out integrated circuit that reads out the detection signal from the photo-sensing pixels, and the read-out integrated circuit includes an integrator that integrates current between the source and drain of the transistor constituting the photo-sensing pixel. and a sampling unit that samples the output of the integrator.
일 예에 의하여, 상기 적분기는 제1 입력단은 상기 데이터 라인들과 연결되고 제2 입력단은 기준전압을 인가받는 증폭기, 상기 증폭기의 상기 제1입력단과 상기 증폭기의 출력단과 연결되는 피드백 커패시터 및 상기 피드백 커패시터와 병렬로 연결된 리셋소자를 포함하고, 상기 리셋 소자가 닫혀 상기 피드백 커패시터를 초기화하는 초기화 기간에서 상기 스위칭 소자는 턴 온된다.By one example, the integrator includes an amplifier whose first input terminal is connected to the data lines and whose second input terminal receives a reference voltage, a feedback capacitor connected to the first input terminal of the amplifier and the output terminal of the amplifier, and the feedback terminal. It includes a reset element connected in parallel with a capacitor, and the switching element is turned on during an initialization period in which the reset element is closed to initialize the feedback capacitor.
일 예에 의하여, 상기 샘플링부는 샘플링 신호에 따라 스위칭되는 샘플 스위치 및 상기 샘플 스위치의 일단에 접속되고 타단이 기저전압원에 접속된 홀딩 커패시터를 포함하고, 상기 스위칭 소자가 턴 온 상태일 때, 상기 샘플 스위치는 턴 오프 상태이다.By one example, the sampling unit includes a sample switch switched according to a sampling signal and a holding capacitor connected to one end of the sample switch and the other end connected to a base voltage source, and when the switching element is turned on, the sample The switch is turned off.
일 예에 의하여, 상기 홀딩 커패시터를 상기 적분기가 출력하는 전압으로 충전하는 동안 상기 스위칭 소자는 턴-오프 상태이다.In one example, the switching element is turned off while the holding capacitor is charged with the voltage output by the integrator.
일 예에 의하여, 상기 공통 전압 라인 및 상기 스위칭 소자는 상기 리드아웃 집적회로에 제공된다.In one example, the common voltage line and the switching element are provided to the readout integrated circuit.
일 예에 의하여, 상기 공통 전압 라인 및 상기 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀의 비활성 영역에 제공된다.In one example, the common voltage line and the switching element are provided in an inactive area of the photo-sensing pixel.
일 예에 의하여, 상기 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 신호를 인가하는 제어신호 라인을 더 포함한다.As an example, it further includes a control signal line for applying a signal that controls on/off of the switch element.
일 예에 의하여, 상기 다수의 데이터 라인들 각각에 제공되는 제2 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀들과 상기 광감지 픽셀들로부터 상기 검출 신호를 리드아웃하는 리드아웃 집적회로 간의 연결을 제어한다.As an example, it may further include a second switching element provided to each of the plurality of data lines, wherein the second switching element reads out the detection signal from the photo-sensing pixels and the photo-sensing pixels. Out Controls connections between integrated circuits.
일 예에 의하여, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 공통 전압이 상기 기생 커패시터에 인가되는 기간동안 턴 오프된다.In one example, the second switching element is turned off while the common voltage is applied to the parasitic capacitor.
일 예에 의하여, 상기 제2 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 신호를 인가하는 제2 제어신호 라인을 더 포함한다.As an example, it further includes a second control signal line for applying a signal that controls on/off of the second switch element.
일 예에 의하여, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 하나의 제어신호 라인을 통해 스위칭 신호를 인가받고, 상기 제어신호 라인은 두 갈래로 분리되어 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 각각에 스위칭 신호를 인가하되, 상기 제어신호 라인의 어느 하나의 갈래에는 신호를 반전시키는 인버터가 제공된다.In one example, the first switching element and the second switching element receive a switching signal through one control signal line, and the control signal line is divided into two branches to control the first switching element and the second switching element. A switching signal is applied to each element, and an inverter is provided to one branch of the control signal line to invert the signal.
본 발명의 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 더 포함한다. 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하여 정의되는 다수의 광감지 픽셀들, 상기 데이터 라인들 각각과 연결된 기생 커패시터들 및 상기 데이터 라인들과 교차하여 상기 기생 커패시터들에 공통 전압이 인가하는 공통 전압 라인을 포함한다.It further includes an X-ray detector according to an embodiment of the present invention. A plurality of photo-sensing pixels defined by intersections of data lines and gate lines, parasitic capacitors connected to each of the data lines, and a common voltage line that intersects the data lines and applies a common voltage to the parasitic capacitors. Includes.
일 예에 의하여, 서로 인접하는 상기 데이터 라인들 사이에 제공되어 상기 공통 전압을 상기 기생 커패시터들에 인가하는 제1 스위칭 소자를 더 포함한다.As an example, it further includes a first switching element provided between the adjacent data lines to apply the common voltage to the parasitic capacitors.
일 예에 의하여, 상기 데이터 라인들 각각에 제공되어 상기 광감지 픽셀들과 리드아웃 집적회로 내의 적분기 간의 연결을 제어하는 제2 스위칭 소자를 더 포함한다.As an example, it further includes a second switching element provided to each of the data lines to control a connection between the photo-sensing pixels and an integrator in the readout integrated circuit.
일 예에 의하여, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 온되는 구간에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프된다.By one example, the second switching element is turned off in a section in which the first switching element is turned on.
일 예에 의하여, 리드아웃 집적회로 내의 적분기가 초기화되는 구간에서 상기 제1 스위칭 소자는 턴 온되어 상기 기생 커패시터들 각각이 공통 전압으로 충전된다.As an example, in a section in which the integrator in the readout integrated circuit is initialized, the first switching element is turned on and each of the parasitic capacitors is charged with a common voltage.
본 발명의 실시예에 따르면, 데이터 라인들 각각에 제공되는 기생 커패시터들에 공통 전압을 인가함에 따라 포토 다이오드가 출력하는 전기적 신호를 독출한 이후에도 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 잔류하는 전류들이 모두 동일해질 수 있다. 이에 따라, 이전의 데이터 독출 과정에서 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 남겨진 전류들에 의해 현재 독출되는 데이터가 영향을 받는 것이 방지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by applying a common voltage to the parasitic capacitors provided to each of the data lines, even after reading the electrical signal output from the photo diode, each of the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 All remaining currents may become the same. Accordingly, currently read data can be prevented from being affected by currents remaining in the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 during the previous data read process.
본 발명의 실시예에 따르면, 데이터 라인들 각각에 제공되는 기생 커패시터들에 공통 전압을 인가하는 제1 스위칭 소자 및 리드아웃 집적회로가 공통 전압에 의해 영향을 받지않도록 데이터 라인들과 리드 아웃 집적회로의 연결을 제어하는 제2 스위칭 소자를 구비함에 따라 공통 전압이 데이터 라인들에만 인가되고 리드아웃 집적회로에는 전달되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first switching element and the readout integrated circuit that apply a common voltage to the parasitic capacitors provided to each of the data lines are connected to the data lines and the readout integrated circuit so that the first switching element and the readout integrated circuit are not affected by the common voltage. By providing a second switching element that controls the connection, the common voltage may be applied only to the data lines and not to the readout integrated circuit.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적분기 및 샘플링부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 엑스레이 검출기를 구동하기 위한 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 엑스레이 검출기를 구동하기 위한 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a panel of an X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of an integrator and a sampling unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of signals for driving the X-ray detector of FIG. 2.
Figure 5 is a diagram showing a panel of an X-ray detector according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing waveforms of signals for driving the X-ray detector of FIG. 5.
Figure 7 is a diagram showing a panel of an X-ray detector according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are only provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.Additionally, embodiments described in this specification will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Accordingly, the form of the illustration may be modified depending on manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in form produced according to the manufacturing process. For example, an etch area shown at a right angle may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스레이 검출기를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
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. Referring to FIG. 1 , the X-ray detector 100 includes a panel 200, a bias driver 300, a gate driver 400, and a readout integrated circuit 500. In Figure 1, the gate line (GL), data line (BL), and bias line (BL) are omitted.
패널(200)은 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 광전 변환하여 전기적 신호로 출력할 수 있다. 패널(200)은 행 방향의 다수의 게이트 라인(GL)과 열 방향의 다수의 데이터 라인(DL)에 의해 매트릭스 형태로 배열된 다수의 광감지 픽셀들을 구비한다. 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)은 서로 교차하도록 배치될 수 있다. The panel 200 can detect X-rays, convert the detected signal into a photoelectric signal, and output it as an electrical signal. The panel 200 includes a plurality of light-sensing pixels arranged in a matrix form by a plurality of gate lines (GL) in the row direction and a plurality of data lines (DL) in the column direction. The plurality of gate lines GL and the plurality of data lines DL may be arranged to cross each other.
패널(200)은 활성 영역(AA; Active Area)과 활성 영역(AA) 외측(주변부)의 비활성 영역(NAA; Non Active Area)으로 구분될 수 있다. 활성 영역(AA)의 픽셀들은 유효 영상 신호 출력을 위한 광감지 픽셀(AMPX)들이고, 비활성 영역(NAA)의 픽셀들은 영상 신호의 노이즈 제거를 위한 더미 픽셀(DPX)들이다. 각 픽셀은 포토 다이오드(PD)와 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 비활성 영역(NAA)에는 게이트 라인이 형성된 행 방향으로 광감지 픽셀(AMPX) 행과 나란하게 배치된 하나 이상의 더미 픽셀(DPX) 행, 및/또는 데이터 라인이 형성된 열 방향으로 광감지 픽셀(AMPX) 열과 나란하게 배치된 하나 이상의 더미 픽셀(DPX) 열이 구비될 수 있다. The panel 200 may be divided into an active area (AA) and a non-active area (NAA) outside (peripheral) of the active area (AA). The pixels in the active area (AA) are light-sensing pixels (AMPX) for outputting a valid image signal, and the pixels in the non-active area (NAA) are dummy pixels (DPX) for removing noise from the image signal. Each pixel may include a photodiode (PD) and a transistor (TR). The non-active area (NAA) includes one or more rows of dummy pixels (DPX) arranged in parallel with the rows of photo-sensing pixels (AMPX) in the row direction where the gate lines are formed, and/or photo-sensing pixels (AMPX) in the column direction where the data lines are formed. One or more dummy pixel (DPX) columns arranged in parallel with the column may be provided.
바이어스 드라이버(300)는 다수의 바이어스 라인(BL)들로 구동전압을 인가할 수 있다. 바이어스 드라이버(300)는 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. The bias driver 300 can apply a driving voltage to a plurality of bias lines (BL). The bias driver 300 can selectively apply a reverse bias and a forward bias to the photo diode (PD). The bias line BL may be formed parallel to the data line DL.
게이트 드라이버(400)는 다수의 게이트 라인(GL)들로 게이트 신호들을 순차적으로 인가한다. 게이트 드라이버(400)는 IC 형태로 이루어져 패널(200)의 일측에 실장되거나 박막 공정을 통해서 패널(200)에 직접적으로 형성될 수 있다.The gate driver 400 sequentially applies gate signals to a plurality of gate lines GL. The gate driver 400 may be in the form of an IC and mounted on one side of the panel 200, or may be formed directly on the panel 200 through a thin film process.
리드아웃 집적회로(500)는 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 각 픽셀의 전기적 신호를 독출할 수 있다. 리드아웃 집적회로(500)는 활성 영역(AA)의 픽셀 및 비활성 영역(NAA)의 픽셀로부터의 신호를 독출할 수 있다.The readout integrated circuit 500 can read the electrical signal of each pixel through a plurality of data lines DL. The readout integrated circuit 500 can read signals from pixels in the active area (AA) and pixels in the non-active area (NAA).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적분기 및 샘플링부의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing the panel of an X-ray detector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an integrator and a sampling unit according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 엑스레이 검출기(100)는 광감지 픽셀들(P), 스위칭 소자(SW1), 적분기(510) 및 샘플링부(530)를 포함할 수 있다. 적분기(510) 및 샘플링부(530)는 리드아웃 집적회로(500)에 제공되는 구성들일 수 있다.1 to 3, the X-ray detector 100 may include light-sensing pixels P, a switching element SW1, an
광감지 픽셀들(P)은 다수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 다수의 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4)이 교차하여 정의될 수 있다. 광감지 픽셀들(P)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 광감지 픽셀들(P)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 중 어느 하나 및 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)이 제공될 수 있다.The light-sensing pixels P may be defined by the intersection of a plurality of data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 and a plurality of gate lines GL1, GL2, GL3, and GL4. The light-sensing pixels P may be arranged in a matrix form. The light-sensing pixels P may be connected to any one of the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 and any one of the gate lines GL1, GL2, GL3, and GL4. Parasitic capacitors C1, C2, C3, and C4 may be provided to each of the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4.
광감지 픽셀들(P) 각각은 엑스레이를 감지하여 광검출 전압을 출력하는 포토 다이오드(PD)와 포토 다이오드(PD)로부터 출력된 전기적 신호를 스위칭하는 트랜지스터(TR)를 구비할 수 있다. 트랜지스터(TR)의 일단은 포토 다이오드(PD)와 연결되고, 트랜지스터(TR)의 타단은 데이터 라인과 연결될 수 있다. 포토 다이오드(PD)는 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 전기적 신호로서 출력한다. 포토 다이오드(PD)는 가시광선을 수광하는 비정질 실리콘(Amorphous Si: a-Si) PIN 포토 다이오드일 수 있다. 포토 다이오드(PD)의 제1전극은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 바이어스 전압이 인가되는 바이어스 라인(BL)에 전기적으로 연결된다. 트랜지스터(TR)의 소스 전극은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 전기적으로 연결되어 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 적분기(510)로 전달할 수 있다. 트랜지스터(TR)의 게이트 전극은 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4)과 전기적으로 연결될 수 있다. Each of the photo-sensing pixels (P) may be provided with a photo diode (PD) that detects X-rays and outputs a photo-detection voltage, and a transistor (TR) that switches the electrical signal output from the photo diode (PD). One end of the transistor TR may be connected to the photodiode PD, and the other end of the transistor TR may be connected to a data line. A photodiode (PD) detects X-rays and outputs the detected signal as an electrical signal. The photo diode (PD) may be an amorphous silicon (a-Si) PIN photo diode that receives visible light. The first electrode of the photodiode PD is electrically connected to the drain electrode of the transistor TR, and the second electrode is electrically connected to the bias line BL to which a bias voltage is applied. The source electrode of the transistor TR is electrically connected to the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 to transmit the electrical signal output from the photodiode PD to the
광감지 픽셀들(P)과 적분기(510) 사이에는 공통 전압 라인(VL)과 공통 전압 라인(VL) 상에 배치되는 스위칭 소자(SW1)가 제공될 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 교차할 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 공통 전압을 인가할 수 있다. 스위칭 소자(SW1)는 복수개로 제공될 수 있고, 서로 인접하는 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 사이에 각각 배치될 수 있다. 스위칭 소자(SW1)는 제어신호 라인(CL)을 통해 제어신호를 인가받아 온/오프 될 수 있고, 스위칭 소자(SW1)의 온/오프에 의해 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 것이 제어될 수 있다. 복수개의 스위칭 소자들(SW1)은 제어신호에 의해 동시에 턴 온되어 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되도록 제어할 수 있다. 다만, 제어신호의 변경에 따라 복수개의 스위칭 소자들(SW1) 각각이 턴 온되는 타이밍은 조절될 수 있다. A common voltage line (VL) and a switching element (SW1) disposed on the common voltage line (VL) may be provided between the photo-sensing pixels (P) and the
공통 전압 라인(VL), 스위칭 소자(SW1) 및 제어신호 라인(CL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 적분기(510) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 공통 전압 라인(VL), 스위칭 소자(SW1) 및 제어신호 라인(CL)은 픽셀을 구성하는 비활성 영역(NAA)에 제공될 수 있다. 다른 예로, 공통 전압 라인(VL), 스위칭 소자(SW1) 및 제어신호 라인(CL)은 리드아웃 집적회로(500) 내에 제공 수 있다. The common voltage line (VL), switching element (SW1), and control signal line (CL) may be disposed between the data lines (DL1, DL2, DL3, and DL4) and the
리드아웃 집적회로(500)는 적분기(510), 샘플링부(530) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다. The readout integrated circuit 500 may include an
적분기(510)는 복수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 일대일 대응될 수 있다. 적분기(510)는 증폭기(AMP), 피드백 커패시터(Cfb) 및 리셋소자(S1)를 포함할 수 있다. 증폭기(AMP)는 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 중 어느 하나와 연결된 제1입력단, 기준전압(Vref)을 인가받는 제2입력단 및 출력단을 포함할 수 있다. 기준전압(Vref)은 그라운드 전압일 수 있다. 제1입력단은 증폭기(AMP)의 반전 입력일 수 있고, 제2입력단은 증폭기(AMP)의 비반전 입력일 수 있다. 증폭기(AMP)의 출력단에서 출력된 신호는 샘플링부(530)로 입력될 수 있다. 피드백 커패시터(Cfb)의 일단은 증폭기(AMP)의 제1입력단과 전기적으로 연결되고, 타단은 증폭기(AMP)의 출력단과 전기적으로 연결될 수 있다. 리셋소자(S1)는 피드백 커패시터(Cfb)에 충전된 전압을 방전하여 피드백 커패시터(Cfb)를 초기화시킬 수 있다. 리셋소자(S1)는 피드백 커패시터(Cfb)에 병렬로 연결되며, 일단은 피드백 커패시터(Cfb)의 일단과 전기적으로 연결되고, 타단은 피드백 커패시터(Cfb)의 타단과 전기적으로 연결된다. 리셋소자(S1)는 피드백 커패시터(Cfb)의 양단을 전기적으로 연결시킬 수 있는 스위치를 포함할 수 있다. 리셋소자(S1)가 닫히면, 피드백 커패시터(Cfb)의 양단은 서로 전기적으로 연결되고, 피드백 커패시터(Cfb)의 양단에 충전된 전압이 방전될 수 있다. The
샘플링부(530)는 적분기(510)의 증폭기(AMP)로부터 전압 신호를 수신할 수 있다. 샘플링부(530)는 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)를 포함할 수 있고, 제1 스위치(Q1)와 연결된 제1 홀딩 커패시터(Ch1), 제2 스위치(Q2)와 연결된 제2 홀딩 커패시터(Ch2), 제3 스위치(Q3)와 연결된 제3 홀딩 커패시터(Ch3) 및 제4 스위치(Q4)와 연결된 제4 홀딩 커패시터(Ch4)를 포함할 수 있다. 제1 홀딩 커패시터(Ch1), 제2 홀딩 커패시터(Ch2), 제3 홀딩 커패시터(Ch3) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)는 적분기(510)가 출력한 전압을 통해 충전될 수 있다. 제1 홀딩 커패시터(Ch1), 제2 홀딩 커패시터(Ch2), 제3 홀딩 커패시터(Ch3) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)에 저장된 전압은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 전달될 수 있다. 제1 스위치(Q1)와 제3 스위치(Q3)는 열리고 닫히는 타이밍이 동일할 수 있고, 제2 스위치(Q2)와 제4 스위치(Q4)는 열리고 닫히는 타이밍이 동일할 수 있다. 다만, 는 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)가 열리고 닫히는 타이밍은 특별히 제한되지 않을 수 있다. The
적분기(510)와 샘플링부(530) 사이에는 저역 통과 필터(LPF)가 제공될 수 있다. 저역 통과 필터(LPF)는 병렬로 연결된 필터 스위치(S2) 및 가변 저항(R)을 포함할 수 있다. 저역 통과 필터(LPF)는 필터 스위치(S2)의 개폐에 의해 일정 대역의 신호만을 샘플링부(530)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 저역 통과 필터(LPF)는 낮은 대역을 주파수를 샘플링부(530)로 전달하고 높은 대역의 주파수를 차단시킬 수 있다. 저역 통과 필터(LPF)는 샘플링부(530)를 초기화하기 위한 신호 및 포토 다이오드(PD)가 출력한 신호를 샘플링하기 위한 신호에 존재하는 노이즈를 제거할 수 있다.A low-pass filter (LPF) may be provided between the
본 발명의 실시예에 따르면, 광감지 픽셀들(P)을 초기화하는 구간에서 스위칭 소자(SW1)은 턴 온될 수 있고, 스위칭 소자(SW1)의 턴 온에 의해 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 공통 전압이 인가될 수 있다. 광감지 픽셀들(P)이 초기화되는 구간은 적분기(510)의 피드백 커패시터(Cfb)가 초기화되는 구간과 동일할 수 있다. 광감지 픽셀들(P)을 초기화되는 동안, 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)도 초기화될 수 있다. 이에 의해, 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 독출한 이후, 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 잔류하는 전류들이 모두 동일해질 수 있다. 즉, 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)이 모두 공통 전압으로 충전됨에 따라, 이 전의 데이터 독출 과정에서 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 남겨진 전류들에 의해 현재 독출되는 데이터가 영향을 받는 것이 방지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the switching device (SW1) may be turned on in the section where the photo-sensing pixels (P) are initialized, and the parasitic capacitors (C1, C2, C3) may be turned on by turning on the switching device (SW1). , A common voltage may be applied to C4). The section in which the photo-sensing pixels P are initialized may be the same as the section in which the feedback capacitor Cfb of the
도 4는 도 2의 엑스레이 검출기를 구동하기 위한 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing waveforms of signals for driving the X-ray detector of FIG. 2.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 리셋소자(S1)가 닫히는 제1 구간(①)에서 스위칭 소자(SW1)가 턴 온될 수 있다. 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 제2 구간(②)은 리셋소자(S1)가 닫히는 제1 구간(①)과 겹칠 수 있다. 제1 구간(①)에서 리셋소자(S1)가 닫힘에 따라 피드백 커패시터(Cfb)가 방전될 수 있다. 다만, 스위칭 소자(SW1)가 턴 온됨에 따라, 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)은 방전되지 않고 공통 전압에 의해 충전될 수 있다. 복수개의 스위칭 소자들(SW1)은 동시에 턴 온되어 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4) 모두를 공통 전압으로 충전될 수 있다. 이에 따라, 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각을 흐르는 전류값이 동일하게 될 수 있다. 따라서, 각각의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)을 통해 전기적 신호를 독출하는 과정에서 각각의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 잔류된 전류가 서로 상이하여 전기적 신호를 독출하는 과정의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 , the switching device (SW1) may be turned on in the first section (①) in which the reset device (S1) is closed. The second section (②) in which the switching device (SW1) is turned on may overlap with the first section (①) in which the reset device (S1) is closed. As the reset element (S1) is closed in the first section (①), the feedback capacitor (Cfb) may be discharged. However, as the switching element SW1 is turned on, the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 are not discharged but can be charged by the common voltage. The plurality of switching elements SW1 may be turned on simultaneously to charge all of the parasitic capacitors C1, C2, C3, and C4 provided to the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 with a common voltage. Accordingly, the current value flowing through each of the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 may be the same. Therefore, in the process of reading an electrical signal through each of the data lines (DL1, DL2, DL3, and DL4), the current remaining in each of the data lines (DL1, DL2, DL3, and DL4) is different from each other, so that the electrical signal It is possible to prevent problems that reduce the reliability of the reading process from occurring.
제3 구간(③) 및 제4 구간(④)에서는 필터 스위치(S2)에 의해 적분기(510)가 샘플링부(530)에 전달되는 신호가 필터링될 수 있다. 예를 들어, 저역 통과 필터(LPF)는 낮은 대역을 주파수를 샘플링부(530)로 전달하고 높은 대역의 주파수를 차단시킬 수 있다. 제3 구간(③)은 적분기(510)에서 샘플링부(530)로 전달되는 샘플링부(530)를 초기화하기 위한 신호에 존재하는 노이즈를 필터링하는 구간일 수 있다. 제4 구간(④)은 적분기(510)에서 샘플링부(530)로 전달되는 포토 다이오드(PD)가 출력한 전기적 신호에 존재하는 노이즈를 필터링하는 구간일 수 있다. 일 예로, 제4 구간(④)은 제3 구간(③)은 길 수 있다. 이는 일반적으로 샘플링부(530)를 초기화하는 기간이 샘플링부(530)가 포토 다이오드(PD)가 출력한 신호를 샘플링하는 기간보다 길기 때문이다. 다만, 제3 구간(③)과 제4 구간(④)의 타이밍은 특별히 제한되지 않을 수 있다.제3 구간(③)이 시작되는 지점은 제2 구간(②)이 종료되는 지점 이후일 수 있다. 즉, 제3 구간(③)과 제2 구간(②)은 중복되지 않을 수 있다. 이는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 공통 전압이 샘플링부(530)에 존재하는 커패시터들에 영향을 주는 것을 방지하기 위함이다. 제2 구간(②) 동안 필터 스위치(S2)는 오픈(open)될 수 있고, 가변 저항을 통해 공통 전압이 샘플링부(530)로 인가되지 않도록 저역 통과 필터(LPF)를 제어할 수 있다. 다만, 제2 구간(②)과 제3 구간(③)의 타이밍은 특별히 제한되지 않을 수 있다.In the
제5 구간(⑤)과 제6 구간(⑥)은 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 독출하여 샘플링하는 구간일 수 있다. 구체적으로, 제5 구간(⑤)은 샘플링부(530)를 구성하는 홀딩 커패시터들(Ch1, Ch2, Ch3, Ch4) 중 일부를 방전시키는 구간일 수 있고, 제6 구간(⑥)은 샘플링부(530)를 구성하는 홀딩 커패시터들(Ch1, Ch2, Ch3, Ch4) 중 일부를 충전시키는 구간일 수 있다. 제5 구간(⑤)에서는 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 닫혀 제1 홀딩 커패시터(Ch1) 및 제3 홀딩 커패시터(Ch3)를 방전시킬 수 있다. 제5 구간(⑤)에서는 이전 구간에서 적분기(510)가 출력한 전압을 통해 제1 홀딩 커패시터(Ch1) 및 제3 홀딩 커패시터(Ch3)에 충전된 전압을 방전시킬 수 있다. 제6 구간(⑥)에서는 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 닫혀 제2 홀딩 커패시터(Ch2) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)를 충전시킬 수 있다. 제6 구간(⑥)에서는 이전 구간에서 방전된 제2 홀딩 커패시터(Ch2) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)를 적분기(510)가 출력하는 전압으로 충전시킬 수 있다. 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)의 열리고 닫힘을 제어하여 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 샘플링할 수 있다. 일 예로, 일반적으로 제5 구간(⑤)의 길이는 제6 구간(⑥)의 길이보다 길 수 있다. 이는 샘플링부(530)를 초기화하는 기간이 샘플링부(530)가 포토 다이오드(PD)가 출력한 신호를 샘플링하는 기간보다 길기 때문이다. 다만, 제5 구간(⑤)과 제6 구간(⑥)의 타이밍은 특별히 제한되지 않을 수 있다. The fifth section (⑤) and the sixth section (⑥) may be sections for reading and sampling the electrical signal output from the photo diode (PD). Specifically, the fifth section (⑤) may be a section for discharging some of the holding capacitors (Ch1, Ch2, Ch3, Ch4) constituting the
제5 구간(⑤)과 제6 구간(⑥)은 제2 구간(②)과 중복되지 않을 수 있다. 즉, 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)가 모두 열린 상태일 때 스위칭 소자(SW1)가 턴 온될 수 있다. 이를 통해, 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)이 공통 전압으로 충전될 때, 샘플링부(530)의 제1 홀딩 커패시터(Ch1), 제2 홀딩 커패시터(Ch2), 제3 홀딩 커패시터(Ch3) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)가 공통 전압으로 충전되지 않도록 할 수 있다. 또한, 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)이 모두 공통 전압으로 충전되어 이 전의 데이터 독출 과정에서 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 남겨진 전류들에 의해 현재 독출되는 데이터가 영향을 받는 것을 방지하고, 공통 전압을 통해 샘플링부(530)가 영향을 받아 포토 다이오드(PD)가 출력한 전기적 신호의 샘플링 과정의 신뢰성도 유지시킬 수 있다. 또한, 스위칭 소자(SW1)가 턴 오프된 이후, 샘플링부(530)는 광감지 픽셀들(P)에 의해 감지된 신호를 샘플링하여 이를 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 전달할 수 있다. 결론적으로, 스위칭 조사(SW1)는 포토 다이오드(PD)에 조사되는 광이 센싱되는 구간에서는 턴 오프될 수 있다.The fifth section (⑤) and the sixth section (⑥) may not overlap with the second section (②). That is, the switching element (SW1) can be turned on when the first switch (Q1), the second switch (Q2), the third switch (Q3), and the fourth switch (Q4) are all open. Through this, when the parasitic capacitors C1, C2, C3, and C4 are charged with the common voltage, the first holding capacitor (Ch1), the second holding capacitor (Ch2), and the third holding capacitor (Ch1) of the
제5 구간(⑤)과 제6 구간(⑥) 사이에 트랜지스터(TR)는 게이트 전극에 인가되는 신호에 의해 턴 온되고, 제6 구간(⑥)에서 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호가 적분기(510)를 거쳐 샘플링부(530)로 전달될 수 있다.Between the fifth section (⑤) and the sixth section (⑥), the transistor (TR) is turned on by a signal applied to the gate electrode, and the electrical signal output by the photodiode (PD) in the sixth section (⑥) is turned on. It may be transmitted to the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이다. 설명의 간략을 위해 도 3과 중복되는 내용의 기재는 생략한다.Figure 5 is a diagram showing a panel of an X-ray detector according to another embodiment of the present invention. For brevity of explanation, description of content that overlaps with FIG. 3 is omitted.
도 1 및 도 5를 참조하면, 엑스레이 검출기(100)는 광감지 픽셀들(P), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 적분기(510) 및 샘플링부(530)를 포함할 수 있다.1 and 5, the X-ray detector 100 includes light-sensing pixels P, a first switching element SW1, a second switching element SW2, an
광감지 픽셀들(P)과 적분기(510) 사이에는 공통 전압 라인(VL)과 공통 전압 라인(VL) 상에 배치되는 제1 스위칭 소자(SW1)가 제공될 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 교차할 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 공통 전압을 인가할 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)는 복수개로 제공될 수 있고, 서로 인접하는 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 사이에 각각 배치될 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)는 제1 제어신호 라인(CL1)을 통해 제어신호를 인가받아 온/오프 될 수 있고, 제1 스위칭 소자(SW1)의 온/오프에 의해 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 것이 제어될 수 있다.A common voltage line (VL) and a first switching element (SW1) disposed on the common voltage line (VL) may be provided between the photo-sensing pixels (P) and the
데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에는 제2 스위칭 소자(SW2)가 제공될 수 있다. 제2 스위칭 소자(SW2)는 제2 제어신호 라인(CL2) 제어신호를 인가받아 온/오프 될 수 있고, 제2 스위칭 소자(SW2)의 온/오프에 의해 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 동안 적분기(510) 및 샘플링부(530)가 공통 전압에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 스위칭 소자(SW2)는 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 동안 턴 오프되어 공통 전압이 적분기(510) 및 샘플링부(530)에 인가되지 않도록 제어할 수 있다. A second switching element (SW2) may be provided on each of the data lines (DL1, DL2, DL3, and DL4). The second switching element (SW2) can be turned on/off by receiving a control signal from the second control signal line (CL2), and the common voltage is transferred to the parasitic capacitors (C1, C2) by turning on/off the second switching element (SW2). , C3, and C4), the
공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제1 제어신호 라인(CL1) 및 제2 제어신호 라인(CL2)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 적분기(510) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제1 제어신호 라인(CL1) 및 제2 제어신호 라인(CL2)은 픽셀을 구성하는 비활성 영역(NAA)에 제공될 수 있다. 다른 예로, 공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제1 제어신호 라인(CL1) 및 제2 제어신호 라인(CL2)은 리드아웃 집적회로(500) 내에 제공 수 있다. The common voltage line (VL), the first switching element (SW1), the second switching element (SW2), the first control signal line (CL1), and the second control signal line (CL2) are connected to the data lines (DL1, DL2, and DL3). , DL4) and the
도 6은 도 5의 엑스레이 검출기를 구동하기 위한 신호들의 파형을 나타내는 도면이다. 설명의 간략을 위해 중복되는 내용의 기재는 생략한다.FIG. 6 is a diagram showing waveforms of signals for driving the X-ray detector of FIG. 5. For brevity of explanation, description of overlapping content is omitted.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 리셋소자(S1)가 닫히는 제1 구간(①)에서 스위칭 소자(SW1)가 턴 온될 수 있다. 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 제2 구간(②)은 리셋소자(S1)가 닫히는 제1 구간(①)과 겹칠 수 있다. 제1 구간(①)에서 리셋소자(S1)가 닫힘에 따라 피드백 커패시터(Cfb)가 방전될 수 있다. 다만, 스위칭 소자(SW1)가 턴 온됨에 따라, 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)은 방전되지 않고 공통 전압에 의해 충전될 수 있다. 복수개의 스위칭 소자들(SW1)은 동시에 턴 온되어 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4) 모두를 공통 전압으로 충전될 수 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 동안 제2 스위칭 소자(SW2)는 턴 오프될 수 있다. 즉, 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 제2 구간(②)과 제2 스위칭 소자(SW2)가 턴 오프되는 제3 구간(③)은 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제2 스위칭 소자(SW2)는 제1 스위칭 소자(SW1)의 턴 온에 의해 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 인가되는 공통 전압이 적분기(510) 및 샘플링부(530)에 영향을 미치지 않도록 턴 오프되어 공통 전압 라인(VL)와 적분기(510)와의 연결을 끊을 수 있다. 따라서, 각각의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)을 통해 전기적 신호를 독출하는 과정에서 각각의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 잔류된 전류가 서로 상이하여 전기적 신호를 독출하는 과정의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 공통 전압이 샘플링부(530)에 영향을 미치지 않게 스위치들의 타이밍을 제어하여 포토 다이오드(PD)가 출력한 전기적 신호를 샘플링하는 과정의 신뢰성을 유지시킬 수 있다.Referring to FIGS. 2, 5, and 6, the switching device (SW1) may be turned on in the first section (①) in which the reset device (S1) is closed. The second section (②) in which the switching device (SW1) is turned on may overlap with the first section (①) in which the reset device (S1) is closed. As the reset element (S1) is closed in the first section (①), the feedback capacitor (Cfb) may be discharged. However, as the switching element SW1 is turned on, the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 are not discharged but can be charged by the common voltage. The plurality of switching elements SW1 may be turned on simultaneously to charge all of the parasitic capacitors C1, C2, C3, and C4 provided to the data lines DL1, DL2, DL3, and DL4 with a common voltage. Additionally, while the first switching device SW1 is turned on, the second switching device SW2 may be turned off. That is, the
제4 구간(④) 및 제5 구간(⑤)에서는 필터 스위치(S2)에 의해 적분기(510)가 샘플링부(530)에 전달되는 신호가 필터링될 수 있다. 제4 구간(④)이 시작되는 지점은 제2 구간(②) 및 제3 구간(③)이 종료되는 지점 이후일 수 있다. 즉, 제4 구간(④)과 제2 구간(②) 및 제3 구간(③)은 중복되지 않을 수 있다. 이는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 공통 전압이 샘플링부(530)에 존재하는 커패시터들에 영향을 주는 것을 방지하기 위함이다. 제2 구간(②) 또는 제3 구간(③) 동안 필터 스위치(S2)는 오픈(open)될 수 있고, 가변 저항을 통해 공통 전압이 샘플링부(530)로 인가되지 않도록 저역 통과 필터(LPF)를 제어할 수 있다. 다만, 제3 구간(③)과 제4 구간(④)의 타이밍은 특별히 제한되지 않을 수 있다.In the
제6 구간(⑥)과 제7 구간(⑦)은 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 독출하여 샘플링하는 구간일 수 있다. 제6 구간(⑥)에서는 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 닫혀 제1 홀딩 커패시터(Ch1) 및 제3 홀딩 커패시터(Ch3)를 방전시킬 수 있다. 제7 구간(⑦)에서는 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 닫혀 제2 홀딩 커패시터(Ch2) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)를 충전시킬 수 있다. 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)의 열리고 닫힘을 제어하여 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호를 샘플링할 수 있다. The sixth section (⑥) and the seventh section (⑦) may be sections for reading and sampling the electrical signal output from the photo diode (PD). In the sixth section (⑥), the first switch (Q1) and the third switch (Q3) are closed to discharge the first holding capacitor (Ch1) and the third holding capacitor (Ch3). In the seventh section (⑦), the second switch (Q2) and the fourth switch (Q4) are closed to charge the second holding capacitor (Ch2) and the fourth holding capacitor (Ch4). The electrical signal output from the photo diode PD can be sampled by controlling the opening and closing of the first switch Q1, the second switch Q2, the third switch Q3, and the fourth switch Q4.
제5 구간(⑤)과 제6 구간(⑥) 사이에 트랜지스터(TR)는 게이트 전극에 인가되는 신호에 의해 턴 온되고, 포토 다이오드(PD)가 출력하는 전기적 신호가 적분기(510)를 거쳐 샘플링부(530)로 전달될 수 있다.Between the fifth section (⑤) and the sixth section (⑥), the transistor (TR) is turned on by a signal applied to the gate electrode, and the electrical signal output by the photodiode (PD) is sampled through the integrator (510). It may be transmitted to
제6 구간(⑥)과 제7 구간(⑦)은 제2 구간(②) 및 제3 구간(③)과 중복되지 않을 수 있다. 즉, 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴 온 상태이고 제2 스위칭 소자(SW2)가 턴 오프 상태일 때, 제1 스위치(Q1), 제2 스위치(Q2), 제3 스위치(Q3) 및 제4 스위치(Q4)가 모두 열릴 수 있다. 이를 통해, 공통 전압이 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)를 충전시킬 때, 샘플링부(530)의 제1 홀딩 커패시터(Ch1), 제2 홀딩 커패시터(Ch2), 제3 홀딩 커패시터(Ch3) 및 제4 홀딩 커패시터(Ch4)가 공통 전압으로 충전되지 않도록 할 수 있다.The sixth section (⑥) and the seventh section (⑦) may not overlap with the second section (②) and the third section (③). That is, when the first switching device (SW1) is turned on and the second switching device (SW2) is turned off, the first switch (Q1), the second switch (Q2), the third switch (Q3) and the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엑스레이 검출기의 패널을 나타내는 도면이다.Figure 7 is a diagram showing a panel of an X-ray detector according to another embodiment of the present invention.
도 1 및 도 7을 참조하면, 엑스레이 검출기(100)는 광감지 픽셀들(P), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 인버터(50), 적분기(510) 및 샘플링부(530)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 7, the It may include
광감지 픽셀들(P)과 적분기(510) 사이에는 공통 전압 라인(VL)과 공통 전압 라인(VL) 상에 배치되는 제1 스위칭 소자(SW1)가 제공될 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 교차할 수 있다. 공통 전압 라인(VL)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에 제공되는 기생 커패시터들(C1, C2, C3, C4)에 공통 전압을 인가할 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)는 복수개로 제공될 수 있고, 서로 인접하는 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 사이에 각각 배치될 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)는 제어신호 라인(CL)을 통해 제어신호를 인가받아 온/오프 될 수 있고, 제1 스위칭 소자(SW1)의 온/오프에 의해 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 것이 제어될 수 있다.A common voltage line (VL) and a first switching element (SW1) disposed on the common voltage line (VL) may be provided between the photo-sensing pixels (P) and the
데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4) 각각에는 제2 스위칭 소자(SW2)가 제공될 수 있다. 제2 스위칭 소자(SW2)는 제어신호 라인(CL) 제어신호를 인가받아 온/오프 될 수 있고, 제2 스위칭 소자(SW2)의 온/오프에 의해 공통 전압이 기생 커패시터(C1, C2, C3, C4)에 인가되는 동안 적분기(510) 및 샘플링부(530)가 공통 전압에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 제2 스위칭 소자(SW2)로 신호를 인가하는 제어신호 라인(CL) 상에는 인버터(50)가 제공될 수 있다. 제어 신호 라인(CL)은 두 갈래로 분리될 수 있고, 한 갈래의 라인은 제1 스위칭 소자(SW1)로 제1 스위칭 신호를 인가하고 한 갈래의 라인은 제2 스위칭 소자(SW2)로 제2 스위칭 신호를 인가할 수 있다. 인버터(50)는 제어신호 라인(CL)을 통해 인가되는 신호의 위상을 반전시킬 수 있다. 예를 들어, 인버터(50)는 CMOS로 구성된 인버터를 포함할 수 있다. 인버터(50)를 통해 하나의 제어신호 라인(CL)을 통해 서로 위상이 반대되는 두개의 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 즉, 제2 스위칭 신호는 제1 스위칭 신호의 반전 신호일 수 있다. 따라서, 제2 스위칭 소자(SW2)는 제1 스위칭 소자(SW1)가 턴 온되는 동안 턴 오프되어 공통 전압이 적분기(510) 및 샘플링부(530)에 인가되지 않도록 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제2 스위칭 소자(SW2)에 스위치 신호를 인가하는 제어신호 라인(CL) 상에 인버터(50)가 제공되지만, 제1 스위칭 소자(SW)에 스위치 신호를 인가하는 제어신호 라인(CL) 상에 인버터(50)가 제공될 수도 있다. A second switching element (SW2) may be provided on each of the data lines (DL1, DL2, DL3, and DL4). The second switching element (SW2) can be turned on/off by receiving a control signal from the control signal line (CL), and the common voltage is transferred to the parasitic capacitors (C1, C2, C3) by turning on/off the second switching element (SW2). , It is possible to prevent the
공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제1 제어신호 라인(CL1) 및 제2 제어신호 라인(CL2)은 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)과 적분기(510) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제어신호 라인(CL) 및 인버터(50)는 픽셀을 구성하는 비활성 영역(NAA)에 제공될 수 있다. 다른 예로, 공통 전압 라인(VL), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제어신호 라인(CL) 및 인버터(50)는 리드아웃 집적회로(500) 내에 제공 수 있다. The common voltage line (VL), the first switching element (SW1), the second switching element (SW2), the first control signal line (CL1), and the second control signal line (CL2) are connected to the data lines (DL1, DL2, and DL3). , DL4) and the
본 발명의 실시예에 따르면, 두개의 스위칭 신호를 생성하기 위해 2개의 라인을 형성할 필요가 없이 인버터(50)를 통해 하나의 스위칭 신호의 위상을 반전시켜 두개의 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 1개의 라인으로 두개의 스위칭 신호를 생성할 수 있으므로 엑스레이 검출기(100)의 레이 아웃이 간소화될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, two switching signals can be generated by inverting the phase of one switching signal through the
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
Claims (18)
상기 데이터 라인들 각각과 연결된 기생 커패시터들;
상기 데이터 라인들과 교차하여 공통 전압이 제공하는 공통 전압 라인; 및
서로 인접하는 데이터 라인들 사이에 배치되고, 제어신호에 응답하여 상기 서로 인접하는 데이터 라인들 사이를 연결하는 제1 스위칭 소자를 포함하되,
상기 제1 스위칭 소자가 턴 온될 때, 상기 공통 전압이 상기 기생 커패시터들에 인가되어 상기 기생 커패시터들을 동일한 상기 공통 전압으로 충전하는,
엑스레이 검출기.A plurality of light-sensing pixels defined by intersections of data lines and gate lines;
Parasitic capacitors connected to each of the data lines;
a common voltage line crossing the data lines and providing a common voltage; and
A first switching element disposed between adjacent data lines and connecting the adjacent data lines in response to a control signal,
When the first switching element is turned on, the common voltage is applied to the parasitic capacitors to charge the parasitic capacitors with the same common voltage.
X-ray detector.
상기 기생 커패시터들 각각은 상기 광감지 픽셀들을 초기화하는 초기화 기간에 상기 공통 전압 라인에 의해 상기 공통 전압으로 충전되는,
엑스레이 검출기.According to claim 1,
Each of the parasitic capacitors is charged to the common voltage by the common voltage line during an initialization period for initializing the photo-sensing pixels,
X-ray detector.
상기 광감지 픽셀들로부터 검출 신호를 리드아웃하는 리드아웃 집적회로를 포함하고,
상기 리드아웃 집적회로는,
상기 광감지 픽셀을 구성하는 트랜지스터의 소스-드레인 간 전류를 적분하는 적분기; 및
상기 적분기의 출력을 샘플링하는 샘플링부를 포함하는,
엑스레이 검출기.According to claim 1,
A read-out integrated circuit that reads out detection signals from the photo-sensing pixels,
The readout integrated circuit,
an integrator that integrates current between the source and drain of the transistor constituting the photo-sensing pixel; and
Including a sampling unit that samples the output of the integrator,
X-ray detector.
상기 적분기는:
제1 입력단은 상기 데이터 라인들과 연결되고 제2 입력단은 기준전압을 인가받는 증폭기;
상기 증폭기의 상기 제1입력단과 상기 증폭기의 출력단과 연결되는 피드백 커패시터; 및
상기 피드백 커패시터와 병렬로 연결된 리셋소자를 포함하고,
상기 리셋 소자가 닫혀 상기 피드백 커패시터를 초기화하는 초기화 기간에서 상기 제1 스위칭 소자는 턴 온되는,
엑스레이 검출기.According to clause 3,
The integrator is:
an amplifier whose first input terminal is connected to the data lines and whose second input terminal receives a reference voltage;
a feedback capacitor connected to the first input terminal of the amplifier and the output terminal of the amplifier; and
It includes a reset element connected in parallel with the feedback capacitor,
The first switching element is turned on in an initialization period in which the reset element is closed to initialize the feedback capacitor,
X-ray detector.
상기 샘플링부는,
샘플링 신호에 따라 스위칭되는 샘플 스위치; 및
상기 샘플 스위치의 일단에 접속되고 타단이 기저전압원에 접속된 홀딩 커패시터를 포함하고,
상기 제1 스위칭 소자가 턴 온 상태일 때, 상기 샘플 스위치는 턴 오프 상태인,
엑스레이 검출기.According to clause 4,
The sampling unit,
a sample switch that switches according to the sampling signal; and
A holding capacitor connected to one end of the sample switch and the other end connected to a base voltage source,
When the first switching element is turned on, the sample switch is turned off,
X-ray detector.
상기 홀딩 커패시터를 상기 적분기가 출력하는 전압으로 충전하는 동안 상기 제1 스위칭 소자는 턴-오프 상태인,
엑스레이 검출기.According to clause 5,
The first switching element is in a turned-off state while charging the holding capacitor with the voltage output by the integrator.
X-ray detector.
상기 공통 전압 라인 및 상기 제1 스위칭 소자는 상기 리드아웃 집적회로에 제공되는,
엑스레이 검출기.According to clause 3,
The common voltage line and the first switching element are provided to the readout integrated circuit,
X-ray detector.
상기 공통 전압 라인 및 상기 제1 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀의 비활성 영역에 제공되는,
엑스레이 검출기.According to claim 1,
The common voltage line and the first switching element are provided in an inactive area of the photo-sensing pixel,
X-ray detector.
상기 제1 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 상기 제어신호를 인가하는 제어신호 라인을 더 포함하는,
엑스레이 검출기.According to claim 1,
Further comprising a control signal line for applying the control signal to control on/off of the first switching element,
X-ray detector.
상기 다수의 데이터 라인들 각각에 제공되는 제2 스위칭 소자를 더 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자는 상기 광감지 픽셀들과 상기 광감지 픽셀들로부터 검출 신호를 리드아웃하는 리드아웃 집적회로 간의 연결을 제어하는,
엑스레이 검출기.According to claim 1,
Further comprising a second switching element provided to each of the plurality of data lines,
The second switching element controls the connection between the photo-sensing pixels and a readout integrated circuit that reads out detection signals from the photo-sensing pixels.
X-ray detector.
상기 제2 스위칭 소자는 상기 공통 전압이 상기 기생 커패시터에 인가되는 기간동안 턴 오프되는,
엑스레이 검출기.According to claim 10,
The second switching element is turned off during the period when the common voltage is applied to the parasitic capacitor.
X-ray detector.
상기 제2 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 신호를 인가하는 제2 제어신호 라인을 더 포함하는,
엑스레이 검출기.According to claim 10,
Further comprising a second control signal line for applying a signal to control on/off of the second switching element,
X-ray detector.
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 하나의 제어신호 라인을 통해 스위칭 신호를 인가받고,
상기 제어신호 라인은 두 갈래로 분리되어 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 각각에 스위칭 신호를 인가하되,
상기 제어신호 라인의 어느 하나의 갈래에는 신호를 반전시키는 인버터가 제공되는,
엑스레이 검출기.According to claim 10,
The first switching element and the second switching element receive a switching signal through one control signal line,
The control signal line is divided into two branches and applies a switching signal to each of the first switching element and the second switching element,
An inverter for inverting the signal is provided on one branch of the control signal line,
X-ray detector.
상기 제1 스위칭 소자가 턴 온되는 구간에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프되는,
엑스레이 검출기.According to clause 5,
In the section where the first switching element is turned on, the second switching element is turned off,
X-ray detector.
리드아웃 집적회로 내의 상기 적분기가 초기화되는 구간에서 상기 제1 스위칭 소자는 턴 온되어 상기 기생 커패시터들 각각이 상기 공통 전압으로 충전되는,
엑스레이 검출기.According to clause 3,
In the section in which the integrator in the readout integrated circuit is initialized, the first switching element is turned on and each of the parasitic capacitors is charged with the common voltage.
X-ray detector.
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Date | Code | Title | Description |
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GRNT | Written decision to grant |