KR20170131454A - 이중 게이트 tft 구조를 사용한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

컬럼들 및 로우들로 배열된 픽셀들의 어레이를 가진 검출기. 픽셀들의 각각은 광센서 및 스위치 디바이스를 갖는다. 로우-인접 픽셀들의 각각의 쌍에서 스위치 디바이스들은 공통 데이터 라인 및 공통 최하부 게이트 라인에 연결된다. 최상부 게이트 라인들의 쌍은 각각 로우-인접 픽셀들의 쌍 중 하나에 연결된다.

Description

이중 게이트 TFT 구조를 사용한 장치 및 방법
디지털 X-선 검출기들(DXD들)은 픽셀 요소들의 2-차원 어레이를 포함한다. 각각의 픽셀 요소는 통상적으로 다이오드 요소 및 박막 트랜지스터(TFT) 요소를 포함한다. 다이오드 요소는 신틸레이터(scintillator) 재료상에 입사된 X선들로부터 변환되는 광을 수집한다. TFT 요소는 스위치로서 동작한다. 스위치가 턴 "오프"될 때, 어떤 전하도 데이터 라인을 통해 다이오드 요소로부터 독출 회로로 전달되지 않는다. 스위치가 턴 "온"될 때, 다이오드 요소 상에서 수집된 임의의 전하는 데이터 라인을 통해 독출 회로로 전달된다. TFT 요소 구성은 인가된 게이트 전압에 의해 제어된다. DXD 검출기들의 경우에, 인가된 게이트 전압은 주어진 로우(ROW)에서의 모든 픽셀들이 공통 로우 게이트 제어 라인을 갖는 로우 기반 동작이다.
도 1은 일 실시예에 따라, 일반적으로 평면 DXD(40)(설명의 명료함을 위해 하우징 없이 도시된), 방사선 에너지(x-선 방사)를 발생시키도록 구성된 x-선 소스(14), 및 DXD(40)에 의해 캡처된 이미지들을 디스플레이하도록 구성된 디지털 모니터(26)를 포함하는 종래 기술의 디지털 방사선(DR) 이미징 시스템(10)의 투시도이다. DXD(40)는 전자적으로 어드레싱 가능한 로우들 및 컬럼들로 배열된, 검출기 셀들(22)(포토다이오드들)의 2차원 어레이(12)를 포함할 수 있다. DXD(40)는 x-선 소스(14)에 의해 방출된, 방사선 에너지 노출, 또는 방사선 에너지 펄스 동안, 대상(20)을 통과하는 x-선들(16)을 수신하도록 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방사선 이미징 시스템(10)은 대상(20)의 사전 선택된 영역(18)을 선택적으로 겨냥하며 그것을 통과하는, 시준된 x-선들(16), 예로서 x-선 빔을 방출하는 x-선 소스(14)를 사용할 수 있다. x-선 빔(16)은 대상(20)의 내부 구조에 따라 그것의 복수의 선들을 따라 다양한 정도들만큼 감쇠될 수 있으며, 감쇠된 선들은 감광성 검출기 셀들(22)의 어레이(12)에 의해 검출된다. 평면 DXD(40)는, 가능한 한 많이, x-선 소스(14)에 의해 방출된 복수의 선들(16)의 실질적으로 중심 선(17)에 수직인 관계에서, 배치된다. 개개의 감광성 셀들(픽셀들)(22)의 어레이(12)는 컬럼 및 로우에 따라 그것들의 위치에 의해 전자적으로 어드레싱(스캐닝)될 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어들("컬럼들" 및 "로우들")은 광센서 셀들(22)의 수직 및 수평 배열을 나타내며, 설명의 명료함을 위해, 로우들은 수평으로 연장되며 컬럼들은 수직으로 연장된다고 가정될 것이다. 그러나, 컬럼들 및 로우들의 배향은 임의적이며 여기에서 개시된 임의의 실시예들의 범위를 제한하지 않는다. 더욱이, 용어("대상")는 도 1의 설명에서 인간 환자로서 예시될 수 있지만, DR 이미징 시스템의 대상은, 용어가 여기에서 사용된 바와 같이, 인간, 동물, 무생물 오브젝트, 또는 그것의 일 부분일 수 있다.
일 대표적인 실시예에서, 감광성 셀들(22)의 로우들은 어레이(12)로부터의 노출 데이터가 전자 독출 회로(30)로 송신될 수 있도록 전자 스캐닝 회로(28)에 의해 한 번에 하나 이상 스캐닝될 수 있다. 각각의 감광성 셀(22)은 셀에서 수신되며 흡수된, 감쇠된 방사선 복사, 또는 x-선들의 강도, 또는 에너지 레벨에 비례하는 전하를 독립적으로 저장할 수 있다. 따라서, 각각의 감광성 셀은, 독출될 때, 이미지 프로세싱 전자 장치(34)에 의해 디지털로 디코딩되며 사용자에 의해 보기 위해 디지털 모니터(26)에 의해 디스플레이되도록 송신될 수 있는, 방사선 이미지(24)의 픽셀을 정의하는 정보, 예로서 밝기 레벨 또는 픽셀에 의해 흡수된 에너지의 양을 제공한다. 전자 바이어스 회로(32)는 감광성 셀들(22)의 각각에 바이어스 전압을 제공하기 위해 2-차원 검출기 어레이(12)에 전기적으로 연결된다.
바이어스 회로(32), 스캐닝 회로(28), 및 독출 회로(30)의 각각은 연결 케이블(유선)(33)을 통해 획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)과 통신할 수 있거나, 또는 DR 검출기는 방사선 이미지 데이터를 무선으로(35) 획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)으로 송신하기 위해 무선 송신기를 구비할 수 있다. 바이어스 회로(32), 스캐닝 회로(28), 및 독출 회로(30)는 독출을 위한 전자 통합 회로들(ROIC들)로서 형성될 수 있다. 획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)은 예를 들면, 프로그램된 지시들의 사용에 의해, ROIC들(28, 30, 및 32)의 제어를 포함하여, 여기에서 설명된 바와 같이 DXD(40)의 동작들을 제어하기 위해 프로세서 및 전자 메모리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)은 또한 방사선 노출 동안 x-선 소스(14)의 활성화를 제어하기 위해 사용될 수 있어서, x-선 튜브 전기 전류 크기, 및 그에 따라 x-선 빔(16)에서의 x-선들의 플루엔스, 및/또는 x-선 튜브 전압, 및 그에 따라 x-선 빔(16)에서 x-선들의 에너지 레벨을 제어한다.
획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)은 감광성 셀들(22)의 어레이(12)로부터 수신된 방사선 노출 데이터에 기초하여, 이미지(픽셀) 데이터를 모니터(26)로 송신할 수 있다. 대안적으로, 획득 제어 및 이미지 프로세싱 유닛(34)은 이미지 데이터를 프로세싱하며 그것을 저장할 수 있거나, 또는 그것은 국소적 또는 원격으로 액세스 가능한 메모리에, 원래의 프로세싱되지 않은 이미지 데이터를 저장할 수 있다.
DXD(40)의 직접 검출 실시예에 관하여, 감광성 셀들(22)은 각각 x-선들에 민감한 감지 요소를 포함할 수 있으며, 즉 그것은 x-선들을 흡수하며 흡수된 x-선 에너지의 크기에 비례하여 전하 캐리어들의 양을 발생시킨다. 스위칭 요소는 대응하는 x-선 감지 요소의 전하 레벨을 독출하기 위해 선택적으로 활성화되도록 구성될 수 있다. DXD(40)의 간접 검출 실시예에 관하여, 감광성 셀들(22)은 각각 가시 스펙트럼에서의 광 선들에 민감한 감지 요소로서, 즉 그것은 광 선들을 흡수하며 흡수된 광 에너지의 크기에 비례하여 전하 캐리어들의 양을 발생시키는, 상기 감지 요소, 및 대응하는 감지 요소의 전하 레벨을 판독하기 위해 선택적으로 활성화되는 스위칭 요소를 포함할 수 있다. 신틸레이터, 또는 파장 변환기는 입사된 x-선 방사선 에너지를 가시 광 에너지로 변환하기 위해 광 민감성 감지 요소들 위에 배치된다.
감지 어레이(12)에서 사용된 감지 요소들의 예들은 포토다이오드들(P-N 또는 PIN 다이오드들), 포토-커패시터들(MIS), 포토-트랜지스터들 또는 광전도체들과 같은 다양한 유형들의 광전 변환 디바이스들(예로서, 광센서들)을 포함한다. 신호 독출을 위해 사용된 스위칭 요소들의 예들은 MOS 트랜지스터들, 양극성 트랜지스터들 및 다른 p-n 접합 구성요소들을 포함한다.
도 2a는 DXD(40)를 위한 2-차원 어레이(12)의 일 부분의 개략도(240)이다. 그 동작이 상기 설명된 광센서 어레이(12)와 일치할 수 있는, 광센서 셀들(212)의 어레이는 다수의 비정질 실리콘(a-Si) 또는 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H) n-i-p 포토다이오드들(270) 및 각각이 게이트(G), 소스(S), 및 드레인(D) 단자들을 갖는 전계 효과 트래지스터들(FET들)로서 형성된 박막 트랜지스터들(TFT들)(271)을 포함할 수 있다. 여기에서 개시된 DXD(40)의 실시예들에서, 광센서 셀들(12)의 2-차원 어레이는 DR 검출기 구조의 인접한 층들에 인접해 있는 디바이스 층에 형성될 수 있다. 복수의 게이트 구동기 회로들(228)(ROIC들)은 TFT들(271)의 게이트들에 인가된 전압을 제어하는 복수의 게이트 라인들(283)에 전기적으로 연결될 수 있고, 복수의 독출 회로들(230)(ROIC들)은 데이터 라인들(284)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 복수의 바이어스 라인들(285)은 포토다이오드들(270)에 인가된 전압을 제어하는 바이어스 라인 버스 또는 가변 바이어스 기준 전압 라인(232)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전하 증폭기들(286)은 그로부터 신호들을 수신하기 위해 데이터 라인들(284)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전하 증폭기들(286)로부터의 출력들은, 아날로그 다중화기와 같은 다중화기(287)로, 그 후 아날로그-디지털 변환기(ADC)(288)로 전기적으로 연결될 수 있거나, 또는 그것들은 원하는 레이트들에서 디지털 방사선 이미지 데이터를 스트림 아웃하기 위해, ADC에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2의 개략도는 이하에서 설명되는 바와 같이 a-Si 기반 간접 평면 패널 이미저와 같은 DXD(40)의 일 부분을 나타낼 수 있다.
입사된 x-선들, 또는 x-선 광자들(16)은 신틸레이터에 의해, 광학 광자들, 또는 광선들로 변환되며, 광선들은 그 다음에 a-Si n-i-p 포토다이오드들(270)에 충돌할 때, 전자-홀 쌍들, 또는 전하들로 변환된다. 일 실시예에서, 여기에서 동등하게 픽셀로서 불리울 수 있는, 대표적인 검출기 셀(222)은 바이어스 라인(285)에 전기적으로 연결된 그것의 양극 및 TFT(271)의 드레인(D)에 전기적으로 연결된 그것의 음극을 가진 포토다이오드(270)를 포함할 수 있다. 바이어스 기준 전압 라인(232)은 검출기 셀들(222)의 각각에서 포토다이오드들(270)의 바이어스 전압을 제어할 수 있다. 포토다이오드들(270)의 각각의 전하 용량은 그것의 바이어스 전압 및 그것의 정전 용량의 함수이다. 일반적으로, 역 바이어스 전압, 예로서 음의 전압은 입사된 광 선들에 의해 발생된 전하들에 대한 그것의 수집 효율을 강화하기 위해 포토다이오드들(270)의 각각의 pn 접합에 걸쳐 전기장(및 그러므로 공핍 영역)을 생성하도록 바이어스 라인들(285)에 인가될 수 있다. 광센서 셀들(212)의 어레이에 의해 표현된 이미지 신호는, 예를 들면, 게이트 구동기 회로들(228)을 통해 음의 전압에서 게이트 라인들(283)을 유지함으로써, 그것들의 연관된 TFT들(271)이 비-전도(오프) 상태에서 유지되는 동안 포토다이오드들에 의해 통합될 수 있다. 광센서 셀 어레이(212)는 게이트 구동기 회로들(228)에 의해 전도(온) 상태로 TFT들(271)의 로우들을 순차적으로 스위칭함으로써 독출될 수 있다. 예를 들면, 대응하는 게이트 라인(283)에 양의 전압을 인가함으로써, 픽셀들(22)의 로우가 전도 상태로 스위칭될 때, 이들 픽셀들에서 포토다이오드로부터의 수집된 전하는 데이터 라인들(284)을 따라 전달되며 외부 전하 증폭기 회로들(286)에 의해 통합될 수 있다. 로우는 다시 비-전도 상태로 다시 스위칭될 수 있으며, 프로세스는 광센서 셀들(212)의 전체 어레이가 독출될 때까지 각각의 로우에 대해 반복된다. 통합 신호 출력들은 독출 회로(230)를 함께 포함하는, 다중화기(287)와 같은, 병렬-직렬 변환기를 사용하여 외부 전하 증폭기들(286)로부터 아날로그-디지털 변환기(ADC)(288)로 전달된다.
이러한 디지털 이미지 정보는 나중에, 디지털로 저장되며 모니터(26) 상에서 즉시 디스플레이될 수 있는 디지털 이미지를 산출하기 위해 이미지 프로세싱 시스템(34)에 의해 프로세싱될 수 있거나 또는 그것은 저장된 이미지를 포함한 디지털 전자 메모리를 액세스함으로써 나중에 디스플레이될 수 있다. 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 이미징 어레이를 가진 평면 패널 DXD(40)는 단일-샷(예로서, 정적, 방사선) 및 연속(예로서, 형광 투시) 이미지 획득 양쪽 모두가 가능할 수 있다. 게다가, 이미지 프로세싱 시스템(34)에서의 많은 제어 전자 장치들은 DXD 패널(40)의 하우징과 함께 포함될 수 있다.
도 2b는 약 20 V("온") 내지 약 -4 V("오프")의 게이트 라인(로우)에 대한 대표적인 전압 제어 레벨들을 예시하는, 하나의 포토다이오드 요소, 및 물리적 로우 당 단일 게이트 라인 제어에 의해 제어된 하나의 TFT 요소를 가진 단일 픽셀 구조의 예시적인 개략도를 도시한다. 주어진 픽셀 크기에 대해, 면적의 대다수는, 도 2c의 이미징 픽셀의 면적 표현에서 예시된 바와 같이, 포토다이오드 요소에 의해 취해진다. 면적의 일부는 TFT 요소에 의해 취해질 수 있다. TFT 크기는 포토다이오드 요소의 면적을 최대화하기 위해 가능한 한 작을 수 있다. 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) TFT 요소는 그것의 보다 높은 이동도로 인해 비정질 실리콘(a-Si) TFT보다 작게 만들어질 수 있다.
도 3은 도 2c의 단일 유닛 픽셀의 예시적인 2-차원 어레이 면적 레이아웃을 도시한다. 어레이에서 데이터 라인(독출) 출력 라인들(302)의 수는 물리 컬럼들의 수와 같을 것이다. 어레이에서 게이트 라인들(304)의 수는 물리 로우들의 수와 같을 것이다. 또한, 출력 데이터 라인 상에서 TFT 요소들의 수는 로우들의 수와 같다. 큰 DXD 검출기에 대해, 전체 패널을 독출하기 위해 요구된 많은 ROIC 어셈블리들이 있을 수 있다. 고성능 패널 및 양면 독출 구성에서, ROIC 어셈블리들의 제2 세트는 공통 아키텍처이다. 저 비용 검출기 DXD 애플리케이션들에 대해, DXD 패널 비용을 감소시키기 위해 요구된 ROIC 어셈블리들의 수를 감소시키는 것이 유리할 것이다.
외부 ROIC들의 수를 감소시키기 위한 하나의 방식은 픽셀 어레이로부터의 두 개의 데이터 라인들이 어레이 단부에서 다중화 회로("먹스(mux)")를 사용하여 하나의 물리 데이터 라인 출력 아래로 다중화되는 공통 다중화 아키텍처를 도시하는 도 4에서 예시된다. 이것은 어레이의 일 단부에 위치된 다중화 출력 데이터 라인 및 단일 픽셀들의 어레이의 공통 아키텍처이다. 이러한 구성에서 두 개의 별개의 및 인접한 픽셀 데이터 라인들은 하나로 감소될 수 있으며, 이것은 ROIC들의 수에서 2배 감소를 야기할 수 있다. 하나의 공유된 데이터 라인을 사용하여 모든 픽셀들을 성공적으로 독출하기 위해, 통상적으로 그것은 하나의 물리 로우를 독출하기 위해 두 개의 라인 독출 시간들을 취할 것이다. 도 4의 구조를 사용하는 하나의 방법은 비닝(binning) 또는, 보다 구체적으로, 수평 2x 비닝으로서 불리우는, 하나의 출력 데이터 라인을 공유하는 수평으로 인접한 픽셀들에서 검출된 포토다이오드 전하들을 조합하는 것이다. 이러한 다중화 기법은 전하가 두 개의 별개의 데이터 라인들(먹스 이전에) 상에서 공유되며 데이터 라인 잡음이 통상적인 DXD 패널에서 우세한 잡음 소스라는 사실로 인해 수평 전하 비닝에 관하여 신호-대-잡음(SNR) 이점을 제공하지 않는다.
데이터 라인들의 수를 감소시키며 감소된 데이터 라인 정전 용량으로 인해 수평 전하 비닝의 SNR 이득을 이용하는 것 양쪽 모두를 위해 픽셀 내에 다중화를 제공하며 하나의 공통 데이터 라인을 공유하는 것이 유리할 것이다. IGZO TFT는 a-Si TFT에 비교하여 더 작게 만들어질 수 있다는 것을 주의하는 것이 또한 중요하다. 예를 들면, TFT 크기에서 2배 감소는 유사한 DXD 잡음을 가진 TFT 구조들의 수의 2배를 허용할 것이다.
컬럼들 및 로우들로 배열된 픽셀들의 어레이를 가진 검출기가 개시된다. 픽셀들의 각각은 광센서 및 스위치 디바이스를 가진다. 로우-인접 픽셀들의 각각의 쌍에서 상기 스위치 디바이스들은 공통 데이터 라인 및 공통 최하부 게이트 라인에 연결된다. 최상부 게이트 라인들의 쌍은 각각 로우-인접 픽셀들의 쌍 중 하나에 연결된다. 여기에서 개시된 몇몇 실시예들의 실시에서 실현될 수 있는 이점들은 보다 낮은 비용의 DXD들에 대한 출력 데이터 라인들의 감소된 수, 신호 대 잡음 이득을 가진 인접한 수평 2배 전하 비닝, 다중화 픽셀을 여전히 가지면서 전체 분해능 프레임-레이트의 무 감소, 표준 접근법에 비교하여 수평 2배 전하 빈 모드에서 프레임-레이트에서의 개선, 및 표준 접근법 독출 기법에 비교하여 4배 전하 빈(2×2) 모드에서의 프레임 레이트의 개선이다.
일 실시예에서, 검출기를 동작시키는 방법은 두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서 최상부 게이트 및 TFT 스위치를 활성화시키는 것 및 하나의 데이터 라인을 통해 두 개의 로우-인접 픽셀들로부터 전하를 동시에 독출하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 전하를 독출하는 방법은 제1 라인 시간 동안 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 제1의 것에서 제1 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 것 및 제2 라인 시간 동안 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 제2의 것으로부터 전하를 독출하기 위해 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 제2의 것에서 제2 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 검출기는 컬럼들 및 로우들로 배열된 픽셀들의 어레이를 포함하며, 여기에서 상기 픽셀들의 각각은 광센서를 포함한다. 로우-인접 픽셀들의 쌍의 각각에서 스위치 디바이스는 공통 데이터 라인 및 공통 최하부 게이트 라인에 연결된다.
또 다른 실시예에서, 검출기를 동작시키는 방법은 상기 검출기에서 방사선 이미지를 캡처하는 것, 제1 로우에서의 두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서 및 제2 로우에서의 두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서 TFT 스위치 및 최상부 게이트를 활성화시키는 것을 포함한다. 상기 제1 로우에서 및 상기 제2 로우에서의 상기 로우-인접 픽셀들로부터의 전하는 단지 하나의 데이터 라인만을 통해 동시에 독출된다.
상기 요약 설명들은 그것의 요소들이 상호 교환 가능하지 않은 개개의 별개의 실시예들을 설명하도록 의도하지 않는다. 사실상, 특정한 실시예에 관련된 것으로 설명된 많은 요소들은 다른 설명된 실시예들의 요소들과, 함께 사용되며, 가능하게는 그것과 상호 교환될 수 있다. 많은 변화들 및 수정들은 그것의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있으며, 본 발명은 모든 이러한 수정들을 포함한다. 이하에서의 도면들은 상대적 크기, 각도 관계, 상대적 위치, 또는 타이밍 관계에 관하여 임의의 정확한 규모로도, 요구된 구현의 상호 교환 가능성, 대체, 또는 표현에 관하여 임의의 조합적 관계로도 그려지도록 의도되지 않는다.
본 발명의 이러한 간단한 설명은 단지 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라 여기에서 개시된 주제의 간단한 개요를 제공하기 위해서만 의도되며, 청구항들을 해석하거나 또는 단지 첨부된 청구항들에 의해서만 정의되는, 본 발명의 범위를 정의하거나 또는 제한하기 위한 가이드로서 작용하지 않는다. 이러한 간단한 설명은 이하에서 상세한 설명에서 추가로 설명되는 간소화된 형태로 개념들의 예시적인 선택을 도입하기 위해 제공된다. 이러한 간단한 설명은 청구된 주제의 주요한 특징들 또는 필수적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구된 주제의 범위를 결정하는데 도움으로서 사용되도록 의도되지 않는다. 청구된 주제는 배경에서 주지된 임의의 또는 모든 단점들을 해결하는 구현들에 제한되지 않는다.
따라서 본 발명의 특징들이 이해될 수 있는 방식으로, 본 발명의 상세한 설명은, 그 일부가 첨부된 도면들에서 예시되는, 특정한 실시예들에 대한 참조에 의해 얻을 수 있다. 그러나, 도면들은 단지 본 발명의 특정한 실시예들만을 예시하며 그러므로 그것의 범위의 제한으로서 고려되지 않으며, 본 발명의 범위에 대해, 다른 동일하게 효과적인 실시예들을 수반한다는 것이 주의될 것이다. 도면들은 반드시 일정한 비율인 것은 아니며, 일반적으로 본 발명의 특정한 실시예들의 특징들을 예시하는데 중점이 두어진다. 도면들에서, 유사한 숫자들은 다양한 뷰들 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 표시하기 위해 사용된다. 따라서, 본 발명의 추가 이해를 위해, 참조가 도면들과 관련되어 판독된, 다음의 상세한 설명에 대해 이루어질 수 있다:
도 1은 대표적인 디지털 X-선 시스템을 예시한다;
도 2a는 대표적인 픽셀 어레이 및 DXD 패널 전자 장치의 다이어그램이다;
도 2b는 하나의 포토다이오드 요소 및 하나의 TFT 요소를 가진 단일 픽셀 구조의 예시적인 개략도를 도시한다;
도 2c는 포토다이오드 요소 및 물리 로우 당 하나의 게이트 라인 제어에 의해 제어된 하나의 TFT 요소를 가진 예시적인 통상의 단일 픽셀 면적 레이아웃을 도시한다;
도 3은 도 2c의 단일 유닛 픽셀들의 예시적인 어레이를 도시한다;
도 4는 도 3의, 그러나 픽셀 어레이로부터의 두 개의 데이터 라인들이 어레이 단부에서 다중화 회로를 사용하여 하나의 물리적 데이터 라인 출력 아래로 다중화되는 다중화 아키텍처를 갖는, 어레이의 어레이 면적 레이아웃을 도시한다;
도 5a 및 도 5b는 그것들 각각의 I-V 곡선들을 가진 두 개의 예시적인 TFT 구조들의 비교를 도시하며 여기에서 도 5a는 표준 최하부 전용 게이트를 도시하며 도 5b는 최상부 및 최하부 게이트를 가진 대안적인 TFT를 도시한다;
도 5c는 데이터 라인과의 용량 결합을 감소시키기 위해 기하학적으로 오프셋된 최상부 게이트 및 최하부 게이트를 가진 대안적인 TFT를 도시한다;
도 5d는 대안적인 2개의 이중 게이트 TFT들 구조를 사용한 대표적인 단일 픽셀 구조를 도시하며 여기에서 두 개의 최상부 게이트들, 두 개의 최하부 게이트들, 및 하나의 포토다이오드가 독출 동작들을 위해 사용될 수 있다;
도 6은 두 개의 미러링된 수평으로 인접한 픽셀들이 도 5c의 대표적인 픽셀 구조를 이용하는 예시적인 공유된 픽셀 아키텍처를 도시한다;
도 7은 도 6의 공통 데이터 라인을 공유하는 미러링된 수평으로 인접한 픽셀들의 대표적인 어레이의 개략도이다;
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 어레이 구조를 사용한 DXD 독출을 위한 대표적인 타이밍도들이다; 및
도 9a 및 도 9b는 2×2 유닛 셀 및 각각, 로우마다 스태거링되는 2×2 유닛 셀들의 어레이를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 단면 및 그것들의 연관된 I-V 곡선들에서 두 개의 TFT 요소 구조들의 비교(Id 드레인 전류 대 게이트 전압)를 도시한다. 이들 디바이스들에서의 활성 층은 IGZO를 포함할 수 있다. 도 5a의 최하부 부분은 도 5a의 최상부 부분에 도시된 단일 (최하부) 게이트 제어 TFT 구조에 대한 공통 I-V 곡선 묘사를 예시한다. 이러한 최하부 게이트 전극(BG)은 DXD 패널의 로우 기반 독출에 연결된다. BG에 대한 "오프" 및 "온" 전압은 검출기 요건들에 의해 정의된다. IGZO TFT들에서, a-Si TFT들에 비교하여 더 높은 이동도로 인해, "온" 전압은 또한 a-Si보다 훨씬 더 낮아질 수 있다. 도 5b의 최하부는 도 5b의 최상부 부분에 도시된 이중 게이트 TFT 구조에 대한 측정된 I-V 특성들을 예시한다. 도 5b의 최하부 부분은 0, -2, -4, -6, -8, 및 -10 V의 스텝들에서 최상부 게이트 전압들을 감소시키기 위한 6개의 곡선들의 패밀리를 예시하며, 여기에서 점점 더 음의 최상부 게이트 전압은 I-V 곡선을 우측, 즉 TFT를 턴 온하기 위해 요구된 보다 높은 게이트 전압으로 시프트한다. Vee 및 Vgg는 각각 대표적인 DXD 패널에 대한 오프 및 온 게이트 라인 전압 레벨들을 나타낸다. 도 5b의 최하부 부분에 도시된 바와 같이, -10V의 인가된 최상부 게이트 전압(우측으로 가장 먼 I-V 곡선)은 DXD 패널에 대한 레벨(Vgg)에서의 게이트 전압 이상이며, 따라서 이러한 인가된 최상부 게이트 전압은 TFT를 효과적으로 불능시키며 그것의 최하부 게이트를 사용하여 TFT의 턴 온을 방지할 것이고, 그에 의해 이러한 TFT의 포토다이오드로부터 연결된 데이터 라인으로의 임의의 전하 전달을 방지한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어들("오프" 및 "온")은 TFT의 게이트를 턴 온 및 오프하기 위한(독출하기 위해 "온") TFT 최하부 게이트 전압과 관련될 반면, 용어들("불능" 및 "가능")은 독출을 위해 TFT를 불능시키며 가능하게 하기 위한 TFT 최상부 게이트 전압과 관련될 것이다.
통상적인 TFT 구조에 대해, I-V 곡선은 도 5a의 최하부 부분에 도시된 바와 같이 단일 곡선에 의해 표현된다. 도 5b의 최상부 부분에서 대안적인 TFT 구조는 최하부 게이트 및 최상부 게이트 전극들 양쪽 모두를 포함하는 이중 게이트 TFT 요소이다. 별개의 최상부 게이트 전극을 가진 TFT를 갖는 것은 임계 전압이 여기에서 설명된 바와 같이 I-V 곡선들에 따라 조정되도록 허용할 것이다. 최상부 게이트 제어 라인을 사용한 임계 전압이 상당히 음으로, 예로서 대표적인 구성에서 -10 V에서 설정된다면, 최하부 게이트 제어가 "온"으로 설정될 때도, 포토다이오드 요소로부터의 어떤 전하도 데이터 라인으로 전달되지 않을 것이며 여전히 "오프"인 것으로 검출되지 않을 것이다. 따라서, 우리는 최상부 게이트 전극의 함수로서 두 개의 새로운 상태들을 정의할 수 있다. 큰 음의 전압은 최하부 게이트가 "온" 상태로 설정될지라도 TFT가 턴 "온"하는 것을 "불능"시킬 것이다. TFT는 최상부 게이트 전극 전압이 0 볼트들 또는 0 볼트들에 대해 긍정적인 전압으로 설정된다면 "가능"하게 될 것이다. TFT가 "가능"하게 되며 최하부 게이트가 "오프"이면, TFT는 최하부 전용 게이트 구조를 가진 TFT 구조와 동일한 방식으로 픽셀 포토다이오드로부터 데이터 라인으로 전하를 여전히 전달하지 않을 것이다. TFT가 "가능" 및 "온"이면, TFT는 포토다이오드로부터 데이터 라인으로 전하를 전달할 것이다. 일 실시예에서, TFT 구조는 검출기 잡음을 최소화하기 위해 데이터 라인과의 중첩 정전 용량을 최소화하도록 도 5c에 묘사된 바와 같이(도면의 관점에서 좁은) 오프셋 최상부 게이트(560)를 가질 수 있다.
도 5d는 공통 최하부 게이트, 소스 및 드레인과 전기적으로 연결된 두 개의 별개의 및 독립적인 TFT들(TFT1, TFT2)을 포함한 이중 TFT 구조(580)를 예시한다. 최상부 게이트 전극들(TG1, TG2)은 별개이며 독립적으로 제어 가능한 채로 있다. 양쪽 TFT들 모두가 가능하게 될 때, 전류 흐름은 레벨 상에서의 특정된 VGG에서 양쪽 TFT 구조들 모두를 사용하여 발생할 것이다. 양쪽 TFT들 모두가 불능될 때, 어떤 전류 흐름도 레벨 상에서의 특정된 VGG에서 발생하지 않을 것이다. 단지 하나의 TFT가 가능하게 될 때, 전류는 어떤 전류도 불능된 TFT를 통해 흐르지 않을 동안 단지 가능해진 TFT를 통해서만 흐를 것이다. 각각의 TFT는 불능 상태에 상기 TFT를 두기 위해 최상부 게이트 전극의 사용에 의해 두 개의 동작 상태들을 생성하는 레벨 상에서 VGG를 넘어 시프트된 그것의 임계 전압을 가질 수 있다.
최상부 게이트 상에서 큰 음의 전압이 최하부 게이트가 "온" 상태에 있을 때에도 "오프"인 채로 있기 위해 임계 전압을 조정할 수 있는 최상부 및 최하부 게이트 TFT 구조로부터의 이들 부가된 두 개의 상태들을 사용하여, 최상부 및 최하부 게이트 TFT 구조는 각각의 TFT 최상부 게이트가 독립적으로 제어될 때 픽셀-내 다중화기 스위치로서 이용될 수 있다. 이러한 최상부 게이트 및 최하부 게이트 TFT 구조를 사용하여, 우리는 두 개의 수평으로 인접한 "미러링된" 픽셀 구조들 및 공통 공유 데이터 라인을 가진 픽셀 아키텍처를 제작할 수 있다. 도 6은 다중화 스위치로서 최상부 게이트 및 최하부 게이트 이중 TFT 구조(580)를 사용하여 이러한 픽셀 아키텍처의 대표적인 실시예를 예시한다. 별개의 TFT들을 가진 두 개의 미러링된 수평으로 인접한 픽셀들은 데이터 라인 및 단일 게이트 제어 라인을 공유한다. 최상부 게이트(1) 및 최상부 게이트(2) 제어 라인들은 게이트 라인에 대체로 수직인 방향으로 이중 게이트 TFT 구조에 전기적으로 연결되어 도시된다.
도 7은 이중 TFT 구조(580)를 이용한 픽셀들의 어레이를 도시한다. 데이터 라인들(702)의 수는 물리 컬럼들의 수의 절반이다. 2배 만큼 데이터 라인들의 수에서의 이러한 감소는 외부 독출 IC들(ROIC들)의 수의 절반이 요구될 것이며 DXD 패널들의 비용을 낮출 수 있음을 의미한다.
공유 데이터 라인을 사용하여 양쪽 픽셀들 모두를 독출하기 위해, 여기에서 설명된 바와 같이, 독립적으로 제어된 최상부 게이트 전압들(TG1, TG2)을, 그에 따라 설정함으로써, 하나의 TFT는 "불능"될 것이며 하나의 TFT는 "가능"해질 것이다. 도 8a를 참조하면, 게이트 라인(최하부 게이트)이 "온"(포토다이오드 전하 전달)일 때, 단지 "가능" TFT(TG1을 사용하는)를 가진 픽셀 포토다이오드만이 다른 픽셀 포토다이오드가 불능되는(TG2를 사용하여) 동안 포토다이오드 요소로부터 데이터 라인으로 전하를 전달할 것이다. 다음 라인 시간에서 다른 TFT(TG2를 사용한)는 게이트 라인이 "온"일 때 다른 포토다이오드 요소를 판독하도록 이전 사용된 TFT(TG1을 사용한)가 "불능"될 동안 "가능"해질 것이다. 따라서, 이러한 구조는 여전히 하나의 물리 로우를 독출하기 위해 2개의 독출 라인 시간들을 요구할 것이다. 용어("라인 시간")는 어레이의 라인에 대해 수행된 독출 시퀀스를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. ROIC들이 샘플 및 유지 기법을 이용하는 종래 기술의 단일 게이트 TFT 실시예에서, 독출 단계들의 시퀀스는 독출 IC에서 전하를 없애는 것 및 리셋 레벨(리셋 샘플)을 저장하는 것, 이어서 포토다이오드에서 전하 레벨을 판독하는 것(전하 전달) 및 픽셀 자료(datum)(신호 샘플)로서 상기 전하 레벨을 저장하는 것을 포함한 데이터 라인을 리셋하는 것을 포함할 수 있다. 단계들의 이러한 시퀀스는 최하부 게이트 타이밍으로서 도 8a 내지 도 8d에서 예시된다. 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, TG1 및 TG2 최상부 게이트 라인들은 0 V(가능) 및 -10 V(불능) 사이에서 스위칭될 수 있다.
각각의 TFT에 대한 최상부 게이트 전압들 양쪽 모두가 "가능"이면, 양쪽 포토다이오드 요소들 모두는 게이트 라인이 "온"일 때 동일한 공통 데이터 라인으로 전하를 전달할 것이다. 이러한 구성은 수평 전하 비닝을 허용한다. 신호 대 잡음 이득은 공유 공통 데이터 라인이 픽셀 어레이(도 4) 밖에서 통상적인 다중화 기법에서의 별개의 데이터 라인들에 비교하여 어레이 내에서 사용된다는 사실로 인해 이 경우에서 보여질 것이다.
어레이 신호들의 타이밍에 관하여 고려될 수 있다. 임의의 스위칭 요소는 "오프"에서 "온"으로 및 그 역으로의 전이에서 데이터 라인 및 포토다이오드로/로부터 전하를 주입/제거할 것이다. 이것은 또한 잘 알려져 있는 바와 같이 최하부 전용 TFT 구조에도 사실이다. 전하의 유사한 주입/제거는 "불능"에서 "가능"으로, 및 그 역으로의 전이에서 최상부 게이트 전극을 가진 TFT 구조를 갖고 발생할 것이다.
도 7의 어레이 구조의 제어 라인들을 동작시키기 위해 사용된 타이밍 신호들에 관하여, 하나의 방법이 도 8a에서 예시된다. "가능" 및 "불능" 상태들은 라인 시간의 초반에 또는 라인 시간의 종료 시 변경될 수 있다. 도 8a에서, 최상부 게이트 전이들로부터 주입된 전하는 데이터 라인 리셋이 픽셀의 리셋 레벨을 샘플링(저장)하기 전에 발생하므로 어레이에서 주어진 픽셀 로우를 판독하기 전에 외부 독출 전자 장치로부터 제거될 것이다. 여기에서 설명된 바와 같이, 두 개의 라인 시간들은 공유된 데이터 라인을 사용한 독출을 위해 요구될 것이다. 제1 라인 시간은 제2 라인 시간이 남아있는 픽셀을 독출하기 위해 사용될 수 있는 동안 미러링된 픽셀들 중 하나를 독출하기 위해 사용된다. 제2 타이밍 기법은 도 8b에서 예시된 바와 같이 이용될 수 있으며, "가능" 및 "불능"을 위한 스위치 타이밍은 상보적이며 동시에 발생하고, 따라서 데이터 라인 상에서의 전하 소거가 발생할 것이다. 이 예에서, 전하에서의 어떤 큰 변화도 외부 전자 장치에 의해 보여지지 않을 것이다.
다른 방법들은 각각 도 8c 및 도 8d에서 예시된 바와 같이, 포토다이오드(최하부 게이트) 전달 신호 직전 또는 직후 "가능" 및 "불능" 상태들을 교번시키는 것을 포함한다. 도 8d의 최상부 게이트 타이밍 시퀀스들에서, 전하 전달 시간은 그것이 최하부 게이트가 턴 온된 후 가능해지며 최하부 게이트가 턴 오프하기 전에 불능되는 바와 같이 최상부 게이트에 의해 제어된다. 이들 예들에서, 최상부 게이트 전이들로부터의 "가능" 및 "불능" 전하 주입들 양쪽 모두는 최종 신호 값을 샘플링하기 전에 데이터 라인 및 외부 독출 전자 장치에 의해 보여질 것이다. 최하부 게이트 "온" 및 "오프" 전이들을 가진 전하 주입 소거가 있는 것처럼 샘플링 이전에 최상부 게이트 "가능" 및 "불능" 전이들의 순 전하 주입 소거가 있어야 한다. 외부 독출 전자 장치에 의해 샘플링되는 최종 순 전하 결과는 단지 포토다이오드 요소 상에 저장된 전하이어야 한다.
일 실시예에서, 고성능 검출기는 수평 전하 공유, 또는 "비닝"을 사용하여 이러한 신규 픽셀 아키텍처를 또한 이용할 수 있다. 스태거링된 로우 쌍 구성에서 수평으로 공유된 픽셀들의 2×2 셀의 배열은 도 9a에 도시되며 스태거링된 로우 쌍 구성을 이용한 검출기 어레이의 일 부분은 도 9b에 도시된다. 이러한 구성은 하나의 독출 라인 시간에서 모든 컬럼으로부터 물리 픽셀을 독출할 수 있다. 픽셀 독출의 배열이 스태거링된 순서에 있을 것이지만, 이러한 어레이 배열은 도 7의 어레이에 관하여 상기 설명된 바와 같이 하나의 물리 로우에 대해 두 개의 라인 독출들을 요구하는 단점을 극복한다. 이것은 비-다중화 픽셀 아키텍처와 동일한 독출 프레임 레이트를 갖는 것을 야기한다. 이러한 스태거링된 구성은 또한 2배 수평 전하 비닝 및 2×2(4×) 전하 비닝을 가진 모드에서의 비-다중화 픽셀 아키텍처에 비교하여 속도 개선을 허용한다. 스태거링된 로우 쌍 구성을 사용한 예시적인 동작에서, 일 실시예에서 "1"로 라벨링된 픽셀들은 대응하는 최하부 게이트 제어 라인 및 하나의 최상부 게이트 제어 라인(TG1)을 활성화시킴으로써 개별적으로 독출될 수 있으며, 그 후 동일한 절차를 사용하여, "2"로 라벨링된 미러링된 픽셀들은 도 7의 예시적인 어레이 동작에서 상기 설명된 바와 같이 공통 데이터 라인을 따라, TG2를 사용하여, 다음 라인 시간에서 개별적으로 독출될 수 있다. 동일한 시퀀스가 그 후 전체 어레이를 통해, 개별적으로 픽셀들("3" 및 "4")에 대한 다음 로우에서 수행된다. 데이터 라인들의 수가 도 7의 어레이와 비교하여 두 배가 되기 때문에, 즉 컬럼들의 수가 데이터 라인들의 수와 동일하기 때문에, 4개의 라인 시간들은 도 9b에 예시된 스태거링된 로우 쌍 구성에서 픽셀들의 4개의 로우들을 독출할 것임을 주의하자.
일 실시예에서, 2배 수평 비닝은 도 9b의 어레이의 각각의 로우에 대해 수행될 수 있으며 그에 의해 대응하는 최하부 게이트 제어 라인 및 최상부 게이트 제어 라인들(TG1 및 TG2)이, 여기에서 설명된 바와 같이, 그것에 공통적인 데이터 라인을 따라, "1" 및 "2"로 라벨링된 수평으로 로우-인접 픽셀들의 포토다이오드들에 저장된 전하들을 동시에(하나의 라인 시간에) 독출하기 위해 활성화되며, 뒤이은 라인 시간에서 유사한 절차를 사용하여, "3" 및 "4"로 라벨링된 수평으로 로우-인접 픽셀들의 포토다이오드들에 저장된 전하들은 전체 어레이를 통해, 동시에 독출될 수 있다. 2배 수평 비닝 기법을 위한 두 개의 라인 시간들은 도 9b에 예시된 스태거링된 로우 쌍 구성에서 픽셀들의 4개의 로우들을 독출할 것임을 주의하자.
일 실시예에서, 2×2(4×) 비닝 기법이 구현될 수 있으며 그에 의해 도 9b에 예시된 4개의 인접한 픽셀 로우들에 대한 대응하는 최하부 게이트 제어 라인들이 활성화되며 최상부 게이트 제어 라인들(TG1 및 TG2)이 여기에서 설명된 바와 같이, 그것에 공통적인 데이터 라인을 따라 "1", "2", "3", 및 "4"로 라벨링된 수직으로 및 수평으로 인접한 픽셀들의 4개의 포토다이오드들에 저장된 전하들을 동시에(하나의 라인 시간에) 독출하기 위해 활성화된다. 4개의 로우들의 각각의 뒤이은 그룹에 대한 유사한 절차를 사용하여, 전체 픽셀 어레이가 독출될 수 있다. 2×2(4×) 수평 비닝 기법에 대한 하나의 라인 시간은 도 9b에 예시된 스태거링된 로우 쌍 구성에서 픽셀들의 전체 4개의 로우들을 독출할 것임을 주의하자.
여기에서 설명된 장치 및 방법들의 이점들은 SNR 이득과 함께 2배만큼 인접한 수평 전하 비닝 및 보다 낮은 비용 해법들을 위해 출력 데이터 라인들의 수를 감소시키는 이중 게이트 TFT 구조를 사용함으로써 공통 출력 데이터 라인을 가진 신규의 수평으로 인접한 픽셀-내 다중화 장치를 포함한다. 2×2 스태거링된 로우 쌍 구성에서 수평으로 인접한 픽셀-내 다중화 기법을 사용한 신규 픽셀 어레이 배열은 다중화 픽셀을 여전히 가지면서 전체 분해능 프레임-레이트의 무감소; 표준 접근법 독출 기법에 비교하여 수평 2× 전하 비닝에서 프레임 레이트에서의 개선; 및 표준 접근법 독출 기법에 비교하여 4× 전하 비닝(2×2) 양식에서 프레임 레이트의 개선을 야기한다.
이 기술분야의 숙련자에 의해 이해될 바와 같이, 본 발명의 양상들은 시스템, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구체화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양상들은 전체적으로 하드웨어 실시예, 전체적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함한), 또는 모두가 일반적으로 여기에서 "서비스", "회로", "회로망", "모듈", 및/또는 "시스템"으로서 불리울 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어 양상들을 조합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 양상들은 그것 상에 구체화된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 코드를 가진 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 매체(들)에서 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 매체(들)의 임의의 조합이 이용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 판독 가능한 신호 매체 또는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 예를 들면, 이에 제한되지 않지만, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 또는 디바이스, 또는 앞서 말한 것의 임의의 적절한 조합일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체의 보다 특정한 예들(비-철저한 리스트)은 다음을 포함할 것이다: 하나 이상의 와이어들을 가진 전기적 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 삭제 가능한 프로그램 가능 판독-전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광 섬유, 휴대용 컴팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 또는 앞서 말한 것의 임의의 적절한 조합. 본 문서의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 지시 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의한 사용을 위해 또는 그것과 관련하여 프로그램을 포함하거나, 또는 저장할 수 있는 임의의 유형의 매체일 수 있다.
컴퓨터 판독 가능한 매체상에 구체화된 프로그램 코드 및/또는 실행 가능한 지시들은 이에 제한되지 않지만, 무선, 와이어라인, 광섬유 케이블, RF 등, 또는 앞서 말한 것의 임의의 적절한 조합을 포함한, 임의의 적절한 매체를 사용하여 송신될 수 있다.
본 발명의 양상들을 위한 동작들을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는, 자바(Java), 스몰토크(Smalltalk), C++ 등과 같은 오브젝트 지향 프로그래밍 언어 및 C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어들과 같은 종래의 프로시저 프로그래밍 언어들을 포함한, 하나 이상의 프로그래밍 언어들의 임의의 조합으로 기록될 수 있다. 프로그램 코드는 전적으로 사용자의 컴퓨터(디바이스)상에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터상에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터상에서 및 부분적으로 원격 컴퓨터상에서 또는 전적으로 원격 컴퓨터 또는 서버상에서 실행할 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 포함하여, 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있거나, 또는 연결은 외부 컴퓨터(예를 들면, 인터넷 서비스 제공자를 사용한 인터넷을 통해)로 이루어질 수 있다.
컴퓨터 프로그램 지시들은 기계를 생성하기 위해 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 제공될 수 있으며, 따라서 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 실행하는, 지시들은 여기에서 특정된 기능들/동작들을 구현하기 위한 수단을 생성한다.
이들 컴퓨터 프로그램 지시들은 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치, 또는 다른 디바이스들에게 특정한 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장될 수 있으며, 따라서 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장된 지시들은 여기에서 특정된 기능/동작을 구현하는 지시들을 포함한 제조 물품을 생성한다.
컴퓨터 프로그램 지시들은 또한 일련의 동작 단계들로 하여금 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치상에서 실행하는 지시들이 여기에서 특정된 기능들/동작들을 구현하기 위한 프로세스들을 제공하도록 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하기 위해 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 다른 디바이스들 상에서 수행되게 하기 위해 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치, 또는 다른 디바이스들로 로딩될 수 있다.
이러한 쓰여진 설명은, 최상의 모드를 포함하여, 본 발명을 개시하기 위해, 및 또한 이 기술분야의 임의의 숙련자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 만들며 사용하는 것 및 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위해 예들을 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 이 기술분야의 숙련자들에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 그것들이 청구항들의 문자 그대로의 언어와 상이하지 않은 구조적 요소들을 포함한다면, 또는 그것들이 청구항들의 문자 그대로의 언어로부터 대단찮은 차이들을 가진 동등한 구조적 요소들을 포함한다면 청구항들의 범위 내에 있도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 검출기에 있어서,
    컬럼들 및 로우들로 배열된 픽셀들의 어레이―상기 픽셀들의 각각은 광센서 및 스위치 디바이스를 포함함―를 포함하며,
    로우-인접 픽셀들의 쌍의 각각에서 상기 스위치 디바이스는 공통 데이터 라인 및 공통 최하부 게이트 라인에 연결되는
    검출기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 디바이스들 각각은 TFT를 포함하는
    검출기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로우-인접 픽셀들의 쌍의 각각에서 상기 스위치 디바이스는 제1 최상부 게이트 라인 및 제2 최상부 게이트 라인 중 하나에 연결되는
    검출기.
  4. 제3항에 있어서,
    픽셀들의 공통 컬럼에서 상기 스위치 디바이스들은 모두 상기 제1 최상부 게이트 라인 및 상기 제2 최상부 게이트 라인 중 하나에 연결되는
    검출기.
  5. 픽셀들의 각각이 최상부 게이트, 광센서, 및 데이터 라인 및 상기 광센서 사이에 연결된 TFT 스위치를 갖는, 상기 픽셀들의 2차원 어레이를 포함한 검출기를 동작시키는 방법에 있어서,
    상기 검출기에서 제1 방사선 이미지를 캡처하는 단계;
    두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서 상기 TFT 스위치 및 상기 최상부 게이트를 활성화시키는 단계; 및
    단지 하나의 데이터 라인을 통해 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들의 각각으로부터 상기 전하를 동시에 독출하는 단계―상기 두 개의 로우-인접 픽셀들의 각각으로부터 동시에 독출된 상기 전하는 상기 제1 방사선 이미지에 대응함―를 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출기에서 제2 방사선 이미지를 캡처하는 단계; 및
    상기 2차원 어레이에서 상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 상기 전하를 독출하는 단계―상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 독출된 상기 전하는 상기 제2 방사선 이미지에 대응함―를 더 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 두 개의 로우-인접 픽셀들의 각각으로부터 상기 전하를 동시에 독출하는 단계는 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들의 각각에서 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 단계를 포함하며, 상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 상기 전하를 독출하는 단계는:
    제1 라인 시간 동안 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 제1의 로우-인접 픽셀로부터 상기 전하를 독출하기 위해 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 상기 제1의 로우-인접 픽셀에서 제1 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 단계; 및
    제2 라인 시간 동안 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 제2의 로우-인접 픽셀로부터 상기 전하를 독출하기 위해 상기 두 개의 로우-인접 픽셀들 중 상기 제2의 로우-인접 픽셀에서 제2 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 단계를 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
  8. 픽셀들의 각각이 최상부 게이트, 광센서, 및 데이터 라인 및 상기 광센서 사이에 연결된 TFT 스위치를 갖는, 상기 픽셀들의 2차원 어레이를 포함한 검출기를 동작시키는 방법에 있어서,
    상기 검출기에서 제1 방사선 이미지를 캡처하는 단계;
    상기 TFT 스위치 및 제1 로우에서 두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서의 상기 최상부 게이트를 활성화시키는 단계 및 상기 TFT 스위치 및 제2 로우에서 두 개의 로우 인접 픽셀들의 각각에서의 상기 최상부 게이트를 활성화시키는 단계; 및
    단지 하나의 데이터 라인을 통해 상기 제1 로우 및 상기 제2 로우에서 상기 로우-인접 픽셀들로부터 상기 전하를 동시에 독출하는 단계―동시에 독출된 상기 전하는 상기 제1 방사선 이미지에 대응함―를 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출기에서 제2 방사선 이미지를 캡처하는 단계; 및
    상기 2차원 어레이에서 상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 상기 전하를 독출하는 단계―상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 독출된 상기 전하는 상기 제2 방사선 이미지에 대응함―를 더 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 픽셀들의 각각으로부터 개별적으로 상기 전하를 독출하는 단계는:
    제1 라인 시간 동안 그로부터 상기 전하를 독출하기 위해 상기 제1 로우에서 상기 두 개의 로우 인접 픽셀들 중 제1의 로우 인접 픽셀에서 제1 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 단계; 및
    제2 라인 시간 동안 그로부터 상기 전하를 독출하기 위해 상기 제1 로우에서 상기 두 개의 로우 인접 픽셀들 중 제2의 로우 인접 픽셀에서 제2 최상부 게이트 라인을 활성화시키는 단계를 포함하는
    검출기를 동작시키는 방법.
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