KR20210001811A - 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치 - Google Patents

다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치 Download PDF

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Abstract

다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널은 복수의 단위 픽셀을 포함하며, 상기 단위 픽셀은, 조사된 광에 의해 전기신호를 생성하는 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드에서 생성된 전기신호를 처리하는 박막트랜지스터를 포함하되, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드 또는 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 하나의 엑스레이 검출 장치 내의 단위 픽셀에 다수의 포토다이오드를 설치하여, 각 포토다이오드에서 출력되는 신호를 이용하여 엑스레이 영상을 출력할 수 있어, 하나의 엑스레이 검출 장치를 이용하여 다중 신호를 검출할 수 있다.

Description

다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치{X-RAY DETECTING PANEL FOR MULTI SIGNAL DETECTING AND X-RAY DETECTOR THEREOF}
본 발명은 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 엑스레이 소스 및 단일 엑스레이 검출 장치를 이용하여 다중 신호를 검출할 수 있는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치에 관한 것이다.
엑스레이(X-ray)는 전자기파이며, 가시광선에 비해 파장이 상대적으로 짧고 에너지가 크기 때문에 물질을 쉽게 투과한다. 물질의 밀도와 원자의 종류에 따라 엑스레이의 투과율이 다르기 때문에, 엑스레이가 투과할 때, 명암의 차이가 발생할 수 있다. 실제 엑스레이를 인체에 조사하면 밀도가 높은 뼈와 밀도가 낮은 장기나 종양 등에서 엑스레이의 투과율이 다르며, 그에 따라 엑스레이 촬영 영상에 명암이 표시될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 현재 보편적으로 사용되는 엑스레이 소스와 엑스레이 검출 장치는 비교적 치밀한 밀도를 갖는 뼈와 그렇지 않은 연조직(soft tissue)을 동시에 영상으로 구현하고자 할 때, 뼈에 상대적으로 높은 조사량으로 엑스레이를 조사하고, 연조직에 상대적으로 낮은 조사량으로 엑스레이를 조사하여 영상을 검출한다. 즉, 단일 엑스레이 소스를 이용하여 인체 등의 대상체(object)에 엑스레이를 두 번 조사하여 연조직과 뼈에 엑스레이를 조사하고, 소프트 검출 장치 및 하드 검출 장치를 통해 각각 엑스레이를 검출하여 영상을 획득한다.
그리고 뼈와 연조직을 동시에 엑스레이 영상으로 구현하고자 하는 경우, 단일 엑스레이 소스를 이용하여 구현하는 것이 쉽지 않기 때문에 도 1b에 도시된 바와 같이, 다중 엑스레이 소스와 다중 엑스레이 검출 장치를 이용하여 구현하고 있다.
한편, 산업용 엑스레이 검출 장치는 예컨대 인쇄회로기판의 불량을 검사할 때 이용될 수 있다. 이때, 인쇄회로기판의 주 재료는 납, 구리 및 플라스틱 등이며, 일반적으로 엑스레이 조사량으로 인쇄회로기판을 촬영할 때, 납이 있는 부분과 없는 부분의 명암 차이가 상당(대략 20배)하기 때문에 납의 두께나 납의 내부 불량을 검사하려면 보다 높은 엑스레이를 조사해야한다. 그런데, 이렇게 납의 내부를 검사하기 위해 높은 엑스레이를 조사하는 경우, 상대적으로 구리나 플라스틱에 대한 영상을 획득하는 것이 쉽지 않아, 단일 엑스레이 소스를 이용하여 동시에 인쇄회로기판에 대한 영상 정보를 획득하는 것이 쉽지 않은 문제가 있다.
따라서 종래의 엑스레이 검출 장치는, 다양한 밀도를 갖는 인체나 산업용 대상체에 대한 엑스레이 영상을 획득하는 것이 쉽지 않아, 도 1b에 도시된 바와 같은, 다중 엑스레이 소스와 다중 엑스레이 검출 장치를 이용하여 영상을 구현한다.
상기와 같이, 종래에 다중 엑스레이 소스 및 다중 엑스레이 검출 장치를 이용하는 경우, 그 구성이 복잡하고, 전체 장비의 크기가 커지며, 그로 인해 사용에 따른 비용이 증가하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0043630호 (2015.04.23.) 대한민국 등록특허 제10-1669434호 (2016.10.20)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상대적으로 엑스레이 조사량을 다르게 조사하여야 하는 대상체에 대해 단일 엑스레이 소스를 이용하여 엑스레이를 조사하더라도 정상적인 엑스레이 영상을 획득할 수 있는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널 및 엑스레이 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널은 복수의 단위 픽셀을 포함하며, 상기 단위 픽셀은, 조사된 광에 의해 전기신호를 생성하는 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드에서 생성된 전기신호를 처리하는 박막트랜지스터를 포함하되, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드 또는 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 포토다이오드는 서로 다른 광전 특성을 가질 수 있다.
상기 적어도 두 개의 포토다이오드는, 서로 다른 물질이나 두께를 가지거나 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단위 픽셀은 단일의 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 박막트랜지스터의 소스 단자에 전기적으로 연결되며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 단자는 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 리드아웃에 연결될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는 각각 서로 다른 전기적 특성을 가질 수 있다.
상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는, 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자 각각은 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 각각 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 적어도 두 개의 리드아웃에 연결될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단위 픽셀은 단일의 포토다이오드를 포함할 수 있으며, 상기 포토다이오드는 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자는 각각 상기 포토다이오드에서 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 적어도 두 개의 리드아웃에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널은 복수의 단위 픽셀을 포함하며, 상기 단위 픽셀은, 조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제1 박막트랜지스터; 및 조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제2 박막트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는 서로 다른 전기적인 특성을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는, 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터의 각 소스 단자는 엑스레이가 전기적인 신호로 검출되는 공통 라인(common line)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 박막트랜지스터의 각 드레인 단자는 엑스레이가 검출된 전기적인 신호를 영상 정보로 출력하도록 제1 및 제2 리드아웃에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치는 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널을 포함하며, 상기 단위 픽셀은, 조사된 광에 의해 전기신호를 생성하는 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드에서 생성된 전기신호를 처리하는 박막트랜지스터를 포함하되, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드 또는 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함한다.
나아가, 상기 단위 픽셀은 서로 다른 광전 특성을 가지는 적어도 두 개의 포토다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 두 개의 포토다이오드는, 서로 다른 물질이나 두께를 가지거나 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가질 수 있다.
상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 박막트랜지스터의 소스 단자에 전기적으로 연결되며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 단자는 상기 둘 이상의 포토다이오드에서 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 리드아웃에 연결될 수 있다.
상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자 각각은 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 각각 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 적어도 두 개의 리드아웃에 연결될 수 있다.
한편, 상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치는 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널을 포함하며, 상기 단위 픽셀은, 조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제1 박막트랜지스터; 및 조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제2 박막트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는 서로 다른 전기적인 특성을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 엑스레이 검출 장치 내의 단위 픽셀에 다수의 포토다이오드 또는 다수의 박막 트랜지스터를 설치하여, 하나의 엑스레이 검출 장치를 이용하여 다중 신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 엑스레이를 전기적 신호로 직접 검출할 수 있는 검출 패널의 단위 픽셀에 서로 다른 전기적 특성을 갖는 다수의 박막 트랜지스터를 설치하여, 이들 박막트랜지스터를 통해 출력되는 신호를 통해 다중 신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 단일 엑스레이 소스를 이용한 엑스레이 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 1b는 종래의 다중 엑스레이 소스를 이용한 엑스레이 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 엑스레이 소스를 이용한 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 픽셀 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 픽셀 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 픽셀 회로도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 픽셀 회로도이다.
본 발명의 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 엑스레이 소스를 이용한 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 엑스레이(X-ray) 소스를 이용한 단일 엑스레이 검출 장치(130)는, 도시된 바와 같이, 엑스레이 소스(110), 필터(120) 및 엑스레이 검출 장치(130)를 포함한다.
엑스레이 소스(110)는, 엑스레이를 발생시켜 조사하는 엑스레이 발생 장치이며, 본 실시예에서, 하나의 엑스레이 소스(110)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 엑스레이 소스(110)는, 일정 에너지 대역을 갖는 엑스레이를 조사할 수 있다. 조사되는 엑스레이의 에너지 대역은 일정 범위를 가질 수 있으며, 엑스레이가 조사되는 방향에 필터(120)가 설치될 수 있다.
필터(120)는 엑스레이 소스(110)에서 조사되는 엑스레이의 에너지를 조절하기 위해 배치되고, 특정 에너지 대역의 엑스레이를 필터링할 수 있다. 이러한 필터(120)는 부가 필터(additional filter)라 할 수 있다. 이때, 엑스레이 소스(110)에서 조사되는 최대 에너지는 전압의 크기에 의해 조절될 수 있고, 최소 에너지는 필터(120)에 의해 조절될 수 있다. 이렇게 필터(120)를 이용하여 엑스레이의 최소 에너지를 조절함으로써, 조사되는 엑스레이의 평균 에너지를 높일 수 있다. 본 실시예에서, 필터(120)는 구리(Cu) 등의 금속으로 이루어진 필터(120)가 이용될 수 있다. 그에 따라 엑스레이의 선질(beam quality)을 경화시켜 에너지 대역 범위를 높일 수 있으며, 또한, 대상체(140)의 피폭 선량을 감소시킬 수 있다.
엑스레이 검출 장치(130)는, 본 발명의 일 실시예에서, 이중(dual) 또는 다중(multi) 신호(signal)를 검출할 수 있으며, 후술할 다수의 실시예와 같이 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 엑스레이 검출 장치(130)는, 엑스레이를 직접 전기적 신호로 검출하는 직접 방식과 엑스레이를 가시광선으로 변환한 다음 변환된 가시광선을 이용하여 검출하는 간접 방식이 이용될 수 있다.
상기와 같은 직접 방식 및 간접 방식에서, 엑스레이 검출 장치(130)에 포함된 엑스레이 검출 패널은 엑스레이를 전기신호로 변환하기 위해 수많은 영상 픽셀(pixel)을 포함할 수 있다. 따라서 이하의 실시예들에 있어서,각각 단위 픽셀 내의 구성이 상세하게 설명된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치(130)는, 하나의 단위 픽셀에 하나의 박막트랜지스터(TFT, thin film transistor) 및 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2, photodiode)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기와 같은 단위 픽셀은 엑스레이 검출 장치(130)의 엑스레이 검출 패널에 포함될 수 있으며, 엑스레이를 감지하여 신호를 출력할 수 있다.
두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)는 서로 동일한 광전 특성을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 실시예에서, 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)는 서로 다른 광전 특성을 가지도록 구성될 수 있다.
서로 다른 광전 특성을 갖는 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)는 조사된 광을 전기신호로 생성하기 위해 각각 다른 물질이나 두께로 구성될 수 있으며, 또는 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가지도록 구성될 수 있다. 이때, 본 실시예에서, 포토다이오드(PD1, PD2)로는 각각 PIN 다이오드, APD(avalanche photo diode) 등이 이용될 수 있다.
본 실시예에서, 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)는 일 측이 각각 바이어스 라인(Bias Line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 각각 박막트랜지스터(TFT)의 소스 단자에 연결될 수 있다. 그리고 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 단자는 게이트 라인(Gate Line)에 연결될 수 있으며, 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 단자는 리드아웃(Readout)에 연결될 수 있다.
그에 따라 박막트랜지스터(TFT)에서 출력되는 신호는 리드아웃 터미널을 통해 추출될 수 있고, 리드아웃 터미널에 연결된 외부 전자기기를 통해 영상으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 엑스레이 소스(110)에서 방출된 엑스레이는 가시광선으로 변환되어 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)에 각각 조사될 수 있으며, 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)는 서로 다른 광전 특성을 통해 조사된 가시광선으로부터 서로 다른 전기신호를 생성할 수 있다. 따라서 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)에서 각각 출력되는 전기신호를 박막트랜지스터(TFT)에서 각각 처리하여 서로 다른 영상으로 구현할 수 있다. 그러므로 하나의 엑스레이 소스(110)를 이용하여 대상체(140)에 동일한 엑스레이가 조사되더라도, 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)에서 검출할 수 있는 광전 특성에 따라 대상체(140)에 대해 보다 선명한 명암을 갖는 영상을 구현할 수 있다.
본 실시예에서, 두 개의 포토다이오드(PD1, PD2)가 이용된 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 더 많은 포토다이오드가 하나의 픽셀에 포함될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치(130)는, 하나의 단위 픽셀에 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2) 및 하나의 포토다이오드(PD)를 포함할 수 있다. 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 동일한 전기적 특성을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 전기적 특성을 가질 수도 있다. 상기와 같은 단위 픽셀은 엑스레이 검출 장치(130)의 엑스레이 검출 패널에 포함될 수 있으며, 엑스레이를 감지하여 신호를 출력할 수 있다.
예컨대, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 포토다이오드(PD)에서 생성된 신호를 처리하기 위해 각각 다른 채널 저항, 다른 On 전류, 다른 Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 및 다른 문턱 전압을 가지도록 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 포토다이오드(PD)는 일 측이 바이어스 라인에 전기적으로 연결되고, 타 측이 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 소스 단자에 각각 연결될 수 있다. 그리고 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 게이트 단자는 각각 게이트 라인에 연결될 수 있고, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 드레인 단자는 각각 두 개의 리드아웃(Readout1, Readout2)에 연결될 수 있다. 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)에서 생성된 리드아웃 신호는 각각 리드아웃 터미널을 통해 추출될 수 있으며, 리드아웃 터미널에 연결된 외부 전자기기를 통해 영상으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 포토다이오드(PD)는 엑스레이 소스(110)에서 방출된 엑스레이가 가시광선으로 변환되어 조사될 수 있고, 조사된 가시광선으로부터 광전 특성을 통해 전기신호를 생성할 수 있다. 그리고 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 포토다이오드(PD)에서 출력된 전기신호를 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 전기적 특성을 이용하여 각각 처리함으로써 서로 다른 영상으로 구현할 수 있다. 그러므로 하나의 엑스레이 소스(110)를 이용하여 대상체(140)에 동일한 엑스레이가 조사되더라도, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)에서 처리하는 전기적 특성이 다르므로, 대상체(140)에 대해 보다 선명한 명암을 갖는 영상을 구현할 수 있다.
본 실시예에서, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)가 이용된 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 더 많은 박막트랜지스터가 하나의 픽셀에 포함될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 회로도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치(130)는, 하나의 영상 픽셀에 제1 박막트랜지스터(TFT1), 제2 박막트랜지스터(TFT2), 제1 포토다이오드(PD1) 및 제2 포토다이오드(PD2)가 구성될 수 있다. 제1 박막트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막트랜지스터(TFT2)는 동일한 전기적 특성을 가질 수 있지만, 서로 다른 전기적 특성을 가질 수도 있다. 그리고 제1 포토다이오드(PD1) 및 제2 포토다이오드(PD2)는 서로 동일한 광전 특성을 가질 수 있지만, 본 실시예에서, 서로 다른 광전 특성을 가질 수도 있다.
본 실시예에서, 상기와 같은 하나의 픽셀은 엑스레이 검출 장치(130)의 엑스레이 검출 패널에 포함될 수 있으며, 엑스레이를 감지하여 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 박막트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막트랜지스터(TFT2)는 신호를 처리하기 위해 각각 다른 채널 저항, 다른 On 전류, 다른 Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 다른 문턱 전압을 가지도록 구현될 수 있다. 제1 포토다이오드(PD1) 및 제2 포토다이오드(PD2)는 조사된 광을 전기신호로 생성하기 위해 각각 다른 물질이나 두께로 구성될 수 있으며, 또는 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가지도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 포토다이오드(PD1) 및 제2 포토다이오드(PD2)로는 각각 PIN 다이오드, APD(avalanche photo diode) 등이 이용될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 포토다이오드(PD1) 및 제2 포토다이오드(PD2)는 일 측이 각각 바이어스 라인에 전기적으로 연결된다. 그리고 제1 포토다이오드(PD1)의 타 측은 제1 박막트랜지스터(TFT1)의 소스 단자에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 박막트랜지스터(TFT1)의 게이트 단자는 게이트 라인에 전기적으로 연결되고, 제1 박막트랜지스터(TFT1)의 드레인 단자는 제1 리드아웃(Readout1)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 포토다이오드(PD2)의 타 측은 제2 박막트랜지스터(TFT2)의 소스 단자에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 박막트랜지스터(TFT2)의 게이트 단자는 게이트 라인에 전기적으로 연결되고, 제2 박막트랜지스터(TFT2)의 드레인 단자는 제2 리드아웃(Readout2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치를 도시한 회로도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 단일 엑스레이 검출 장치(130)는, 하나의 단위 픽셀에 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하기 위한 엑스레이 검출 패널에 적용될 수 있다. 이때, 본 실시예에서, 상기와 같은 단위 픽셀은 엑스레이 검출 장치(130)의 엑스레이 검출 패널에 포함될 수 있으며, 엑스레이를 감지하여 신호를 출력할 수 있다.
두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 처리한다. 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 동일한 전기적 특성을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 전기적 특성을 가질 수도 있다.
예를 들어, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)는 엑스레이에 의한 전기적인 신호를 처리하기 위해 각각 다른 채널 저항, 다른 On 전류, 다른 Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 다른 문턱 전압을 가지도록 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 엑스레이가 전기적인 신호로 처리된 공통 라인(Common Line)에 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 소스 단자가 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 게이트 단자는 게이트 라인에 연결될 수 있으며, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)의 드레인 단자는 각각 두 개의 리드아웃(Readout1, Readout2)에 연결될 수 있다.
두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)에서의 리드아웃 신호는 각각 리드아웃 터미널을 통해 추출될 수 있으며, 리드아웃 터미널에 연결된 외부 전자기기를 통해 영상으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 엑스레이 소스(110)에서 방출된 엑스레이가 전기적인 신호로 검출되고, 이렇게 검출된 전기적인 신호는 공통 라인을 통해 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)에서 각각의 전기적 특성을 이용하여 처리함으로써 서로 다른 영상으로 구현될 수 있다. 그러므로 하나의 엑스레이 소스(110)를 이용하여 대상체(140)에 동일한 엑스레이가 조사되더라도, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)에서 처리하는 전기적인 특성이 다르므로, 대상체(140)에 대해 보다 선명한 명암을 갖는 영상을 구현할 수 있다.
본 실시예에서, 두 개의 박막트랜지스터(TFT1, TFT2)가 이용된 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 더 많은 박막트랜지스터가 하나의 픽셀에 포함될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
110: 엑스레이 소스
120: 필터
130: 엑스레이 검출 장치
140: 대상체

Claims (20)

  1. 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널에 있어서,
    상기 단위 픽셀은,
    조사된 광에 의해 전기신호를 생성하는 포토다이오드; 및
    상기 포토다이오드에서 생성된 전기신호를 처리하는 박막트랜지스터를 포함하되,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드 또는 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 서로 다른 광전 특성을 가지는 적어도 두 개의 포토 다이오드를 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드는, 서로 다른 물질이나 두께를 가지거나 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가지는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 단일의 박막트랜지스터를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 박막트랜지스터의 소스 단자에 전기적으로 연결되며,
    상기 박막트랜지스터의 드레인 단자는 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 생성된 신호가 처리되어 영상 정보로 출력되도록 리드아웃에 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는 각각 서로 다른 전기적 특성을 갖는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는, 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자 각각은 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 각각 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 적어도 두 개의 리드아웃에 각각 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하고,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는 각각 서로 다른 전기적 특성을 갖는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는, 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 단일의 포토다이오드를 포함하며,
    상기 포토다이오드는 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자는 상기 포토다이오드에서 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 적어도 두 개의 리드아웃에 각각 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  11. 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널에 있어서,
    상기 단위 픽셀은,
    조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제1 박막트랜지스터; 및
    조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제2 박막트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는 서로 다른 전기적인 특성을 갖는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는, 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 및 제2 박막트랜지스터의 각 소스 단자는 엑스레이가 전기적인 신호로 검출되는 공통 라인(common line)에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 및 제2 박막트랜지스터의 드레인 단자들은 각각 엑스레이가 검출된 전기적인 신호를 영상 정보로 출력하도록 제1 및 제2 리드아웃에 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널.
  14. 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치에 있어서,
    상기 검출 장치는 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널을 포함하며,
    상기 단위 픽셀은,
    조사된 광에 의해 전기신호를 생성하는 포토다이오드; 및
    상기 포토다이오드에서 생성된 전기신호를 처리하는 박막트랜지스터를 포함하되,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 포토다이오드 또는 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 서로 다른 광전 특성을 가지는 적어도 두 개의 포토다이오드를 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드는, 서로 다른 물질이나 두께를 가지거나 서로 다른 실효 면적(fill factor)을 가지는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 박막트랜지스터의 소스 단자에 전기적으로 연결되며,
    상기 박막트랜지스터의 드레인 단자는 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 리드아웃에 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하되,
    상기 적어도 두 개의 포토다이오드 각각은, 일 측이 바이어스 라인(bias line)에 전기적으로 연결되고, 타 측이 상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 소스 단자에 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터의 드레인 단자 각각은 상기 적어도 두 개의 포토다이오드에서 각각 생성된 신호를 영상 정보로 출력하도록 다수의 리드아웃에 연결된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 적어도 두 개의 박막트랜지스터를 포함하되,
    상기 적어도 두 개의 박막트랜지스터는 각각 채널 저항, On 전류, Off 전류, 박막트랜지스터의 채널 길이 (Length), 채널 폭 (Width) 또는 문턱 전압이 서로 다르게 구성된 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
  20. 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치에 있어서,
    상기 검출 장치는 복수의 단위 픽셀을 포함하는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 패널을 포함하며,
    상기 단위 픽셀은,
    조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제1 박막트랜지스터; 및
    조사된 엑스레이를 전기적인 신호로 직접 검출하여 검출된 전기적인 신호를 처리하는 제2 박막트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 박막트랜지스터는 서로 다른 전기적인 특성을 갖는 다중 신호 검출을 위한 엑스레이 검출 장치.
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