WO2013005981A2 - 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터 - Google Patents

광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터 Download PDF

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WO2013005981A2
WO2013005981A2 PCT/KR2012/005297 KR2012005297W WO2013005981A2 WO 2013005981 A2 WO2013005981 A2 WO 2013005981A2 KR 2012005297 W KR2012005297 W KR 2012005297W WO 2013005981 A2 WO2013005981 A2 WO 2013005981A2
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lead
ray
electrical signal
photoconductor layer
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김규태
김중석
문범진
윤정기
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(주)디알텍
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray detector using optical switching that not only reduces noise but also reduces leakage current.
  • the X-ray apparatus may obtain excellent image quality with less x-ray radiation than the conventional film method by maximizing the sensitivity of the image acquisition unit. Therefore, the X-ray device is more environmentally friendly because it not only reduces the amount of exposure of the body, but also eliminates the chemicals required for ignition.
  • the X-ray apparatus can manage the acquired images on a computer in real time according to the development and development of PACS that manages the acquisition, storage, transmission, and display of images in one place. It can lead to improved quality of care.
  • An X-ray detector using optical switching that can detect X-rays using optical switching is disclosed.
  • the X-ray detector using optical switching is coupled to the bottom of the X-ray photoconductor layer and the X-ray photoconductor layer to generate a first electrical signal by the input X-ray signal, and collects the first electrical signal.
  • a lead-out photoconductor layer coupled to the lower end of the first electrode, the lead-out photoconductor layer generating a second electrical signal by an input optical signal, and a lead-out photoconductor layer coupled to ground.
  • a third electrode coupled to the second electrode and the lead-out photoconductor layer, spaced apart from the second electrode, and capable of collecting the second electrical signal.
  • the X-ray detector using optical switching may further include a first semiconductor layer coupled to the bottom of the first electrode.
  • the X-ray detector using light switching may further include a second semiconductor layer coupled to the top of the second electrode and the third electrode.
  • the X-ray detector using optical switching may further include an optical signal generator positioned under the third electrode and capable of irradiating an optical signal to the readout photoconductor layer.
  • the X-ray detector using the light switching is connected to the third electrode, the read-out unit for reading out the second electrical signal collected on the third electrode in accordance with the control signal of the controller; And an image generator configured to generate image data based on the read-out second electrical signal.
  • the lead-out photoconductor layer may be composed of amorphous silicon.
  • the second electrode and the third electrode may be formed inside or at the bottom of the lead-out photoconductor layer.
  • the third electrode may be a transparent electrode.
  • the X-ray detector using light switching may further include a substrate coupled to a lower end of the second electrode and the third electrode.
  • the substrate may be a transparent substrate.
  • the second electrode and the third electrode may be formed on the substrate to be included in each pixel area.
  • FIG. 1 is a side view of an X-ray detector using optical switching according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an upper end of a second electrode and a third electrode of the X-ray detector of FIG. 1.
  • 3A to 3D are diagrams for describing a driving process of the X-ray detector of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a side view of an X-ray detector using optical switching according to another embodiment of the present invention.
  • 5A through 5D are diagrams for describing a driving process of the X-ray detector of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a side view of an X-ray detector using optical switching according to an embodiment of the present invention.
  • the X-ray detector 100 may include a fourth electrode 110, an X-ray photoconductor layer 115, a first electrode 120, a lead-out photoconductor layer 125, a second electrode 130,
  • the third electrode 135 includes a substrate 140, an optical signal generator 145, a readout unit 150, an image generator 155, and a controller 160.
  • the fourth electrode 110 is connected to a power supply unit (not shown) for high voltage supply.
  • the fourth electrode 110 may be a conductive oxide film or a compound such as a metal, a conductive organic material, carbon nanotubes, or the like.
  • the X-ray photoconductor layer 115 may generate a first electrical signal by an X-ray signal input from an X-ray generator (not shown).
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • the X-ray photoconductor layer 115 may generate the first electrical signal in proportion to the intensity of the input X-ray signal.
  • a high voltage is applied to the fourth electrode 110, a potential difference occurs between the fourth electrode 110 and the first electrode 120. Accordingly, an electric field is formed between the fourth electrode 110 and the first electrode 120, and electrical signals ('electrons and holes') present in the X-ray photoconductor layer 115 move upward and downward, respectively. do.
  • the direction of movement of the electrons / holes depends on the electrical polarity (anode or cathode) of the fourth electrode 110.
  • the first electrode 120 may be coupled to the bottom of the X-ray photoconductor layer 115.
  • the first electrode 120 may collect the first electrical signal generated by the X-ray photoconductor layer 115.
  • the first electrode 120 may collect electron or hole pairs generated by the X-ray photoconductor layer 115.
  • the lead-out photoconductor layer 125 may be coupled to the bottom of the first electrode 120.
  • the lead-out photoconductor layer 125 may generate a second electrical signal by the optical signal input from the optical signal generator 145.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • the readout photoconductor layer 125 may generate a second electrical signal in proportion to the intensity of the optical signal input from the optical signal generator 145.
  • the lead-out photo conductor layer 125 may be formed of one of amorphous silicon, polysilicon, and single crystal silicon.
  • the second electrode 130 may be combined with the lead-out photoconductor layer 125.
  • the second electrode 130 may be connected to ground.
  • the third electrode 135 may be combined with the lead-out photoconductor layer 125.
  • the third electrode 135 may be formed to be spaced apart from the second electrode 130.
  • the third electrode 135 may collect the second electrical signal generated by the lead-out photoconductor layer 125.
  • the third electrode 135 may be a transparent electrode through which the optical signal generated by the optical signal generator 145 may pass.
  • the second electrode 130 and the third electrode 135 may be formed inside or at the bottom of the lead-out photoconductor layer 125.
  • the second electrode 130 and the third electrode 135 may be formed on the substrate 140 to be included in every pixel area.
  • the substrate 140 may be coupled to lower ends of the second electrode 130 and the third electrode 135.
  • the substrate 140 may be a transparent substrate such as glass through which the optical signal generated by the optical signal generator 145 may pass.
  • the optical signal generator 145 may be positioned below the third electrode 135. For example, the optical signal generator 145 may be spaced apart from the third electrode 135 at regular intervals. The optical signal generator 145 may generate an optical signal and radiate the generated optical signal to the readout photo conductor layer 125.
  • the optical signal generator 145 may be a device capable of generating an optical signal such as an LCD, a PDP, an LED, a FED, a laser, and the like.
  • the lead out part 150 may be connected to the third electrode 135.
  • the lead out unit 150 may read out the second electrical signal collected by the third electrode 135.
  • the lead-out unit 150 may read out the electron or hole pair collected in the third electrode 135.
  • the image generator 155 may generate image data based on the second electrical signal read out of the readout unit 150. For example, the image generator 155 may determine the pixel value of the corresponding pixel area based on the amount of the electron or hole pair read out. The image generator 155 may determine a pixel value corresponding to each pixel region through the above process, and generate image data using the determined pixel value.
  • the controller 160 may control the optical signal generator 145 to irradiate the optical signal to the lead-out photo conductor layer 125.
  • the controller 160 may control the readout unit 150 to read out the second electrical signal collected by the third electrode 135. For example, the controller 160 sequentially irradiates an optical signal to the readout photoconductor layer 125 corresponding to the plurality of pixel areas by the optical signal generator 145, and then the readout unit 150 is configured to perform a third operation.
  • the second electrical signal collected by the electrode 135 may be controlled to be read out.
  • the X-ray detector irradiates an optical signal to the lead-out photoconductor layer to generate a second electrical signal, the generated second electrical signal is collected at the third electrode, and the collected second electrical signal is read out (hereinafter referred to as optical switching). By doing so, it is possible to minimize noise that can be generated unnecessarily.
  • the patterning of the device may be facilitated and the overall process may be simplified.
  • FIG. 2 is a plan view of an upper end of a second electrode and a third electrode of the X-ray detector of FIG. 1.
  • the X-ray detector 100 may include a second electrode 130, a third electrode 135, a substrate 140, a readout unit 150, an image generator 155, and a controller ( 160).
  • the second electrode 130 may be combined with the lead-out photoconductor layer 125.
  • the second electrode 130 may be connected to ground.
  • the third electrode 135 may be combined with the lead-out photoconductor layer 125.
  • the third electrode 135 may be formed to be spaced apart from the second electrode 130.
  • the third electrode 135 may collect the second electrical signal generated by the lead-out photoconductor layer 125.
  • the second electrode 130 and the third electrode 135 may be formed on the substrate 140.
  • the second electrode 130 and the third electrode 135 may be formed to be included in each of the four pixel areas 210, 220, 230, and 240. In other words, both the second electrode 130 and the third electrode 135 may be included in one pixel area.
  • the lead out part 150 may be connected to the third electrode 135.
  • the lead out unit 150 may read out the second electrical signal collected by the third electrode 135.
  • the lead-out unit 150 may read out the electron or hole pair collected in the third electrode 135.
  • the image generator 155 may generate image data based on the second electrical signal read out of the readout unit 150. For example, the image generator 155 may determine the pixel value of the pixel based on the amount of the electron or hole pair read out. The image generator 155 may determine the pixel value of each pixel through the above process, and generate image data using the determined pixel value.
  • the controller 160 may control the optical signal generator 145 to irradiate the optical signal to the lead-out photo conductor layer 125.
  • the controller 160 may control the readout unit 150 to read out the second electrical signal collected by the third electrode 135.
  • the X-ray detector irradiates an optical signal to the lead-out photoconductor layer to generate a second electrical signal, the generated second electrical signal is collected at the third electrode, and the collected second electrical signal is read out ('light switching'). By doing so, it is possible to minimize noise that can be generated unnecessarily.
  • the patterning of the device may be facilitated and the overall process may be simplified.
  • 3A to 3D are diagrams for describing a driving process of the X-ray detector of FIG. 1.
  • 3A to 3D illustrate a method of driving an X-ray detector corresponding to one pixel area. Such a method may be equally applied to a method of driving an X-ray detector corresponding to a plurality of pixel areas.
  • a high voltage is applied to the fourth electrode 110.
  • the electric field 300 is formed inside the X-ray photoconductor layer 115.
  • the X-ray signal generated by the X-ray generator (not shown) is input, the X-ray photoconductor layer 115 may generate the first electrical signal 310.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • electrons and holes generated in the X-ray photoconductor layer 115 are moved to the upper and lower portions of the X-ray photoconductor layer 115 by the electric field 300, respectively.
  • the direction of movement of the electrons / holes depends on the electrical polarity (anode or cathode) of the fourth electrode 110.
  • the fourth electrode 110 removes the positive pole
  • electrons (-) move to the fourth electrode 110 by the electric field
  • holes (+) move toward the first electrode 120.
  • the polarity of the fourth electrode 110 is reversed, the electron ( ⁇ ) and the hole (+) may be reversed.
  • the first electrode 120 may collect holes (+) generated in the X-ray photoconductor layer 115.
  • the readout photoconductor layer 125 may generate a second electrical signal 320 by the input optical signal.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • electrons ( ⁇ ) of the generated second electrical signals are moved to the first electrode 120 by electrical attraction due to holes (+) collected in the first electrode 120.
  • the holes (+) collected in the first electrode 120 may be neutralized by matching with electrons ( ⁇ ) moved from the lead-out photo conductor layer 125.
  • holes (+) may be induced and moved to the third electrode 135.
  • the lead out unit 150 may read out the second electrical signal collected by the third electrode 135.
  • the image generator 155 may generate image data based on the second electrical signal read out of the readout unit 150.
  • the X-ray detector irradiates an optical signal to a lead-out photoconductor layer included in a desired pixel, reads out an electrical signal corresponding to the pixel, and generates image data based on the read-out electrical signal, thereby causing unnecessary occurrence. Noise can be minimized.
  • the patterning of the device may be facilitated and the overall process may be simplified.
  • FIG. 4 is a side view of an X-ray detector using optical switching according to another embodiment of the present invention.
  • the X-ray detector 100 includes a fourth electrode 410, an X-ray photoconductor layer 415, a first electrode 420, a first semiconductor layer 465, and a lead-out photoconductor layer 425.
  • the control unit 460 is included.
  • the fourth electrode 410 is connected to a power supply (not shown) for high voltage supply.
  • the fourth electrode 410 may be a conductive oxide film or compound, such as a metal, a conductive organic material, carbon nanotubes, or the like.
  • the X-ray photoconductor layer 415 may generate a first electrical signal by an X-ray signal input from an X-ray generator (not shown).
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • the X-ray photoconductor layer 415 may generate the first electrical signal in proportion to the intensity of the input X-ray signal.
  • a high voltage is applied to the fourth electrode 410, a potential difference occurs between the fourth electrode 410 and the first electrode 420. Accordingly, an electric field is formed between the fourth electrode 410 and the first electrode 420, and electrical signals ('electrons and holes') present in the X-ray photoconductor layer 415 move upward and downward, respectively. do.
  • the direction of movement of the electrons / holes depends on the electrical polarity (anode or cathode) of the fourth electrode 410.
  • the first electrode 420 may be coupled to the bottom of the X-ray photoconductor layer 415.
  • the first electrode 120 may collect the first electrical signal generated by the X-ray photoconductor layer 415.
  • the first electrode 420 may collect electron or hole pairs generated by the X-ray photoconductor layer 415.
  • the first semiconductor layer 465 may be coupled to the bottom of the first electrode 420.
  • the first semiconductor layer 465 may prevent the first electrical signal collected by the first electrode 420 from leaking to the outside.
  • the first semiconductor layer 465 may be an N-type semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer 465 may be a P-type semiconductor layer.
  • the lead-out photoconductor layer 425 may be coupled to the bottom of the first semiconductor layer 465.
  • the lead-out photoconductor layer 425 may generate the second electrical signal by the optical signal input from the optical signal generator 445.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • the readout photoconductor layer 425 may generate a second electrical signal in proportion to the intensity of the optical signal input from the optical signal generator 445.
  • the lead-out photo conductor layer 425 may be formed of one of amorphous silicon, polysilicon, and single crystal silicon.
  • the second electrode 430 may be coupled to the lead-out photoconductor layer 425.
  • the second electrode 430 may be connected to ground.
  • the third electrode 435 may be coupled to the lead out photoconductor layer 125.
  • the third electrode 435 may be formed to be spaced apart from the second electrode 430.
  • the third electrode 435 may collect the second electrical signal generated by the lead-out photoconductor layer 425.
  • the third electrode 435 may be a transparent electrode through which the optical signal generated by the optical signal generator 445 can pass.
  • the second electrode 430 and the third electrode 435 may be formed inside or at the bottom of the lead-out photoconductor layer 425.
  • the second electrode 430 and the third electrode 435 may be formed to be included in each pixel region.
  • the second semiconductor layer 470 may be coupled to the upper ends of the second electrode 430 and the third electrode 435.
  • the second semiconductor layer 470 may allow the second electrical signal generated by the lead-out photo conductor layer 425 to be easily collected by the third electrode 435.
  • the second semiconductor layer 470 may be a P-type semiconductor layer. Accordingly, the P-type second semiconductor layer 470 may allow holes (+) generated in the lead-out photo conductor layer 425 to be easily collected in the third electrode 435.
  • the second semiconductor layer 465 may be an N-type semiconductor layer. Accordingly, the N-type second semiconductor layer 470 may allow electrons ( ⁇ ) generated in the lead-out photo conductor layer 425 to be easily collected by the third electrode 435.
  • the substrate 440 may be coupled to lower ends of the second electrode 430 and the third electrode 435.
  • the substrate 440 may be a transparent substrate such as glass through which the optical signal generated by the optical signal generator 445 may pass.
  • the optical signal generator 445 may be positioned below the third electrode 435.
  • the optical signal generator 445 may be spaced apart from the third electrode 435 at regular intervals.
  • the optical signal generator 445 may generate an optical signal and radiate the generated optical signal to the readout photo conductor layer 425.
  • the optical signal generator 445 may be a device capable of generating an optical signal such as an LCD, a PDP, an LED, an FED, a laser, and the like.
  • the lead out part 450 may be connected to the third electrode 435.
  • the lead out unit 450 may read out the second electrical signal collected by the third electrode 435.
  • the lead-out unit 450 may read out the electron or hole pair collected in the third electrode 435.
  • the image generator 455 may generate image data based on the second electrical signal read out of the readout 450. For example, the image generator 455 may determine the pixel value of the corresponding pixel based on the amount of the electron or hole pair read out. The image generator 455 may determine the pixel value of each pixel through this process, and generate image data using the determined pixel value.
  • the controller 460 may control the optical signal generator 445 to irradiate the optical signal to the lead-out photo conductor layer 425.
  • the controller 460 may control the readout 450 to read out the second electrical signal collected by the third electrode 435.
  • the X-ray detector irradiates an optical signal to the lead-out photoconductor layer to generate a second electrical signal, the generated second electrical signal is collected at the third electrode, and the collected second electrical signal is read out (hereinafter referred to as optical switching). By doing so, it is possible to minimize noise that can be generated unnecessarily.
  • the patterning of the device may be facilitated and the overall process may be simplified.
  • 5A through 5D are diagrams for describing a driving process of the X-ray detector of FIG. 1.
  • 5A through 5D illustrate a method of driving an X-ray detector corresponding to one pixel area. Such a method may be equally applied to a method of driving an X-ray detector corresponding to a plurality of pixel areas.
  • a high voltage is applied to the fourth electrode 410.
  • the electric field 500 is formed inside the X-ray photoconductor layer 415.
  • the X-ray signal generated by the X-ray generator (not shown) is input, the X-ray photoconductor layer 415 may generate the first electrical signal 510.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • electrons and holes generated in the X-ray photoconductor layer 415 move to the upper and lower portions of the X-ray photoconductor layer 415 by the electric field 500, respectively.
  • the direction of movement of the electrons / holes depends on the electrical polarity (anode or cathode) of the fourth electrode 410.
  • the fourth electrode 410 removes the positive pole
  • electrons (-) move to the fourth electrode 410 by the electric field
  • holes (+) move toward the first electrode 420.
  • the polarity of the fourth electrode 410 is reversed, the electron ( ⁇ ) and the hole (+) may move in the opposite direction.
  • the fourth electrode 400 will be described based on the case where the positive pole is removed.
  • Electrical signals collected by the first electrode 420 may be prevented from leaking by the first semiconductor layer 465.
  • the first electrode 420 may collect holes (+) generated in the X-ray photoconductor layer 415.
  • the readout photoconductor layer 425 may generate a second electrical signal 520 by the input optical signal.
  • the electrical signal means an electron or hole pair.
  • electrons ( ⁇ ) of the generated second electrical signals move to the first electrode 420 by electrical attraction due to holes (+) collected in the first electrode 420.
  • Holes (+) collected in the first electrode 420 may be neutralized by matching with electrons ( ⁇ ) moved from the lead-out photo conductor layer 425.
  • holes (+) may be induced and moved to the third electrode 435.
  • holes (+) of the generated second electrical signals may be more easily induced to the third electrode 435 by the second semiconductor layer 470.
  • the lead out unit 450 may read out the second electrical signal collected by the third electrode 435.
  • the image generator 455 may generate image data based on the second electrical signal read out of the readout 450.
  • the X-ray detector irradiates an optical signal to a lead-out photoconductor layer included in a desired pixel, reads out an electrical signal corresponding to the pixel, and generates image data based on the read-out electrical signal, thereby causing unnecessary occurrence. Noise can be minimized.
  • the patterning of the device may be facilitated and the overall process may be simplified.
  • the X-ray detector can reduce the leakage current by using a semiconductor layer.
  • the described embodiments may be configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made.

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Abstract

본 발명은 중간 영상 합성 장치로, 다양한 시점에서 촬영한 둘 이상의 참조 영상을 획득하는 영상 획득부와, 상기 영상 획득부에 의해 획득된 참조 영상을 3차원 워핑시키는 3차원 변환부와, 상기 3차원 변환부에 의해 합성된 중간 영상의 화질을 처리하는 중간 영상 보정부를 포함한다.

Description

광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터
노이즈를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 누설되는 전류를 줄일 수 있는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터에 관한 것이다.
종래의 엑스레이(X-RAY) 장치는 스크린/필름을 사용하여 촬영하고, 판독을 위해 그 필름을 인화하는 공정이 필요하였다. 따라서, 필름의 현상, 보관, 이송 등에 따른 각종 경제적, 시간적인 낭비가 심각했다.
이를 극복하기 위해, 최근 디지털 엑스레이 장치는 필름을 대신하는 디지털 매체를 이용하여 이미지를 획득한다. 이와 같이, 이미지 획득의 디지털화는 자료를 전산화, 정보화하는데 매우 유익할 뿐만 아니라 여러 가지 영상 처리 기법을 적용함으로써 미세 음영의 가시도 개선과 정량적인 측정과 분석 등에 따른 진단 능력의 향상을 가져오고 있다. 또한, 엑스레이 장치는 영상 획득부의 감도를 최대화함으로써 기존 필름 방식에 비해 더 적은 x-ray 조사량으로 우수한 화질을 얻을 수 있다. 따라서, 엑스레이 장치는 신체의 피폭량을 줄일 뿐만 아니라 인화에 필요한 화학약품이 불필요함으로 보다 환경에 친화적이다. 또한, 엑스레이 장치는 영상의 획득, 저장, 전송, 표시 등을 일원적으로 관리하는 PACS의 개발과 발달에 따라 획득된 영상을 실시간으로 컴퓨터에서 관리할 수 있으므로 기존의 필름 방식에 비해 보다 효율적으로 병원 내 진료의 질적 향상을 가져올 수 있다.
더 나아가, 최근에는 노이즈를 최소화하면서 우수한 이미지 데이터를 얻을 수 있는 기술에 대한 관심이 증대되고 있다.
"radiation detector and method for producing photoconductive layer for recording thereof", FUJIFILM, US 7488966(등록번호)를 참조하면, 포토 컨덕터층을 이용하여 X 선을 검출하는 장치 및 방법이 기재되어 있다.
광 스위칭을 이용하여 엑스레이를 검출할 수 있는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 입력되는 엑스레이 신호에 의해 제 1 전기적 신호를 생성하는 엑스레이 포토컨덕터층과 엑스레이 포토컨덕터층의 하단에 결합되고, 제 1 전기적 신호를 수집할 수 있는 제 1 전극과, 제 1 전극의 하단에 결합되고, 입력되는 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호를 생성하는 리드 아웃 포토컨덕터층과, 리드 아웃 포토컨덕터층과 결합되며, 그라운드와 연결되는 제 2 전극 및 리드 아웃 포토컨덕터층과 결합되고, 제 2 전극과 이격되어 형성되며, 제 2 전기신호를 수집할 수 있는 제 3 전극을 포함한다.
광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 제 1 전극의 하단에 결합되는 제 1 반도체 층을 더 포함할 수 있다.
광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 제 2 전극 및 제 3 전극의 상단에 결합되는 제 2 반도체 층을 더 포함할 수 있다.
광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 제 3 전극의 하측에 위치하며, 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층에 조사할 수 있는 광 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 제 3 전극과 연결되며, 제어부의 제어 신호에 따라 제 3 전극에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하는 리드 아웃부; 및 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함할 수 있다.
리드 아웃 포토 컨덕터층은 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 구성될 수 있다.
제 2 전극 및 제 3 전극은 리드 아웃 포토컨덕터층의 내부 또는 하단에 형성될 수 있다.
제 3 전극은 투명 전극일 수 있다.
광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터는 제 2 전극 및 제 3 전극의 하단에 결합되는 기판을 더 포함할 수 있다.
기판은 투명 기판일 수 있다.
제 2 전극 및 제 3 전극은 1 개의 픽셀 영역마다 포함되도록 기판 위에 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터의 측면도이다.
도 2는 도 1의 엑스레이 디텍터 중 제 2 전극 및 제 3 전극의 상단을 절단한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1의 엑스레이 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예와 관련된 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터의 측면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 엑스레이 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 엑스레이 디텍터(100)는 제 4 전극(110), 엑스레이 포토컨덕터층(115), 제 1 전극(120), 리드 아웃 포토컨덕터층(125), 제 2 전극(130), 제 3 전극(135), 기판(140), 광신호 생성부(145), 리드아웃부(150), 영상 생성부(155) 및 제어부(160)를 포함한다.
제 4 전극(110)은 고전압 공급을 위한 전원 공급부(미도시)에 연결된다. 제 4 전극(110)은 금속, 전도성 유기물, 탄소나노튜브 등과 같은 전도성 산화막 또는 화합물일 수 있다.
엑스레이 포토컨덕터층(115)는 엑스레이 생성장치(미도시)로부터 입력되는 엑스레이 신호에 의해 제 1 전기적 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다. 예를 들면, 엑스레이 포토컨덕터층(115)는 입력되는 엑스레이 신호의 강도에 비례하게 제 1 전기적인 신호를 생성할 수 있다.
만약, 제 4 전극(110)에 고전압이 인가되면, 제 4 전극(110) 및 제 1 전극(120) 사이에 전위차가 발생한다. 이에 따라, 제 4 전극(110) 및 제 1 전극(120) 사이에 전기장이 형성되고, 엑스레이 포토컨덕터층(115) 내에 존재하는 전기적인 신호('전자 및 정공')가 상부와 하부로 각각 이동한다. 전자/정공의 이동 방향은 제 4 전극(110)의 전기적 극성(양극 또는 음극)에 따라 달라진다.
제 1 전극(120)은 엑스레이 포토컨덕터층(115)의 하단에 결합될 수 있다. 제 1 전극(120)은 엑스레이 포토컨덕터층(115)에서 생성된 제 1 전기적 신호를 수집할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(120)은 엑스레이 포토컨덕터층(115)에서 생성된 전자 또는 정공쌍을 수집할 수 있다.
리드 아웃 포토컨덕터층(125)은 제 1 전극(120)의 하단에 결합될 수 있다. 리드 아웃 포토컨덕터층(125)은 광 신호 생성부(145)로부터 입력되는 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다. 예를 들면, 리드 아웃 포토컨덕터층(125)은 광 신호 생성부(145)로부터 입력되는 광 신호의 강도에 비례하게 제 2 전기적인 신호를 생성할 수 있다.
리드 아웃 포토 컨덕터층(125)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(polysilicon) 및 단결정 실리콘(single crystal silicon) 중 하나로 구성될 수 있다.
제 2 전극(130)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)과 결합될 수 있다. 제 2 전극(130)은 그라운드(ground)와 연결될 수 있다.
제 3 전극(135)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)과 결합될 수 있다. 제 3 전극(135)은 제 2 전극(130)과 이격되어 형성될 수 있다. 제 3 전극(135)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)에서 생성된 제 2 전기신호를 수집할 수 있다.
제 3 전극(135)은 광 신호 생성부(145)에서 생성된 광 신호가 통과할 수 있는 투명 전극일 수 있다.
제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)의 내부 또는 하단에 형성될 수 있다.
제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)는 1개의 픽셀 영역 마다 모두 포함되도록 기판(140) 위에 형성될 수 있다.
기판(140)은 제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)의 하단에 결합될 수 있다. 예를 들면, 기판(140)은 광 신호 생성부(145)에서 생성된 광 신호가 통과할 수 있는 유리 등과 같은 투명 기판일 수 있다.
광 신호 생성부(145)는 제 3 전극(135)의 하측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 광신호 생성부(145)는 제 3 전극(135)과 일정한 간격으로 이격되어 위치할 수 있다. 광신호 생성부(145)는 광 신호를 생성하고, 생성된 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층(125)에 조사할 수 있다.
광 신호 생성부(145)는 LCD, PDP, LED, FED, LASER 등과 같이 광 신호를 생성할 수 있는 장치일 수 있다.
리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)과 연결될 수 있다. 리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃할 수 있다. 예를 들면, 리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)에 수집된 전자 또는 정공쌍을 리드 아웃할 수 있다.
영상 생성부(155)는 리드 아웃부(150)에서 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 영상 생성부(155)는 리드 아웃된 전자 또는 정공쌍의 양에 기초하여 해당 픽셀 영역의 픽셀 값을 결정할 수 있다. 영상 생성부(155)는 이와 같은 과정을 통해 각각의 픽셀 영역에 해당하는 픽셀 값을 결정하고, 결정된 픽셀 값을 이용하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(160)는 광 신호 생성부(145)가 광신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층(125)으로 조사하도록 제어할 수 있다. 제어부(160)는 리드 아웃부(150)가 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(160)는 광 신호 생성부(145)가 다수의 픽셀 영역에 대응되는 리드 아웃 포토 컨덕터층(125)에 순차적으로 광 신호를 조사한 후, 리드 아웃부(150)가 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하도록 제어할 수 있다.
엑스레이 디텍터는 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층에 조사하여 제 2 전기적 신호를 생성하고, 생성된 제 2 전기적 신호가 제 3 전극에 수집되고, 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃(이하, 광 스위칭이라함)함으로써, 불필요하게 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 엑스레이 디덱터의 리드 아웃 포토 컨덕터층을 비정질 실리콘으로 구성함으로써, 소자의 패터닝(patternaing)이 용이하게 되어 전체적인 공정이 간소화 될 수 있다.
도 2는 도 1의 엑스레이 디텍터 중 제 2 전극 및 제 3 전극의 상단을 절단한 평면도이다.
이하에서는, 픽셀 영역이 4개인 경우를 기준으로 설명하나, 픽셀 영역은 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엑스레이 디텍터(100)는 제 2 전극(130), 제 3 전극(135), 기판(140), 리드아웃부(150), 영상 생성부(155) 및 제어부(160)를 포함한다.
제 2 전극(130)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)과 결합될 수 있다. 제 2 전극(130)은 그라운드(ground)와 연결될 수 있다.
제 3 전극(135)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)과 결합될 수 있다. 제 3 전극(135)은 제 2 전극(130)과 이격되어 형성될 수 있다. 제 3 전극(135)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)에서 생성된 제 2 전기신호를 수집할 수 있다.
제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)는 기판(140) 위에 형성될 수 있다.
제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)는 4개의 픽셀 영역(210, 220, 230, 240) 각각에 포함되도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 1개의 픽셀 영역에 제 2 전극(130) 및 제 3 전극(135)가 모두 포함될 수 있다.
리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)과 연결될 수 있다. 리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃할 수 있다. 예를 들면, 리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)에 수집된 전자 또는 정공쌍을 리드 아웃할 수 있다.
영상 생성부(155)는 리드 아웃부(150)에서 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 영상 생성부(155)는 리드 아웃된 전자 또는 정공쌍의 양에 기초하여 해당 픽셀의 픽셀 값을 결정할 수 있다. 영상 생성부(155)는 이와 같은 과정을 통해 각각의 픽셀의 픽셀 값을 결정하고, 결정된 픽셀 값을 이용하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(160)는 광 신호 생성부(145)가 광신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층(125)으로 조사하도록 제어할 수 있다. 제어부(160)는 리드 아웃부(150)가 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하도록 제어할 수 있다.
엑스레이 디텍터는 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층에 조사하여 제 2 전기적 신호를 생성하고, 생성된 제 2 전기적 신호가 제 3 전극에 수집되고, 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃('광 스위칭')함으로써, 불필요하게 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 엑스레이 디덱터의 리드 아웃 포토 컨덕터층을 비정질 실리콘으로 구성함으로써, 소자의 패터닝(patternaing)이 용이하게 되어 전체적인 공정이 간소화 될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1의 엑스레이 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d에서는 1개의 픽셀 영역에 대응되는 엑스레이 디텍터의 구동방법을 설명한다. 이와 같은 방법은 다수의 픽셀 영역에 대응되는 엑스레이 디텍터의 구동 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1 및 도 3a를 참조하면, 고전압이 제 4 전극(110)에 인가된다. 고전압이 인가되면, 엑스레이 포토컨덕터층(115) 내부에 전기장(300)이 형성된다. 엑스레이 생성장치(미도시)에서 생성된 엑스레이 신호가 입력되면, 엑스레이 포토컨덕터층(115)은 제 1 전기적 신호(310)를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다.
도 1 및 도 3b를 참조하면, 엑스레이 포토컨덕터층(115) 내에 생성된 전자 및 정공은 전기장(300)에 의해 엑스레이 포토컨덕터층(115)의 상부와 하부로 각각 이동한다. 전자/정공의 이동 방향은 제 4 전극(110)의 전기적 극성(양극 또는 음극)에 따라 달라진다. 예를 들면, 제 4 전극(110)이 + 극을 띈 경우, 전자(-)는 전기장에 의해 제 4 전극(110)으로 이동하고, 정공(+)은 제 1 전극(120) 쪽으로 이동하게 된다. 제 4 전극(110)의 극성이 반대인 경우, 전자(-) 및 정공(+)은 반대로 이동할 수도 있다. 이하에서는 제 4 전극(100)이 + 극을 띈 경우를 기준으로 설명하겠다. 제 1 전극(120)은 엑스레이 포토컨덕터층(115)에서 생성된 정공(+)을 수집할 수 있다.
도 1 및 도 3c를 참조하면, 광 신호 생성부(145)로부터 광 신호가 입력되면, 리드 아웃 포토컨덕터층(125)은 입력된 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호(320)를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다.
도 1 및 도 3d를 참조하면, 생성된 제 2 전기적 신호 중 전자(-)는 제 1 전극(120)에 수집된 정공 (+)에 의한 전기적 인력에 의해 제 1 전극(120)으로 이동한다. 제 1 전극(120)에 수집된 정공 (+)은 리드 아웃 포토 컨덕터층(125)으로부터 이동된 전자(-)와 매칭되어 중화될 수 있다.
생성된 제 2 전기적 신호 중 정공 (+)은 제 3 전극(135)으로 유도되어 이동될 수 있다. 리드 아웃부(150)는 제 3 전극(135)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃할 수 있다. 영상 생성부(155)는 리드 아웃부(150)에서 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
엑스레이 디텍터는 원하는 픽셀에 포함된 리드 아웃 포토 컨덕터층에 광 신호를 조사하여, 픽셀에 해당하는 전기적 신호를 리드 아웃하고, 리드 아웃된 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성함으로써, 불필요하게 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 엑스레이 디덱터의 리드 아웃 포토 컨덕터층을 비정질 실리콘으로 구성함으로써, 소자의 패터닝(patternaing)이 용이하게 되어 전체적인 공정이 간소화 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예와 관련된 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터의 측면도이다.
도 4를 참조하면, 엑스레이 디텍터(100)는 제 4 전극(410), 엑스레이 포토컨덕터층(415), 제 1 전극(420), 제 1 반도체층(465), 리드 아웃 포토컨덕터층(425), 제 2 전극(430), 제 3 전극(435), 제 2 반도체층(470), 기판(440), 광신호 생성부(445), 리드아웃부(450), 영상 생성부(455) 및 제어부(460)를 포함한다.
제 4 전극(410)은 고전압 공급을 위한 전원 공급부(미도시)에 연결된다. 제 4 전극(410)은 금속, 전도성 유기물, 탄소나노튜브 등과 같은 전도성 산화막 또는 화합물일 수 있다.
엑스레이 포토컨덕터층(415)는 엑스레이 생성장치(미도시)로부터 입력되는 엑스레이 신호에 의해 제 1 전기적 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다. 예를 들면, 엑스레이 포토컨덕터층(415)는 입력되는 엑스레이 신호의 강도에 비례하게 제 1 전기적인 신호를 생성할 수 있다.
만약, 제 4 전극(410)에 고전압이 인가되면, 제 4 전극(410) 및 제 1 전극(420) 사이에 전위차가 발생한다. 이에 따라, 제 4 전극(410) 및 제 1 전극(420) 사이에 전기장이 형성되고, 엑스레이 포토컨덕터층(415) 내에 존재하는 전기적인 신호('전자 및 정공')가 상부와 하부로 각각 이동한다. 전자/정공의 이동 방향은 제 4 전극(410)의 전기적 극성(양극 또는 음극)에 따라 달라진다.
제 1 전극(420)은 엑스레이 포토컨덕터층(415)의 하단에 결합될 수 있다. 제 1 전극(120)은 엑스레이 포토컨덕터층(415)에서 생성된 제 1 전기적 신호를 수집할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(420)은 엑스레이 포토컨덕터층(415)에서 생성된 전자 또는 정공쌍을 수집할 수 있다.
제 1 반도체층(465)은 제 1 전극(420)의 하단에 결합될 수 있다. 제 1 반도체층(465)은 제 1 전극(420)에 수집되는 제 1 전기적 신호가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(420)에 정공(+)이 수집된 경우, 제 1 반도체층(465)는 N-type 반도체층일 수 있다. 반면에, 제 1 전극(420)에 전자(-)가 수집된 경우, 제 1 반도체층(465)는 P-type 반도체층일 수 있다.
리드 아웃 포토컨덕터층(425)은 제 1 반도체층(465)의 하단에 결합될 수 있다. 리드 아웃 포토컨덕터층(425)은 광 신호 생성부(445)로부터 입력되는 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다. 예를 들면, 리드 아웃 포토컨덕터층(425)은 광 신호 생성부(445)로부터 입력되는 광 신호의 강도에 비례하게 제 2 전기적인 신호를 생성할 수 있다.
리드 아웃 포토 컨덕터층(425)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(polysilicon) 및 단결정 실리콘(single crystal silicon) 중 하나로 구성될 수 있다.
제 2 전극(430)은 리드 아웃 포토컨덕터층(425)과 결합될 수 있다. 제 2 전극(430)은 그라운드(ground)와 연결될 수 있다.
제 3 전극(435)은 리드 아웃 포토컨덕터층(125)과 결합될 수 있다. 제 3 전극(435)은 제 2 전극(430)과 이격되어 형성될 수 있다. 제 3 전극(435)은 리드 아웃 포토컨덕터층(425)에서 생성된 제 2 전기신호를 수집할 수 있다.
제 3 전극(435)은 광 신호 생성부(445)에서 생성된 광 신호가 통과할 수 있는 투명 전극일 수 있다.
제 2 전극(430) 및 제 3 전극(435)은 리드 아웃 포토컨덕터층(425)의 내부 또는 하단에 형성될 수 있다.
다수의 픽셀 영역이 존재하는 경우, 제 2 전극(430) 및 제 3 전극(435)는 각각의 픽셀 영역에 포함되도록 형성될 수 있다.
제 2 반도체층(470)은 제 2 전극(430) 및 제 3 전극(435)의 상단에 결합 결합될 수 있다. 제 2 반도체층(470)은 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)에서 생성된 제 2 전기적 신호가 제 3 전극(435)에 용이하게 수집되도록 할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(420)에 정공(+)이 수집된 경우, 제 2 반도체층(470)는 P-type 반도체층일 수 있다. 따라서, P-type 인 제 2 반도체층(470)은 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)에서 생성된 정공 (+)이 제 3 전극(435)에 용이하게 수집되도록 할 수 있다
반면에, 제 1 전극(420)에 전자(-) 가 수집된 경우, 제 2 반도체층(465)는 N-type 반도체층일 수 있다. 따라서, N-type 인 제 2 반도체층(470)은 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)에서 생성된 전자 (-)가 제 3 전극(435)에 용이하게 수집되도록 할 수 있다.
기판(440)은 제 2 전극(430) 및 제 3 전극(435)의 하단에 결합될 수 있다. 에를 들면, 기판(440)은 광 신호 생성부(445)에서 생성된 광 신호가 통과할 수 있는 유리 등과 같은 투명 기판일 수 있다.
광 신호 생성부(445)는 제 3 전극(435)의 하측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 광신호 생성부(445)는 제 3 전극(435)과 일정한 간격으로 이격되어 위치할 수 있다. 광신호 생성부(445)는 광 신호를 생성하고, 생성된 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)에 조사할 수 있다.
광 신호 생성부(445)는 LCD, PDP, LED, FED, LASER 등과 같이 광 신호를 생성할 수 있는 장치일 수 있다.
리드 아웃부(450)는 제 3 전극(435)과 연결될 수 있다. 리드 아웃부(450)는 제 3 전극(435)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃할 수 있다. 예를 들면, 리드 아웃부(450)는 제 3 전극(435)에 수집된 전자 또는 정공쌍을 리드 아웃할 수 있다.
영상 생성부(455)는 리드 아웃부(450)에서 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 영상 생성부(455)는 리드 아웃된 전자 또는 정공쌍의 양에 기초하여 해당 픽셀의 픽셀 값을 결정할 수 있다. 영상 생성부(455)는 이와 같은 과정을 통해 각각의 픽셀의 픽셀 값을 결정하고, 결정된 픽셀 값을 이용하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(460)는 광 신호 생성부(445)가 광신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)으로 조사하도록 제어할 수 있다. 제어부(460)는 리드 아웃부(450)가 제 3 전극(435)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하도록 제어할 수 있다.
엑스레이 디텍터는 광 신호를 리드 아웃 포토 컨덕터층에 조사하여 제 2 전기적 신호를 생성하고, 생성된 제 2 전기적 신호가 제 3 전극에 수집되고, 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃(이하, 광 스위칭이라함)함으로써, 불필요하게 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 엑스레이 디덱터의 리드 아웃 포토 컨덕터층을 비정질 실리콘으로 구성함으로써, 소자의 패터닝(patternaing)이 용이하게 되어 전체적인 공정이 간소화 될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 엑스레이 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d에서는 1개의 픽셀 영역에 대응되는 엑스레이 디텍터의 구동방법을 설명한다. 이와 같은 방법은 다수의 픽셀 영역에 대응되는 엑스레이 디텍터의 구동 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1 및 도 5a를 참조하면, 고전압이 제 4 전극(410)에 인가된다. 고전압이 인가되면, 엑스레이 포토컨덕터층(415) 내부에 전기장(500)이 형성된다. 엑스레이 생성장치(미도시)에서 생성된 엑스레이 신호가 입력되면, 엑스레이 포토컨덕터층(415)은 제 1 전기적 신호(510)를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다.
도 1 및 도 5b를 참조하면, 엑스레이 포토컨덕터층(415) 내에 생성된 전자 및 정공은 전기장(500)에 의해 엑스레이 포토컨덕터층(415)의 상부와 하부로 각각 이동한다. 전자/정공의 이동 방향은 제 4 전극(410)의 전기적 극성(양극 또는 음극)에 따라 달라진다. 예를 들면, 제 4 전극(410)이 + 극을 띈 경우, 전자(-)는 전기장에 의해 제 4 전극(410)으로 이동하고, 정공(+)은 제 1 전극(420) 쪽으로 이동하게 된다. 제 4 전극(410)의 극성이 반대인 경우, 전자(-) 및 정공(+)은 반대로 이동할 수도 있다. 이하에서는 제 4 전극(400)이 + 극을 띈 경우를 기준으로 설명하겠다. 제 1 전극(420)에 수집된 전기적 신호는 제 1 반도체층(465)에 의해 누설되는 것이 방지될 수 있다. 제 1 전극(420)은 엑스레이 포토컨덕터층(415)에서 생성된 정공(+)을 수집할 수 있다.
도 1 및 도 5c를 참조하면, 광 신호 생성부(445)로부터 광 신호가 입력되면, 리드 아웃 포토컨덕터층(425)은 입력된 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호(520)를 생성할 수 있다. 여기서, 전기적인 신호란 전자 또는 정공쌍을 의미한다.
도 1 및 도 5d를 참조하면, 생성된 제 2 전기적 신호 중 전자(-)는 제 1 전극(420)에 수집된 정공 (+)에 의한 전기적 인력에 의해 제 1 전극(420)으로 이동한다. 제 1 전극(420)에 수집된 정공 (+)은 리드 아웃 포토 컨덕터층(425)으로부터 이동된 전자(-)와 매칭되어 중화될 수 있다.
생성된 제 2 전기적 신호 중 정공 (+)은 제 3 전극(435)으로 유도되어 이동될 수 있다. 이때, 제 2 반도체층(470)에 의해, 생성된 제 2 전기적 신호 중 정공 (+)이 제 3 전극(435)으로 더욱 용이하게 유도될 수 있다.
리드 아웃부(450)는 제 3 전극(435)에 수집된 제 2 전기적 신호를 리드 아웃할 수 있다. 영상 생성부(455)는 리드 아웃부(450)에서 리드 아웃된 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
엑스레이 디텍터는 원하는 픽셀에 포함된 리드 아웃 포토 컨덕터층에 광 신호를 조사하여, 픽셀에 해당하는 전기적 신호를 리드 아웃하고, 리드 아웃된 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성함으로써, 불필요하게 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 엑스레이 디덱터의 리드 아웃 포토 컨덕터층을 비정질 실리콘으로 구성함으로써, 소자의 패터닝(patternaing)이 용이하게 되어 전체적인 공정이 간소화 될 수 있다.
또한, 엑스레이 디텍터는 반도체층을 이용함으로써, 누설되는 전류를 줄일 수 있다.
설명된 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 입력되는 엑스레이 신호에 의해 제 1 전기적 신호를 생성하는 엑스레이 포토컨덕터층;
    상기 엑스레이 포토컨덕터층의 하단에 결합되고, 상기 제 1 전기적 신호를 수집할 수 있는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극의 하단에 결합되고, 입력되는 광 신호에 의해 제 2 전기적 신호를 생성하는 리드 아웃 포토컨덕터층;
    상기 리드 아웃 포토컨덕터층과 결합되며, 그라운드와 연결되는 제 2 전극; 및
    상기 리드 아웃 포토컨덕터층과 결합되고, 상기 제 2 전극과 이격되어 형성되며, 상기 제 2 전기신호를 수집할 수 있는 제 3 전극을 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 하단에 결합되는 제 1 반도체 층을 더 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극의 상단에 결합되는 제 2 반도체 층을 더 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극의 하측에 위치하며, 상기 광 신호를 상기 리드 아웃 포토 컨덕터층에 조사할 수 있는 광 신호 생성부를 더 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극과 연결되며, 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 3 전극에 수집된 상기 제 2 전기적 신호를 리드 아웃하는 리드 아웃부; 및
    상기 리드 아웃된 상기 제 2 전기적 신호에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 아웃 포토 컨덕터층은
    비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(polysilicon) 및 단결정 실리콘(single crystal silicon) 중 하나로 구성되는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은
    상기 리드 아웃 포토컨덕터층의 내부 또는 하단에 형성되는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 투명 전극인 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극의 하단에 결합되는 기판을 포함하는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판은 투명 기판인 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은,
    1 개의 픽셀 영역마다 포함되도록 상기 기판 위에 형성되는 광 스위칭을 이용한 엑스레이 디텍터.
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