【第六屆鈣鈦礦論壇】鈣鈦礦結合高解析 X 光 TFT 感測面板，瞄準先進封裝檢測需求

隨著顯示面板產業尋找顯示器以外的新應用，既有薄膜電晶體製造能力如何延伸至高值感測元件，成為產學界關注的課題。國立陽明交通大學戴亞翔教授以「鈣鈦礦材料於高解析度直接型 X 光 TFT 感測面板之應用」為題，從半導體先進封裝的檢測需求出發，說明薄膜電晶體（TFT, Thin-Film Transistor）陣列與新型感光材料整合的技術路徑。

先進封裝需要兼顧面積、解析度與檢測效率

玻璃基板與精細互連技術持續發展，封裝完成前必須確認內部結構與材料填充狀態，X 光因此成為重要的非破壞檢測工具。戴亞翔指出，現有互補式金屬氧化物半導體（CMOS, Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）感測器具有小像素優勢，但感測面積有限；大面積 X 光面板雖可擴大視野，解析度與掃描效率仍需因應精細封裝結構調整。

若以小面積感測器逐區掃描大尺寸基板，量測次數與時間都會增加；若只追求大面積，則可能無法辨識更細微的缺陷。這使產業出現一項明確需求：在較大的感測範圍內，同時維持足以支援精密檢測的像素尺度。高解析 X 光面板的價值，不只在影像清晰度，更在於能否兼顧大面積檢測與產線效率。

TFT 陣列為感測架構打開新的設計空間

大面積 TFT 製程原本服務顯示器，若轉用於 X 光感測，可利用成熟的陣列製造與讀取能力，發展不同於既有面板的應用。研究團隊嘗試以結構較單純的感測元件搭配 TFT 開關，透過光照造成的電流變化讀出訊號。相較於需要累積電荷後再讀取的方式，這套架構著眼於提升感測電流、縮短讀取時間，並為縮小像素保留空間。

戴亞翔也說明，團隊已從可見光感測逐步推進至間接型 X 光成像，並以線對卡與實物進行初步驗證。間接型架構必須先由閃爍體將 X 光轉換成可見光，光線在材料內側向擴散時，可能限制最終解析度；即使縮小 TFT 像素，也不代表影像細節能等比例提升。要讓像素微縮真正轉化為影像解析力，感光材料、元件結構與讀取電路必須同步設計。

從間接轉向直接感測，跨域整合成為關鍵

為降低閃爍體造成的光擴散，研究團隊進一步探索直接型 X 光感測，也就是讓入射 X 光直接在感測材料中產生可讀取的電訊號。鈣鈦礦材料可形成較薄的感測層，並有機會結合可撓式基板與大面積 TFT 陣列，為貼近待測物、擴大有效感測範圍及提高解析度提供新的設計方向。

直接型元件從材料走向三端元件與陣列整合後，必須共同處理材料沉積、界面、元件穩定性、電路讀取與系統雜訊等問題，已不是單一實驗室可以獨立完成的課題。戴亞翔因此將這項研究定位為跨領域合作的起點，期待材料、元件、面板製程與 X 光系統團隊共同投入。鈣鈦礦直接型 X 光感測面板的下一步，是把材料特性轉化為可製造、可讀取、可驗證的完整系統。