【第六屆鈣鈦礦論壇】鈣鈦礦跨入 X 光影像，推進可撓式平板感測

鈣鈦礦的應用正從太陽能延伸至 X 光影像。睿生光電孫銘賢技術長指出，數位 X 光平板感測器已廣泛用於胸腔、牙科、乳房攝影與手術影像，也支援寵物醫療、印刷電路板及半導體封裝的非破壞檢測。面對醫療影像對低劑量、高解析的需求，以及工業檢測對耐輻射與可靠度的要求，感測材料如何轉換 X 光訊號，成為影像品質與產品成本的核心。

從顯示面板反向讀取 X 光訊號

X 光平板感測器（FPD, Flat Panel Detector）以薄膜電晶體（TFT, Thin-Film Transistor）陣列作為像素讀取基礎，架構與顯示面板相似，訊號流向卻正好相反。顯示器把外部訊號寫入像素並呈現畫面，FPD 則在像素端產生電荷，再由外部電路逐一讀出。

間接轉換式 FPD 先由閃爍體把 X 光轉成可見光，再交由光電二極體轉為電荷。若可見光在材料內橫向散射，就可能影響相鄰像素，使影像變得模糊；直接轉換式則以光導體把 X 光直接轉成電子與電洞，減少光散射造成的解析度損失。

X 光感測的關鍵，不只在吸收多少能量，更在訊號能否精準落入對應像素。

鈣鈦礦兼具直接與間接轉換潛力

孫銘賢說明，鈣鈦礦具備高 X 光吸收能力、良好的載子傳輸潛力，也可朝大面積與低溫製程發展，因此有機會同時扮演直接式光導體或間接式閃爍體。相較部分傳統材料，鈣鈦礦還可透過塗佈製程形成厚膜，為大尺寸 TFT 感測陣列帶來新的整合選項。

然而，材料優勢並不等於量產條件已經成熟。直接式元件仍須處理暗電流、訊號遲滯、大面積結晶均勻性、離子遷移與長期穩定性；間接式元件則要兼顧光散射、發光波長匹配、靈敏度，以及溫濕度和輻射照射下的可靠度。鈣鈦礦能否走進 X 光產品，取決於材料性能與 TFT 陣列、光譜匹配及可靠度驗證的共同整合。

從可撓式元件走向真實影像驗證

睿生光電延續既有間接式 FPD 技術，與工研院綠能所合作，將鈣鈦礦材料塗佈於玻璃與可撓基板，並整合到 TFT 感測陣列。團隊已用原型元件取得印刷電路板、耳溫槍與手機等物件的 X 光影像；與傳統硫氧化釓閃爍體相比，直接塗佈結構在空間解析度上展現較佳表現。

現階段的限制之一，是鈣鈦礦發光頻譜與下方光電二極體的吸收頻譜未能完全匹配，影響感光效率。團隊因此導入雙層發光結構，先產生藍光，再轉換為與感測元件較匹配的綠光，以提升靈敏度。後續仍須持續改善直接式暗電流、間接式感光效率與材料可靠度，才能從影像可行性驗證走向醫療及工業場域。從材料塗佈、可撓基板到實際 X 光成像，鈣鈦礦感測器已進入跨材料、面板與系統的整合驗證階段。

孫銘賢的分享顯示，鈣鈦礦在 X 光領域的價值，不只是取代單一閃爍體或光導體，而是提供重新設計感測結構的可能。當材料、製程與讀取系統持續協同優化，這項新興技術有望在高解析醫療影像、先進封裝檢測與可撓式感測設備中，形成更具彈性的技術路徑。