第六屆論壇講師搶先看｜國立陽明交通大學戴亞翔教授解析鈣鈦礦材料於X 光 TFT 感測面板之應用
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從顯示面板到 X 光影像感測，鈣鈦礦材料正在打開新一代高解析度感測技術的應用想像
第六屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇將於 115 年 7 月 24 日（星期五）09:30–17:30，於中央研究院南部院區國際會議廳舉行。本屆論壇聚焦鈣鈦礦於建築整合型太陽能（BIPV）、X-ray 感測與影像應用、AI 與太空算力中心能源應用，以及 IoT 自供電系統等多元場域，並深入探討材料設計、關鍵設備、製程放大、可靠度驗證、模組與系統整合等產業化核心議題。
本次論壇邀請國立陽明交通大學光電工程學系戴亞翔教授，講題為「鈣鈦礦材料於高解析度直接型 X 光 TFT 感測面板之應用」。此講題凸顯鈣鈦礦材料不只可應用於太陽能發電，也能延伸至高解析度 X 光感測、醫療影像、工業檢測、半導體非破壞檢測與先進感測面板等新興光電應用。
X 光感測面板：一個結合材料、TFT 與影像讀取的跨域系統
X 光影像技術廣泛應用於醫療診斷、牙科影像、骨科檢查、半導體檢測、電子元件檢查與工業非破壞性檢測。當 X 光穿透物體後，偵測器必須將不同位置接收到的 X 光訊號轉換為可讀取的電訊號，再進一步形成數位影像。這個過程看似只是「拍一張 X 光影像」，實際上背後牽涉到感測材料、畫素電路、薄膜電晶體陣列、讀取晶片、影像校正與系統整合。
在平板式 X 光感測器中，TFT，也就是薄膜電晶體，是每一個像素訊號的讀取開關。X 光影像感測陣列使用薄膜電晶體作為每個像素的讀取開關，搭配光電二極體的光電轉換元件，用以感測 X 光影像訊號；相關感測技術可應用於醫療與工業檢測，並重視高解析度、影像一致性、長期穩定性、高速讀出與低延遲等性能。
也因此，X 光感測面板並不是單一材料或單一元件即可完成的技術，而是一個高度整合的光電系統。材料必須能有效吸收 X 光並產生訊號，TFT 陣列必須能穩定讀取每一個像素的訊號，讀取電路必須降低雜訊並維持影像一致性，面板製程則必須支援大面積與高解析度需求。這正是戴亞翔教授長期研究 TFT 元件、主動式平面顯示器、感測元件及電路的重要產業意義。
直接型 X 光感測：讓材料直接參與影像形成
平板式 X 光偵測器通常可分為間接型與直接型。間接型偵測器會先將 X 光轉換為可見光，再由光電二極體與 TFT 陣列讀取訊號；直接型偵測器則讓 X 光進入光導或半導體感測材料後直接產生電荷，再透過 TFT 或讀取電路形成影像訊號。KA Imaging 的技術說明指出，直接型偵測器將 X 光直接轉換為電荷，間接型偵測器則先將 X 光轉為光子，再轉換為電荷；直接型架構通常有利於較高解析度影像。
鈣鈦礦材料在 X 光感測領域可對應不同技術路徑，包括直接式 X 光感測材料與間接式閃爍體材料。前者強調 X 光能量直接轉換為電荷並由 TFT 或 CMOS 陣列讀取；後者則透過鈣鈦礦閃爍體將 X 光轉換為可見光後，再進行光電訊號讀取。這也使鈣鈦礦材料從太陽能領域延伸至醫療影像、工業檢測與半導體非破壞檢測等高階感測應用。
戴亞翔教授：深耕半導體元件、主動式平面顯示器與感測電路
戴亞翔教授現為國立陽明交通大學光電工程學系教授，研究專長包含半導體元件、主動式平面顯示器、感測元件及電路；其研究領域隸屬智慧量子光電科學組，並任國立交通大學光電工程學系教授兼顯示所所長。
戴教授的專業正好位於「顯示」與「感測」的關鍵交界。平面顯示器依賴 TFT 陣列控制每一個像素；X 光感測面板則依賴 TFT 陣列讀取每一個像素接收到的感測訊號。當顯示產業從單純的影像輸出，逐步延伸到影像擷取、環境感測、指紋辨識、光感測與 X 光感測，TFT 技術也從「顯示驅動元件」轉變為「高階感測平台」的核心。
陽明交通大學 115 學年度教師招收研究生系統亦列出，戴教授實驗室為 Design & Analysis for Display & Sensor Lab，並指出其研究與學生招收方向包含元件特性量測／模擬、顯示／感測畫素電路、感測讀取電路等內容。 這些方向與高解析度 X 光 TFT 感測面板高度相關，因為影像品質不只取決於材料是否能吸收 X 光，也取決於每一個像素能否穩定、準確且低雜訊地被讀出。
發表著作橫跨 TFT、光感測、X 光照射效應與主動式感測陣列
從戴亞翔教授的著作目錄可見，其研究成果長期聚焦 TFT 元件特性、主動式矩陣電路、顯示畫素補償、光感測 TFT、感測陣列與 X 光影像應用。其期刊發表中，包含多篇與 X 光照射下 TFT 元件特性直接相關的研究，例如低溫多晶矽 TFT 對 X 光照射脈衝的時間響應、X 光總劑量對 LTPS TFT 的影響、X 光照射對 a-IGZO TFT 雜訊行為的影響，以及應用於 X 光影像的 LTPS 主動畫素電路等。
這些研究對高解析度 X 光 TFT 感測面板具有實質意義。X 光感測面板在實際應用中，必須面對訊號微弱、雜訊控制、像素一致性、材料穩定性與長時間照射可靠度等挑戰。若 TFT 元件在 X 光照射後產生臨界電壓漂移、漏電流變化或雜訊增加，都可能影響影像品質與判讀可靠性。因此，元件層級的物理機制分析，是後續面板設計與可靠度驗證的重要基礎。
此外，NYCU Academic Hub 亦收錄 2025 年發表於 SID International Symposium 的研究成果 Direct X-Ray Detecting Gap-Type Thin-Film Transistors for Ultra-High Spatial Resolution Flat-Panel Image Receptors，該研究主題即圍繞 Gap-type TFT、直接型 X 光偵測、高空間解析度與平板影像接收器等關鍵字，與本次論壇講題所指向的技術脈絡高度一致。
從論文到專利，建立感測面板產業化的技術基礎
除了期刊與國際研討會成果外，戴亞翔教授的著作目錄也列出多項美國與台灣專利，技術範圍涵蓋影像感測裝置、主動式 X 光感測電路、畫素電路、顯示面板驅動方法、觸控感測電路與資料線驅動電路等方向。美國專利中包含 Active X-ray sensing circuit and the sensing method thereof、Image Sensing Apparatus、Image Sensor, Signal Acquisition Method and Circuit of Image Sensor 等與影像感測及訊號擷取相關的技術；台灣專利中也包含「主動式 X 光感測電路及其感測方法」、「圖像傳感裝置」、「感測裝置」等項目。
這些專利成果顯示，戴教授的研究並非停留在單一元件物理或學術論文層次，而是進一步延伸到感測電路、畫素架構與影像讀取方法等可工程化的技術節點。對 X 光 TFT 感測面板而言，這些節點都是影響產品性能與導入可行性的關鍵：材料能否有效產生訊號是一端，訊號能否被穩定、快速且低雜訊地讀取，則是另一端。
鈣鈦礦不只發電，也可能成為先進影像感測材料
外界認識鈣鈦礦，多半從太陽能電池開始。鈣鈦礦材料因具備良好的光吸收與電荷傳輸特性，被廣泛應用於太陽能電池、室內弱光發電、BIPV、可撓式光伏與自供電 IoT 裝置等應用討論。然而，若從材料本質來看，鈣鈦礦不只是一種能源材料，更是一類可被設計、調控並整合到不同光電元件中的半導體材料平台。
當鈣鈦礦材料導入 X 光感測時，材料所面對的能量來源不再是太陽光，而是高能量 X 光；元件的目的也不再是輸出電能，而是產生可被讀取、放大與重建的影像訊號。這種從能源轉換到影像感測的跨域延伸，正是鈣鈦礦材料受到國際研究與產業界高度重視的原因之一。
本屆論壇將 X-ray 感測與影像應用納入核心主題之一，也反映出鈣鈦礦技術正在跨出傳統光伏框架。從 BIPV 到自供電 IoT，從太空能源到 X 光感測，鈣鈦礦材料的發展不再侷限於單一產品，而是走向更多元的光電系統、先進製造與高階感測應用。
從戴亞翔教授的研究，看見台灣高階感測面板的下一步
「鈣鈦礦材料於高解析度直接型 X 光 TFT 感測面板之應用」不只是一個材料題目，也是一個高度跨域的系統題目。它需要材料科學理解鈣鈦礦如何吸收 X 光並產生電荷，也需要 TFT 元件技術確保像素訊號能被穩定讀出，更需要感測電路與面板系統設計將訊號轉換為清晰、可靠且可應用的影像。
戴亞翔教授長期深耕半導體元件、主動式平面顯示器、感測元件及電路，並累積大量 TFT、光感測、X 光照射效應與主動式感測陣列相關著作與專利成果。這樣的研究背景，使其成為連結顯示技術、感測電路與 X 光影像應用的重要學研代表。
資訊來源
【第六屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇】
活動日期： 115/07/24 (五) 09:30-17:30 (09:00 起開放入場)
地點： 中央研究院南部院區 國際會議廳 (台南市歸仁區歸仁十三路一段 100 號)
論壇特色： 四大核心主題應用、3大主題場次、17場專題演講，邀請海內外專家同場分享
主辦單位： 臺灣鈣鈦礦研發及產業聯盟、中央研究院關鍵議題研究中心
協辦單位： 台灣鈣鈦礦科技、SEMI 國際半導體產業協會、群創光電、國立成功大學光電科學與工程學系
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