孫銘賢在論壇展示幾張 X 光影像:一塊電路板、一支耳溫槍和一支手機。睿生光電團隊做的鈣鈦礦轉換層,影像看起來比常用的 GOS 閃爍體更清楚,感度卻比較低。這個不太像產品發表會的結果,反而成了整場演講最重要的一段。

平板 X 光感測器可以走兩條路。直接式材料吸收 X 光後產生電荷,再由像素電路收集;間接式先讓閃爍體把 X 光轉成可見光,再交給下方的光電二極體。常見的 CsI(Tl) 以柱狀結構限制光向側邊移動,GOS 則有成熟製程與成本優勢。比較這些材料時,吸收、亮度、解析與製造都在取捨裡。

鈣鈦礦在兩條路上都有人嘗試。2017 年的 Nature 論文把可印刷的多晶鈣鈦礦直接做在薄膜電晶體背板上;2018 年另一篇 Nature 論文則以全無機鈣鈦礦奈米晶作為閃爍體。前者讓 X 光直接變成電荷,後者先把它轉成可見光。材料名稱相同,訊號走的路不同。

睿生光電在演講中介紹的是間接式路徑。團隊把約四百微米厚的 CsPbBr3 轉換層做在玻璃或可撓基板上,再配合既有平板感測器讀出。這層材料比一般發光元件的薄膜厚得多,因為它得先攔下足夠的 X 光。厚度增加後,可見光在裡面走多遠、往哪裡走,也會留在影像上。

依孫銘賢在台上呈現的比較,鈣鈦礦層讓光較少向側邊散開,影像細節因而比 GOS 更容易保留;它放出的光卻沒有落在下方光電二極體最敏感的波段。電路板的線條變清楚了,轉成電訊號的效率反而不夠好。暗電流與長期可靠度也仍待元件測試,一張銳利影像回答不了全部問題。

團隊後來把材料往光譜匹配移動:先用 Cs3CuI5 產生藍光,再用 CdSe 轉成光電二極體較容易接收的綠光。下一版重新安排了閃爍體、色轉換與讀出元件交接訊號的方式,亮度也回到整個堆疊裡一起處理。

值得對照的是,另一個研究團隊在 2026 年的 Nature Communications 論文裡,也把奈米晶自吸收、光產額、厚膜製作與快速影像放在一起處理。研究展示的解析度為每毫米 27.6 組線對(27.6 lp/mm),影像速度為每秒 7,680 幀。它採用另一套材料與製程,呈現的共同難題仍是光在厚膜裡怎麼產生、移動與被讀出。

孫銘賢在台上承認感度退步,團隊才會沿著光譜不合的地方改下一版材料。對間接式平板偵測器,轉換層發出什麼光,和下方光電二極體接得到多少,同樣決定最後的影像。

資料來源與補充

演講與在地產業脈絡

代表性原始論文