矽基液晶技術創新-由研發到創新創價

IAoSA執行秘書黃秀園教授

矽基液晶技術創新論壇邀請到矽基液晶產學聯盟，與各知名的學術大學研究院所，共同發表在X on Silicon的各種研究成果與應用。藉由台大、清大、交大、成大、央大等實驗室之研究成果發表，來顯示出產業對於創新與創價，並期望透過聯盟的力量，讓矽基液晶技術發揚光大…

矽基液晶產學聯盟成立

論壇活動由〝國際矽基液晶產學研聯盟〞(International Alliance of X-on Silicon Applications；IAoSA)執行秘書Dr. SY Huang (黃秀園教授)擔任創新論壇主持人。黃教授有感於台灣面板產業雖然蓬勃發展，但很多關鍵零件技術仍掌握於國外廠商，成為台灣產業在產品與技術創新上的長期障礙。

他很高興台灣有個自主研發廠商－禾鈶(Jasper Display)，擁有領先全球的最新LCoS(矽基液晶)微投影技術與零件，為了藉由此最新技術與裝置，帶動台灣面板產業走向下一個里程碑。因此有個構想成立了IAoSA聯盟，讓各種on Silicon(矽基)技術或應用裝置得以發揮。

IAoSA聯盟第一階段先規劃8個工作團隊，涵蓋了5個光學研發工作小組、2個SIG組、及1個智財管理與推廣組。結合了台灣5所大學院校的實驗室，IAoSA聯盟期望成為產界與學界在知識與技術的交流平台，讓產業界與學界共同研究、技術轉移，同時為台灣LCoS產業培育人才，並提供智財方面的協助。

目前IAoSA的研發計畫涵蓋了4個應用領域，包括尖端微光學顯示技術、生醫與感測應用、光通訊應用與感測技術、全像儲存技術。此外，IAoSA與5所大學實驗室合作，各有其專精的研究領域，並在本論壇分享其研發成果。

成功大學–適應性光學實驗室

首先由成功大學張家源研究員，為其〝適應性光學實驗室〞做介紹與成果發表。該實驗室以光電技術、即時信號影像處理與系統整合等核心技術，主要從事「電漿子生醫感測與分子影像」及「適應性光學於生醫非線性光學顯微術」之研究，主要研究成果大部分是利用自行研發的前瞻生醫光電儀器所產出。

張家源說明此研究的動機，在於透過適應性光學(AO)的研發，來還原影像的品質。例如〝光學防手振〞技術就應用到當今有許多相機上，讓拍照時可以減少抖動的情況，其影像修正難度低，易於使用。相較於〞光學放大〞技術，就必須考量地球的大氣效應將影像做大量校正和補償，難度高，技術上較為複雜。

由於色差影響到影像品質頗巨，經由光學儀器上搭配AO的色差修正機制，可應用在顯微圖像、眼科、顯微外科手術、工業、雷射加工、高能雷射…等領域。而AO的波前校正系統，搭配LC-SLM(液晶空間光調製器)，像素便可達4K2K，兼具線性反應，且易於程式化(Virtex-5 FPGA)，提供每秒30張高畫質無色差的畫面，並可即時控制。

清華大學–微光學與顯示系統實驗室

接著由清華大學陳政寰副教授，為〝微光學與顯示系統實驗室〞做介紹與成果發表。該實驗室主要從事微光學元件開發，範疇涵蓋毫厘米等級之微型折射與反射式元件、微厘米等級繞射元件與奈米等級次波長元件。主要應用於新型顯示器系統以達成期望之新功能或性能改善，包括立體顯示器、投影顯示器、液晶顯示器背光模組、抬頭顯示器與近眼顯示器等。

陳政寰先介紹其研發中的〝LCD像素化背光模組〞，透過背光面板直接投射出RGB光源，可減少LCD所使用的彩色濾光片。此外，研發中的〝車用頭像顯示(HUD)系統〞，是一部可置放在汽車儀表板上面小小空間的一部微投影機，可將7吋畫面的GPS導航資訊投射至汽車擋風玻璃上，讓駕駛人在行車中可直接閱讀到導航相關資訊，不必當低頭族。

在 〝雷射投影機〞領域，有鑑於5公分微型投影機要投射出相當於60吋畫面時，照度往往不夠(僅25流明/瓦)，清大研發的〝振動光束整形器〞，可提升投射出來的亮度，提升畫質。另外在〝相變化〞 LCoS全像式投影系統上，也正與禾鈶共同開發中。

交通大學–顯示系統實驗室&前瞻顯示光學實驗室

接下來，由交通大學林芳正助理研究員，為〝顯示系統實驗室&前瞻顯示光學實驗室〞做介紹與成果發表。該實驗室致力於前瞻顯示光學系統與微型光學元件的研究，包括3D立體顯示系統，綠色環保高畫質顯示技術，以及微型光學元件薄膜顯示技術。

林芳正介紹其〝ECO Display〞(綠色節電顯示)計畫，就是研發下一代免插電、改採電池供電的大尺寸LCD電視。採180Hz Stencil-FSC (Stencil場色序法) LCD TV，取代〝彩色濾光片〞，讓原本耗費150瓦電力42吋的LCD電視，降到最低只需15瓦的電力。在2009 SID論壇中，交大與友達合作開發的世界上最大(65吋) CF-less LCD電視亦在會場展示中。

在智慧3D顯示技術，交大展示其〝主動矩陣液晶鏡矩陣〞、〝多功能3D顯示〞、〝3D互動顯示〞，提供各種裸眼3D上的應用。至於未來的腦機介面研發上，交大在SSVEP(穩態視覺誘發電位)也有研發成果發表。

台灣大學–液晶科技實驗室

台灣大學蔡永傑助理教授為其〝液晶科技實驗室〞做介紹與成果發表。該實驗室聚焦於研發前所未有的新穎科技，包含LCD Modeling的快速反應時間、半透明LCD、反射式LCD等技術，還有LC Device的快速反應時間、抬頭顯示、波導/看透顯示、可調式波長濾波器、衍射光柵、液晶透鏡等技術。特別是Polymer/LC (高分子/液晶)材料在某些情況下已採納使用，以實現快速反應時間和光學高效率。

蔡永傑說明在LCD Modeling領域中，其〝半透明LCD技術〞，不僅架構簡單、良率高(成本低)、對比度/亮度提升、穿透與反射的反應時間相同。在〝快速反應LCD部分〞開閉速度皆一樣快。在〝快速反應液晶模式〞下，就算較厚的cell裡面，關閉時間也僅小於1毫秒。以上皆已獲得美國專利。

在Polymer/LC材料領域，台大也正在開發穿透式顯示、HUD顯示、快速光電轉換、可調式波長濾波器，以及下一代顯示技術。

中央大學–動態全像實驗室

最後，由中央大學孫慶成教授，為其〝動態全像實驗室〞做介紹與成果發表。該實驗室研究主題包含全像儲存、全像光學元件、數位全像術、生醫全像等，其中全像儲存技術俱備世界一流的研究成果。

孫慶成首先介紹光學儲存領域中，以單次寫入技術來說，體全像儲存(VHS)技術具備存放50年、抗濕、抗電磁，比LTO磁帶機的隨機存取更快，低成本、低發熱、儲存成本低等優勢，在2016以後將凌駕LTO與HDD(硬碟)市場。

孫慶成提出的相位疊加法(VOHIL)，以波動光學為基礎，提供更有效率的全像資料的演算法與儲存方式，讓時間更短、更簡化。其深耕VHS領域的多年研究與成功，將與台灣各大廠共同催生全新的產業。