前言 (本文發表於 2004/09 化工技術)
表面科學涵蓋了氣/液/固
三相表面間交互作用之物理與化學。現今不論是傳統的塑化、紡織、食品、機械、運輸、建材及塗料等產業，還是高科技的半導體、特化品、電子元件、光電顯示元
件、生物科技及奈米材料等產業，無不與表面科學息息相關。當所有的產品朝向高機能低耗能、輕薄短小及可靠耐用時，單位面積所需的功能元件數量將增加，故這
些功能元件的尺寸勢必將縮小，但其效能需提高且耗能必須減少。因此，如何善用表面科學的知識來完成縮小功能元件達到提升產品機能及可靠性等，及如何利用縮
小功能元件後系統中所產生之大量表面來促進產品的效能及降低產品能源消耗等，應是各種產業急需建立的技術知識。由於表面科學所涉及的知識橫跨物理與化學且
其應用太廣，作者所學有限實難就其在各產業中所扮演的角色一一說明。本文僅就其在新型列印輸出技術
– 類紙式可撓超薄平面顯示器(Novel Printing Technology – Flexible, Ultra-Thin Paper-Like
Display)方面之應用概略說明(簡稱電子紙顯示器)，希望將表面科學在此一領域的前瞻應用，能藉本文傳達給有興趣的讀者。
政府於2002年提出「兩兆雙星」計畫，其中兩兆計畫的第一個一兆是指半導體IC產業在2006年的產值達一兆；另一個一兆的計畫是指影像顯示CI (color Image)產業在2006年平面顯示器(Flat-Panel Display, FPD )及液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)的產值達一兆。至於雙星計畫是指未來的明星產業生物科技及數位內容。由此可知，影像顯示產業將是未來國家的短中期科技發展目標。政府相關單位對於影像顯示產業擬定了下列發展策略：(1) 推動成立LCD產業第五代技術共同研發聯盟，開發前瞻性技術，提升未來競爭力。(2) 建構上下游完整產業體系，提高關鍵零組件自主比例，以降低生產成本。(3) 配合產業成長需求，增加平面顯示器產業人才培訓計畫及國防訓儲役人才投入。(4) 與先進國家策略聯盟，提升國內研發技術，並合作發展次世代顯示器技術及設備。(5) 結合國內資訊通訊既有技術、市場及產業優勢，拓展平面顯示器市場。其中多項發展策略已經逐漸成形，例如LCD五代廠的設立、關鍵零組件自主比例提升及人才培訓等。目前甚至已有多家LCD廠籌建六代及七代廠，而關鍵零組件中無鹼玻璃、導電玻璃、彩色濾光片、配向膜及背光板等，也有多家廠商投入生產。同時各家LCD廠，亦投入大量研發人力，進行次世代顯示技術之開發。但主要的技術取代對象由早期的CRT轉為LCD。而主要的新型平面影像顯示技術如圖1所示，代表技術包括場發射顯示器(Field Emission Display, FED) – 奈米碳管場發射顯示器(Carbon NanoTube FED,
CNT-FED)及電激發光顯示器(ElectroLuminescence Display, ELD) – 有機電激發光顯示器(OELD)，其他如投影式顯示器(Projector)、電漿顯示器(Plasma
Display)、真空螢光顯示器(Vacuum Fluorescent Display, VFD)、電致變色顯示器(ElectroChromic Display,
ECD)和發光二極體顯示器(Light
Emitting Diode Display, LED)等。
圖一、顯示器技術分類(資料來源：SIEMENS)
現有商業化的顯示器技術大多符合平面化顯示器之潮流。圖2為各種顯示器技術適用領域。但對於未來所需求大尺寸、輕薄可撓、易攜帶、方便收藏、製程簡單、低成本且低耗能的顯示技術，則仍有極大的技術限制。例如目前超大尺寸的平面顯示器(40-100吋)以投影式顯示器為主，其結構包括尺寸通常小於1英吋之高解析度微型顯示器(microdisplay)，
再搭配光學投射系統及高亮度光源所組成。故其特色在於利用適當的光學投射系統即可在近距離下達到超大尺寸的畫面，欲達到相同尺寸畫面所需的技術及設備成
本，遠低於其他顯示器技術。但其受限於光學投影系統的技術，難以達到薄型化的目的。此外，投影光線的均勻度、投影光源的亮度及壽命也是一大技術挑戰。值得
注意的是，若將投影式顯示器中的投影設備與螢幕分開，則投影顯示器具有可攜式。但先決條件需先解決投射系統體積過大、投射光源亮度及耗能等問題。中大型顯
示器技術(40-60吋)主要為電漿顯示器，其特點與傳統CRT類似，在於擁有高亮度、高對比及較佳的色彩飽和度。但同樣地亦繼承了CRT的缺點，例如會產生輻射線、高熱及耗能等。此外，其製程技術複雜而昂貴，亦無法達到輕量化及可撓化的需求。而中小型顯示技術(10-40吋)主要為液晶顯示器，其特點在於無輻射、高解析度、較低的耗能及易製成薄型顯示器等。但其缺點在於製程繁複不易製造大尺寸、有視角的限制(已有廣視角技術)，亮度、對比及均勻度較差等。目前液晶顯示器視雖具有輕量化的能力(相對於CRT及PDP)，但其對可撓及可攜等特點仍難以實現。而目前最熱門的OELD及CNT-FED兩種顯示技術，則最具有成為LCD接班人與未來顯示器候選人的架勢。此兩種技術皆具有實現超薄、可撓、可攜、低耗能及大尺寸等未來顯示器所需具備之特性的可能性。不過就現階段而言，此兩種技術在製程、材料及穩定度等仍未達商業化的標準，有待持續觀察。
圖二、各種顯示技術適用領域(資料來源：工研院材料所)
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