光電與生物科學－引領世紀潮流

在二十一世紀，光電與生物科技被譽為最重要的科技，科學的層次從物理極限的推引首次跨越機器的範疇，直接觸及以人為本的科學。在這樣的科學發展前提下，光電能與生物科技同時成為二十一世紀的明星科技，其中的一個重點即為光電科技中的光學表現，有一大部分的發展與人因科技有關，這使得以人因為重要研究重點的光電科學將成為本世紀科學研究上的一大顯學。以此角度，若細看光電科技在照明、顯示、通訊、儲存與感測等五大分項的發展而言，固態照明將啟動人類史上另一次的照明與視覺革命，將影響未來數世紀的人因科技發展，層面涵蓋人類之生理、心理、健康與農業及生物科技，將使得具有人因關聯之照明與顯示科學成為本世紀在結合科學與工程上具有無比開發潛能。在中央大學，除具有數個頂尖的跨領域研究團隊外，理學院具備全國一流的物理、化學、光電、生物與認知之研究實力下，進一步結合光電與人因研究之優勢，成立照明與顯示科學研究所，將會為我國在此尖端科學的發展上，取得先機。

照明與顯示科技－新世代科技龍頭

光電科技涵蓋照明、顯示、通訊、儲存與感測等五大分項，是台灣高科技產業的重心，而台灣能在光電科技與產業厚植競爭力，科學的研究與人才的培育極為重要。

眾所週知，台灣已在LCD顯示產業上成為世界的領導者之一，龐大的產值支撐台灣的科技與經濟，成為社會上非常重要的一股力量。而在新興的固態照明方面，雖然全世界的產值與規模仍遠不及已成熟的半導體與電腦相關產業，但基於能源的利用、環境的保護與人因科技之發展趨勢，高亮度白光固態照明科技已成為世界各先進國家在固態照明上的積極發展之重點科技，並計畫在2020年，達到200lm/W的發光效率，以全面取代日常生活中之照明器具，如此將可節省50%的照明電力，與10-15%的總電力，並減少2億噸二氧化碳的排放，並可節省超過新台幣三兆元的能源耗費，對地球環境的保護相當重要。由於固態照明科技的發展對我國之照明與相關工業之影響巨大，也將產生巨大的經濟效益，因此世界各國莫不積極地發展以LED為主之固態照明新技術以在下世代照明巨大產值中爭取機先；幸運的是，台灣LED固態照明產業已具有上、中、下游整合的完整體系，不但產量為世界第一，其產值也為世界第二，可說是台灣的下一個明星產業。

照明與顯示這二種對台灣未來的發展極為重要的科技看起來似乎彼此相關性不大，但以科技的角度而言卻是極為類似，原因是二者皆為發光的表現，對象皆為人眼，不同之處在於照明為人眼接收被照物反射光，而顯示為人眼接收顯示器的直射光；在重點上，在照明方面技術重點為亮度、節能與演色性，而在顯示方面，技術重點為亮度、色彩的表現與節能的表現，二者的表現方式與評價在人因科學上可說極為相似，而其中照明更與醫學與農業相關，影響層面將會相當廣泛。因此，世界各主要的光學研究機構皆能涵蓋照明與顯示的研究工作。

由於照明與顯示的技術發展涵蓋許多跨領域的學科，包括人因科學、色彩學、照度學、光學、光電半導體、材料科學、熱學與封裝製程等，在學術與產業的發展上皆需以更為專業的角度來評估與準備，尤其是在照明上已以LED固態照明為主要發展方向，而顯示上的發展則為平面顯示，超大色域與未來的無視角限制3D立體顯示為主，科技範圍與深度皆更上一層樓。為因應照明與顯示之明星產業的興起，國際的學術界也積極地籌設研究團隊或新的研究所，目前世界各國的顯示器研究機構主要在日韓與歐美之主要的大型公司，而台灣交通大學之顯示研究所自光電系獨立而出，開啟顯示研究所之先，對於台灣之顯示科技產業提供一個專業的人才培育單位。在照明方面，由於影響層面更為廣大，產值更為驚人，世界各國在因應固態照明上已投入許多資源，標榜專業之固態照明研究單位遍及世界各國，專攻照明科技的研究所已漸漸出現，且多以環保、能源、健康與視覺為著眼，發展新式的照明科技，並提供碩博士的養成，足見照明專業人才之養成在世界上逐獲重視，彰顯照明與顯示的研究與人才養成已成為本世紀初的一項重要課題。由於照明與顯示科技中，在視覺上的表現極為接近，大多數的研究機構或多或少涵蓋照明與顯示科學；然而，在學術單位上，卻少有研究所能同時涵蓋照明與顯示科學的研究，形成研究群體的資源浪費與人才的養成不足，上述的現象，在顯示器的大廠皆很明顯，科技的競爭往往超越工程的範圍，觸及更為艱深的人因科學。由於照明與顯示的科技層面有頗多交集之處，在人因科學、醫學、農業、能源與環保上極具有科學研究價值，同時又是未來一世紀極為重要的光電高科技產業，為此，自傳統之光電系所獨立而成立一個以視覺光學為主之照明與顯示科學研究所，以集中研究資源，以專業科學的深度研究，培育專業人才，實有其必要性。

中大的優勢－追求卓越

本校是國內學術單位最早投入光電科技的高等學府之ㄧ，早在民國71年即為因應世界光電科技日漸蓬勃之發展而在理學院中設立了光電科學研究所，其目的在於培養跨越物理、電機與材料等學門，結合光學與電學之研究人才，以期提升我國在學術、國防與工業方面之光電科技研究水準。又為因應我國光電工業的蓬勃發展，復於民國95年改制為光電科學與工程系，擴大招收大學部學生。在歷經過去二十多年來的人才培育，本校已為國內培育千位高級光電人才，對國內之光電科學與產業有極大的貢獻。在研究上，中央大學在固態照明上的努力亦不餘遺力，首先是本校於五年前即以LED固態照明的研究為主，由電機系與光電所合聘之綦振瀛教授帶領團隊申請國科會整合型計劃，隨後並由光電系與物理系合聘之紀國鐘教授組織一個超過十位教授的研究團隊於民國94年獲經濟部補助為期四年之大型科專計畫，以高效率的LED為研究目標，研究內容涵蓋LED磊晶、晶片處理、封裝、散熱、光學設計、色彩管理與照明設計。經過五年的發展，本校LED研發團隊已掌握許多關鍵科技，同時在LED之照明設計與色彩管理上獲得高度的評價，成為一個具有垂直整合的學術團隊，也因此成為本校成立照明與顯示科學研究所的重要基石。而國內的照明工業雖然上中下游分佈完整，生產能力居世界之領先地位，然而因為研究能量不足，缺乏長程研究計畫與研究深度，而致使產業的發展受到不良的影響。由於中央大學在LED固態照明具有優異的研究環境，又因在色彩學、生物與認知科學上的研究深度，因此本校若能成立照明與顯示科學研究所以提供良好的研究深度、廣度與培育高級人才來支援我國之學術與產業，將可使我國更具有競爭力。猶有甚者，由於LED在下一世代LCD顯示器與投影顯示器上皆具有關鍵地位。在前者，LED光源將可提供LCD平面顯示器超高之色域空間與更佳之影像品質以維持LCD平面顯示器的優勢；而在後者，LED光源將可提供投影顯示器達數萬小時的光源與更佳的色彩表現以使投影顯示器能成為主流之顯示器。因此，先進固態照明的發展對於LCD平面顯示與大型投影顯示的未來發展也極為重要。此外，在顯示科技上，未來的顯示科技必然走向無視角限制之3D全彩顯示，上述的技術有賴微光電製程的突破與繞射光電的進一部發展，同時光源的投射系統亦扮演重要的角色。而本校光電系在LED光學設計與3D全像顯示上的研究成果達一流國際水準，加上優異的固態照明團隊，若因本所的成立而將上述的照明與顯示之尖端技術整合，再配合在以視覺光學為主之人因科學上的深入研究，本校將能在未來之先進之3D立體顯示科技中扮演先鋒的角色。

環視台灣的相關產業界，大多具有生產優勢，卻無設計與智權優勢，使得產量雖大，產值卻相對小，競爭力無法有效提升。而學術界在面對快速的產業變革與台灣的產業弱勢，卻因無專責的研究單位與系統化且跨領域的研究單位可供依賴，因此台灣的產業界對於一個專業的照明與顯示科學研究所的成立極為渴望，加上國際科技趨勢的發展上，新式的照明技術與顯示技術將持續有數十年甚或百年的發展，本所的成立，可自傳統的光電的研究群體中，將照明與顯示研究的資源做更有效的集中與發揮，將突顯光電科技中照明與顯示科學的時效性、整合性與在人因科學的專業性，不但可以樹立台灣在固態照明的學術研究標竿，也將因為整合既有的科技優勢而使台灣在固態照明與先進之顯示科技上具有國際的水準，同時具有照明與顯示專業人才的養成也將能為台灣的產學界注入新血，對我國的照明顯示科技與工業將具有極大的助益。

照明與顯示所的優勢－創造三贏

本所的成立將使得台灣的照明與顯示相關的視覺科技、光電科技與人因醫學科技有一個堅強的立足點，將位台灣的學術研究、人才培育與產業發展創造三贏的機會。

本所在學術研究上之發展方向可列舉如下：

1. 發展與人因科學相關之照明與顯示科學；
2. 發展照明相關之醫學、心理學、生物學與環保節能科學；
3. 發展獨特之照明與顯示之視覺光學；
4. 高度垂直整合的高效率固態照明之科學；
5. 發展領先國際之照明光學；
6. 動態全彩3D立體顯示科技之研發；
7. 發展高彩度薄型顯示科學；
8. 發展數位人因視覺影像科技；
9. 建立視覺表現量測與評價科技。

在高級人才的培育上可列舉如下：

1. 培育頂尖視覺科學之人才；
2. 培育頂尖固態照明元件技術之科學人才；
3. 培育頂尖顯示科學之研究人才；
4. 培育專業之固態照明設計人才；
5. 培育3D顯示技術之科技人才；
6. 培育顯示照明之專業人才；
7. 與業界合作進行在職人員訓練，增強產業競爭力。

本所的成立，對於我國相關之產業的助益如下：

1. 成立我國第一個固態照明相關學術研究機構，發展產業無法執行之深度科學研究，培育產業所需之尖端科技人才；
2. 強化固態照明垂直整合技術，增強我國在照明產業之競爭力；
3. 發展以視覺光學為主之顯示技術，提供顯示產業高級人力；
4. 建立標準實驗室，提供產業量測標準與規格制定之諮詢；
5. 成為相關產業之學術權威單位，幫助業界發展所需之技術與推動國際合作。