11/06『演講』Dr. Mark Verrall：The History and Development of Liquid Crystal

演講發問

第八組 鄭嘉良
Q：Merck公司內有OLED部門，那貴公司對OLED推行政策為合？是否打算推出顯示器或照明等用途。
A：4500個RD內有100個RD再做OLED的研究，以防LCD產業衰退時OLED再起則可以做立即的反應，OLED TV確實很好，但比起LCD的價格差距目前還是很大，想要商品化有賴製程的改進把成本降低才行。

第五組 楊子寬
Q: blue phase的溫度範圍約為50度，請問是從多少度到多少度？
A: 我們可以猜想底線大約在零度左右，上限則會在五十度上下。


演講心得

第三組 曾奕文
這禮拜的演講題目是「The History and Development of Liquid Crystal Materials」，演講內容包括了液晶發展的歷史，性質以及未來的發展趨勢等。不過，在整個演講的內容中，我對於Merck這家公司的發展還蠻有興趣的，Merck的發展可以追朔至1688年，事業群橫跨了製藥、化學及光電等領域。Merck發展至今已經超過三百多年，可以說是世界上歷史最悠久的公司。

究竟有什麼原因能夠使Merck在世界上屹立不搖達三百年之久？在瀏覽了Merck的網站之後，發現Merck非常強調創新以及責任。我想，任何一間企業如果要永遠保持高度的競爭力，擁有創新的能力是非常重要的。另外，隨時掌握市場的趨勢，並且能夠預見市場未來的的發展趨勢，我認為這些因素都是影響一間公司是否能夠立下百年基業的基礎。最後，在這場演講中，我認為最大的收穫是如何經營一家公司，使他能夠承受時間的考驗而屹立不搖，這種精神是非常值得效法跟學習的。


第七組
在得知這週的演講題目時，我還滿興趣缺缺的！主要自己不是做這領域的，再來會覺得液晶領域不是達到極限了嗎？但聽了第一段演講介紹默克集團後，引起我很大的興趣。

可能是我太孤陋寡聞了，這是我第一次聽到「默克」，原來它在液晶領域扮演要角，就連學校的研究團隊也必須與他們接洽買液晶！

「默克集團擁有跨越三百多年的傳統，是世界上歷史最悠久的化學與製藥公司。」我當時聽到演講者這麼說，我有點嚇到，想說今天的主題不是講液晶嗎？怎麼跟製藥有關？所以我回家搜尋了公司的網站，我發現默克集團主要分為「化學」和「西藥」兩個事業群。化學事業群著重在研發光電領域的材料，尤其是液晶更是獨占鰲頭；而西藥事業群則是研發新藥品來對症下藥，使病人延長壽命。

我特地看了網站「在默克集團工作」中的「我們的責任」，我發覺他們公司對於員工及科學家給予最大的尊重及安定的環境，讓公司擁有低離職率。這從兩位演講者的互動可以看得出來，Mark是公司主管，另一位是他手下的員工，但兩人具有良好互動與幽默對話。我覺得這對科學家來說很重要，提供安定的環境讓科學家無後顧之憂，而主管的尊重與支持讓科學家可以提出更多的想法來完成更多的不可能，這應該就是科學家的研究天堂吧！讓我非常想在這家公司裡做研究！

演講者Mark介紹了他們公司對於液晶研究的最新發現，我覺得這提供了我們很多不一樣的想法去應用液晶，也讓我大開眼界原來液晶的領域是有更多的可能性的！

而聽完這次的演講，我覺得最大的收穫是該認真學英文了，說真的，在Mark演講時，有很多的內容是聽不懂的，尤其自己又沒有做這領域的研究，這就更增加了我對於理解演講內容的難度了。


第一組
這週的專題演講是請到Merck公司已有17年工作經驗的研發人員Dr. Mark Verrall來為我們介紹液晶的發展歷史以及其最新的應用領域。一開始先由另一位人員為我們介紹Merck這間公司的特色，這間公司擁有342年的歷史，是世界上最老的藥廠，其中包含4600個R&D人員(佔全公司17%的薪水)，台灣分部在從事液晶研究方面現在主要以調整液晶參數最佳化為目標。

接著Mark介紹了一系列液晶的歷史發展以及應用，其中我比較感興趣的新技術是一種稱為blue phase的液晶顯示器，所謂的blue phase是利用double twist的液晶結構，由於其twist的面積大小約與藍光波長相等故有此稱呼。其優點為可改善現今液晶顯示所無法達到的高對比度，即一個較完美的暗態，但同時也有著需要高電壓驅動的缺點。另外Mark也提到了他目前在Merck公司所研發的方向，主要是朝LC mixture為主，即將不同種類的液晶材料來進行混合，藉此來調整液晶參數的最佳化。

主講人Mark最後談到了一些他自己的經歷，從加入Merck到現在的過程。其中我對於Merck這間公司印象最深的是，Mark提到他當時加入時是只有大學畢業想找個暫時的工作，之後因感覺公司的待遇還有對員工的照顧很好而留下，但是當他想轉到研發部門時才知道公司對於研發人員要求是必須要有研究所的經歷，之後是由公司出錢讓他再回到學校念在職的博士班。我很欣賞Merck不但不反對學歷不足的人嘗試進行研發工作，同時也由公司栽培以讓他獲得該有的學歷能力並同時控管公司研發團隊的素質，就如Mark所提的是相當照顧員工的做法。感覺這次的演講讓我學到很多，除了在對於液晶的專業知識與趨勢上了解不少外，也看到國外的公司在處理R&D這塊的做法與國內相比有何不同，可當作未來規劃的一種參考。


第八組
隨著LCD的問世，不但取代了傳統的CRT，也將人們的視覺帶進了一個新紀元，除了更加逼真立體的影像，繽紛絢麗、五顏六色的色彩，更有如進大觀園般的引人入勝。液晶有splay、twist、bend的特性，加上容易運用電場和溫度控制，使得它有許多的應用，舉凡手機、notebook、TV、汽車儀表都屬於其範疇。

現今LC科技也著重功能性快速發展，EX：加快反應時間；降低功率的消耗；提高對比度和明亮度……不勝枚舉。目前較先進的LCD技術是VA (Vertical Alignment)，PS-VA (Polymer-Stabilized VA)，IPS (In-Plane Switching)，FFS (Fringe Field Switching)，這些都為了讓我們有更舒適的觀看視野，同時加速螢幕與螢幕間的轉換。有趣的是，結合LED的發光特性，可使LCD發光更加明亮且減少能量的消失。

自1888年液晶首度被發現，短短一世紀，已和我們生活息息相關，走在路上，映入眼簾的顯示科技不凡液晶的產品，繽紛了我們的生活，也滿足了人類天生追求多彩多姿渴望，而這種改變也是另一種溝通的革命。從過去聽老祖先們口述一件事，天馬行空任憑想像口說的內容，到現在有畫面直接傳達。我們始終相信不是科技帶給我們進步，而是科技本身就是進步，而這些進步始終來自於人性 !!


第六組
這週的演講課邀請到merck公司的Head of R&D --- Dr. Mark Verrall來演講，一開場Mark就用了中文跟大家問好，讓我感到很親切，雖然她說他不太會說中文，但我倒覺得他說的還挺標準的，這次也是演講課中第一次請到外國的演講者，所以對於這次的演講自然充滿期待。

這次的講題是The History and Development of Liquid Crystal Materials，但一開始就讓我感到很有趣的是，merck這家公司在最早期居然是以製藥起家，而不是做液晶的，而且歷史超過300年，並且在德國擁有一個自己屬於自己的小鎮，這實在是很酷，當時我在想merck能經營超過300年，一定有甚麼過人之處，原來merck的經營理念是永續經營，也就是說要為了我們自己的後代先著想，不要在我們自己這一代就想著把錢都賺光光，這種經營裡面實在很值得我們台灣的企業來效法，Mark也有提到，merck所研究的東西，大多都是要在10~20之後才有可能的應用，我們沒有辦法馬上看到自己研究在產業中發光發熱，這樣的態度也非常值得我們學習。

Mark在演講中提到不少液晶的基本原理和發展歷史，以及液晶各種參數對顯示器規格的影響，其中有一頁投影片相當有趣，那就是整個顯示器的成本，液晶居然只佔了8%，Mark卻一點也不在意，反而說:「液晶所占的成本雖然最低，但他卻是顯示器中最核心的技術。」

Mark的演講內容主要是在說明”blue phase ”，這名詞我也是第一次聽到，原來blue phase是一種介於Isotropic以及cholesteric相之間的液晶相，也因為它在工作時色調發藍，因此得名”blue phase”，它具有3D立體晶格的構造所以能夠藉由Bragg reflections來反射特定波長的光，而且有很高的反應速度因此無需加速（Over Drive），即可以實現240Hz以上的高速驅動，Blue Phase LCD模式有自己的排列層因此是是不需要液晶配向膜的，目前的主流面板——TN（Twisted Nematic）液晶、VA（Vertical Alignment）模式液晶以及IPS（In-plane Switching）模式液晶都需要配向膜，因此blue phase LC在製作上更容易，且成本更低。

總結這次的演講課讓我們受益良多，不只在專業知識上，在一些做事的態度上也讓我有很大的啟發，我想外國人會比我們進步不是沒有原因的，在很多思維上都是值得我們好好去學習的。


第十組
這次的演講，很難得的請到了德國Merck公司的R&D來演講。Merck是一個很龐大的藥廠，占滿了整個社區，而且投注了龐大的資金在研發部分，也願意培養員工念博士，所以能夠留住人才，難怪演講者一待就是二十幾年。我以前也有使用過Merck的液晶，原來他們整天的工作就是研發新的材料以滿足客戶不同的需要，像是不同的操作溫度等。在演講中也介紹了IPS與Blue phase等較新的顯示器液晶。以本身的經驗，IPS的液晶螢幕提供了較好的色彩表現與視角，由其是蘋果電腦的螢幕，結合了IPS技術與LED背光，應該是未來兩年液晶螢幕的主要市場方向。Merck光是在台灣桃園的工廠產量就足以供應全世界所需的液晶，對交大光電的學生來說，能去外商工作也許是個不錯的選擇。


第四組 簡靖航
這次專題演講邀請到了Merck公司的主管跟我們分享有關liquid crystal的主要幾種類別以及基本原理，當然也有講了Merck公司的歷史沿革和公司的經營理念。

Merck是世界上歷史最悠久的化學製藥公司，其歷史可追溯到 1668 年，那為什麼一家製藥公司會想要投資液晶顯示器這塊領域……我跟投資者不太熟，不過應該是哪裡有錢賺就會哪裡去，商人無國界某種程度大概也是這個意思，但至少代表液晶面板算是一個非常有商機的一塊市場，至少金融海嘯之前大家都是這麼認為吧……裡面也提到韓國的samsung發展的Blue Phase LCD技術。

我跟藍相液晶顯示材料不熟，不過還我們有google可以幫我查資料，根據工業材料兩百七十期這麼說：藍相液晶有著自組裝的3D晶格特性，確保有流體的本性，晶格常數易於改變，可有不同的光電特性，是絕佳的可調式光子晶體；且有晶格對應的布拉格散射大多在可見光範圍，有很好的色彩性。（這我用打的，可不是複製貼上這麼沒有良心喔！）

看起來應該就是很威很威的材料……不知道現在才開始發展的Merck公司有沒有機會追上現在在面板業很威的Samsung，當然我們的外國人可愛主管是信心滿滿，我想德國人信用好，工業技術佳，像我以前室友買個熱水器都堅持要買德國貨，我一開始有點覺得他小題大作崇洋媚外，但買來用之後發現真的有他媽的比較好用，水垢都很好清，加熱又超快，只是有的時候用電量很兇一不小心跟烤箱一起用的時候就可能會跳電，喔！不過那個烤箱是台製的，結果用沒幾次，不知道是不是因為是台灣人做的關係，所以比較少用。

比較有記得的應該是那幾張有關liquid Crystal的圖，還有那個電壓跟亮度的關係，不知道是不是因為體內有熱血的工程師魂，一整個就看得比較不會想睡覺，而且比起前幾次演講還至少有投影片，雖然有可能是每次演講都用同一份，但有做總比沒做好，有的沒做投影片還遲到又講超久沒重點又不下課的，要不是因為點名不到必修會被當，實在是覺得有點那個那個。
總之這算是這學期我覺得最有趣的演講課囉……（ㄟ？我這樣應該沒有崇洋媚外吧……我是真得覺得那個外國人笑起來很可愛阿……）


第二組
這一次的演講讓我知道了Merck在台灣有哪些產業及產品，台灣區默克集團代表德國默克集團(Merck KgaA)的台灣業務，由兩家公司組成：台灣默克股份有限公司與默克光電科技股份有限公司。默克自1960年代即在台灣為客戶提供高品質的產品與服務。

默克光電於1993年成立，其液晶事業體(Liquid Crystals Division)以液晶原料之行銷研發與生產為主要業務，不僅是台灣目前領導的液晶原料供應商，也為新興技術提供創新原料。Merck可以說是液晶界的龍頭阿!!

接著Dr. Mark Verrall 介紹了Liquid Crystal Materials 的歷史及發展，讓我也多多少少也了解Liquid Crystal Materials，雖然我不是從事這一方面的研究，但是經過Dr. Mark Verrall 的演講，也令我對於Liquid Crystal Materials 這一塊領域有了一點興趣。

這一次的演講真是讓我受益良多，也讓我知道其他領域的研究也是很有趣的，希望以後還能聽到這樣的演講。


第九組
液晶得發現是起源於西元1877年，德國的物理學家Otto Lehmann運用偏光顯微鏡首次觀察到了液晶化的現象；幾年後奧地利的植物生理學家Friedrich Reinitzer在1883年藉由在植物內加熱安息香酸膽固醇酯（Cholesteryl Benzoate）研究膽固醇時，觀察到膽固醇苯甲酸酯在熱熔時的異常表現。該物質在145.5℃時熔化，產生了帶有光彩的混濁物，溫度升到178.5℃後，光彩消失，液體透明。但將此澄清液體稍微冷卻，混濁又復出現，瞬間呈現藍色，可知液晶是具由兩個熔點的一種物質。由於液晶是介於液態和氣態之間的一種晶體相，因此取名為液(態)晶(體)。

在20世紀之後的幾年，科學家又陸陸續續發現了各種不同的液晶，可分類為向列型液晶、層列型液晶、膽固醇液晶、碟型液晶、熱致型液晶以及重現型液晶。各種液晶分別有不同的功用以及工作範圍，在生醫界以及工業界具有重大的貢獻，對人類現代文明的發展占有重要的一席之地。近年來，液晶更是被廣泛應用於顯示器產業上，在十幾年前，液晶顯示器(LCD)對一般人來說可能還只是一個陌生的名詞，但隨著科技越來越發達，液晶顯示器廣泛應用於手機、電視以及電腦，液晶已經在我們的生活中扮演著不可或缺的角色，人們的生活和液晶息息相關。

這幾年，科學家又發現了另一種液晶型態，稱為藍相液晶(Blue Phase Liquid Crystal)，藍相液晶具有反應速度更快，視角更廣，不需用到偏振片等優點，每一項優點都等著挑戰傳統液晶顯示器的地位。雖然藍相液晶現在還有工作電壓過高的問題等著科學家們去克服，但相信在不久的將來，工作效能更好的新一代液晶顯示器一定會出現在商品的目錄上。

人類的文明是一段不斷演進的過程，小說家和漫畫家規畫夢想，科學家則實現夢想，許許多多在二三十年前只能出現在書中或電影中的科技，經由科學家的努力，已經實實在在出現在我們的生活中。因此，因為敢夢，人類才更偉大，把夢想中的東西一一的實現，正是科學最引人之勝。


第五組 楊子寬
來自英國的馬克先生在歷史悠久的德國企業默克公司工作。本周的演講，就是由馬克先生來跟我們談一談液晶材料的歷史與演進…

馬克說：「歷史上，人們注意到了這種物質，一種屬於partially ordered fluids的物質。」

馬克秀出了一張時間表
Otto lehmann 發現某物質具有兩個熔點，該物質在攝氏145.5度時，處於cloudy態，當溫度持續上升至攝氏178.5度時，出現真正的液態。
1904 德國默克開始販售液晶產品
1968 nematic液晶@Merck
1976 LCD calculator的出現

接著他談到液晶分子時，介紹液晶分子一是形狀需為柱狀，二則需有極性。而液晶的birefringence特性，可以藉由添加芳香烴來增加其Δn；polarity特性，則可在其中一端添加氟元素，來增加其Δε。而對於液晶分子的排列方式，在受到外加力場下會有三種形變，分別為Splay(K11)、Twist(K22)及Bend(K33)。

之後談到了應用的部分時，馬克介紹了各種液晶產品(Notebook、Monitor、LCD TV…)上分別優先考量的特性(response time、contrast ratio、brightness、lifetime)。最後則是介紹MVA、PSVA與blue phase LCD。

整場演講下來，馬克的咬字清晰，說話速度適中，配合螢幕上的投影片，使得坐在底下聽講的學生，收穫很多。