账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
打开软性显示新视野 电子纸抢进差异化市场
挠曲特性完全发挥

【作者: 王岫晨】2019年12月04日 星期三

浏览人次:【5629】
  

说起电子纸,便不能不了解E Ink的电子墨水技术。电泳式电子墨水(electrophoretic ink)技术通称为电子墨水(electronic ink)。这是将电子墨水涂布在一层塑胶薄膜上,再贴覆上薄膜电晶体(TFT)电路,经由驱动IC控制以形成像素图形,如此便可创造电子纸显示器(EPD)。


电子墨水使用的原料类似印刷产业,但进一步融合了化学、物理学、电子电路等领域的知识和技术,使得电子墨水这种全新的材料得以问世。与其他显示器技术最大的不同之处,在於电子纸是反射式、双稳态的显示技术,所以在视觉上与传统纸张几??无异,故能达到护眼、节能的效益。


双色电子墨水原理

电子墨水由数百万个微胶囊(microcapsules)所构成,微胶囊的大小约等同於人类头发的直径。每个微胶囊里含有电泳粒子,带负电荷的白色以及带正电荷的黑色粒子,悬浮在透明液体中。再透过正负相吸的原理,当电场接通时,该区块对应的黑白粒子会移动至微胶囊的顶端,使得使用者在该区块上,能看见白色或黑色的影像。



图一 : 使用不同色彩的粒子,可创造出变色电子纸。
图一 : 使用不同色彩的粒子,可创造出变色电子纸。

三色电子墨水原理

目前E Ink的技术也可提供三色电子墨水系统,适用於电子货架标签(Electronic Shelf Label;ESL)的应用。三色电子墨水系统运作原理与双色系统类似,透过施加不同的电压,能使不同颜色的粒子移动至上层,因此能看见不同的颜色。三色系统是在微杯技术(Microcup)架构下开发而成。



图二 : E Ink已开发出三色电子墨水
图二 : E Ink已开发出三色电子墨水

先进彩色电子纸显示器

随着三色电子纸的问世,E Ink也发表了多色电子墨水系统,称为先进彩色电子纸显示器(Advanced Color ePaper;ACeP)。ACeP彩色电子纸透过带色的粒子,可实现全色域显示效果,不需要彩色滤光片,可直接在微胶囊或微杯架构下执行。ACeP与双色或三色电子纸一样拥有低耗电、类纸张、阳光下可视等特性。



图三 : 先进彩色电子纸显示器已经问世
图三 : 先进彩色电子纸显示器已经问世

电子纸双稳态特性

电子纸的特性是在电源完全拔除的状态下,画面仍可持续显示在萤幕上,不会消失。E Ink的电子纸技术通常被称为「双稳态」技术。所谓的双稳态,就是即使移除掉供电的来源,电子纸显示器上的画面仍然能正常持续显示,不会消失。意即仅有在更换画面时,才需要消耗电力。


在大型电子看板的应用上,只要不变换画面,就完全不需要消耗电力。长期下来,就能拥有非常优异的节电性能。

实际应用上,当使用电子纸萤幕的电子书阅读器进行阅读时,也只有在翻页的时候,才会消耗到电力,在阅读时是不会消耗任何电力的。这也就是为什麽使用电子纸做为显示器萤幕的装置,往往都能有很长待机时间的主要原因。


另外,在大型电子看板的应用上,只要不变换画面,就完全不需要消耗电力。这样长期下来,与相同尺寸的LCD显示器看板相较之下,就能拥有非常优异的节电性能。


反射式技术

电子纸显示器也被称之为「反射式显示器」,因为完全不需要背光源,而是利用环境光源打在电子纸显示萤幕上,再透过折射光线至观看者的眼中,这与传统纸张、或生活中物体的可视原理相同,因此只要环境光源越亮,电子纸也越清晰可见。


至於LCD或OLED等显示萤幕,则需要有背光模组或自发光,才能看到影像。但背光源或自发光的光线,会穿透显示萤幕,直射观看者的眼睛,容易导致视觉疲劳、或者蓝光引起的黄斑部病变等问题。因此,不需要背光模组的电子纸显示器,非常适合长时间阅读。此外,没有背光模组也可节约电力,大幅提升待机时间。


软性显示的市场区隔

电子纸的墨水薄膜本身是软性的,将电子墨水薄膜贴覆至TFT基板上,可构成电子纸显示器。而依据不同的应用需求,产品开发设计人员可能使用一般的玻璃基板,或者软性的塑胶基板。例如E Ink Mobius软性电子纸显示器,就是使用了软性基板的电子纸显示器。


以一片13.3寸塑胶基板的软性电子纸显示器模组来看,约等同於15张A4纸张的重量、7张A4纸的厚度。另外的好处是,塑胶基板比易碎的玻璃基板显示器来得更为坚固、不易碎裂,因此终端产品掉落或遭受撞击时,可减少产品的损坏机率。


电子纸显示器是由电子墨水薄膜,贴覆至TFT基板上所构成。由於电子墨水薄膜本身是软性的,因此电子纸能比其他种类的显示器更容易、也更适合加速软性显示器的发展脚步。采用了塑胶基板後,便能应用於电子纸显示器了。目前市面上最具代表的产品是轻薄、可挠的E Ink Mobius软性电子纸。



图四 : 电子纸显示器画质逼近纸张效果
图四 : 电子纸显示器画质逼近纸张效果

E Ink Mobius软性电子纸重量仅有玻璃基板的一半,使其更轻薄、防碎。一片13.3寸塑胶基板的软性电子纸显示器模组,约等同於15张A4纸张的重量、7张A4纸的厚度。这样的软性显示器模组,能够让终端产品更轻薄,例如一台采用13.3寸软性电子纸的终端产品,仅重349克;而使用12.9寸LCD显示器的产品,却重达713克。如此一来,轻薄的终端产品,除了容易携带、与不易碎裂外,在教育应用上还能减轻学生的负担。电子纸显示器也可适於任何有可挠或轻薄需求的产品,例如:


●穿戴式装置


●行李标签:耐摔落


●智慧卡:轻薄,可弯曲


●物流标签:耐摔落


●教育领域,如电子书包


●电子书阅读器;电子纸笔记本


●智慧型手机,如双萤幕或次萤幕


●手机背盖等配件


结语


图五 : LCD (左)、电子纸(中)、传统纸张(右)的户外表现
图五 : LCD (左)、电子纸(中)、传统纸张(右)的户外表现

目前显示器市场是由主流的LCD显示器当道,而OLED显示器则正逐步扩大势力范围,积极抢进行动显示器、大尺寸显示器与软性显示应用。这些显示器尽管有其缺点,例如LCD显示器虽然普及但较为笨重且易碎,OLED可延伸至软性显示应用但价格较为昂贵,然而在市场上接受度仍较电子纸来得更为普及。


事实上,E Ink软性电子纸显示器能达到弯曲、弧面的效果,可配合人体的弧度设计终端产品,例如特别适合应用於手环、手表、甚至皮包或鞋面等穿戴式装置。不但提供客户更自由宽广的设计空间,也能与使用平面显示器的产品做出市场区隔,增加竞争力。因此电子纸的未来发展,便是积极抢进差异化应用市场,与LCD及OLED做出明确区隔,来扩大更多商机。


厂商巡礼

E Ink元太科技


E Ink元太科技为全球电泳式电子纸显示技术(ePaper based on Electrophoretic technology)的开发商与供应商。以先进的技术,提供全球知名品牌及制造商耐用、低耗电的电子纸模组,协助客户开发新产品、创造新市场,并持续拓展电子纸的多元应用。


元太科技(E Ink)成立於1992年,为台湾TFT-LCD面板厂先驱,专注於生产优质的中小尺寸面板。2009年,并购专事电子墨水技术、及电子纸研发与量产的美国E Ink公司,其技术源自麻省理工学院多媒体实验室(MIT Media Lab)。自此元太科技完成电子纸上中游产业链的布局整合,并以E Ink品牌行销全球。2016年底,元太科技正式淡出LCD业务,专注於电子纸的研发与制造。


相关文章
让新一代智慧眼镜成为现实
巨量转移有解 Micro LED拚2022年量产
走过导入期 穿戴式装置将迎来一波强势成长
内建杂讯过滤功能加速度感测器
互动式导盲白手杖
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» E Ink与美国麻萨诸塞湾交通局合作 扩大电子纸看板试点计画
» E Ink与群创光电开发28寸全彩电子纸看板 进军公共交通与零售应用场域
» 默克从日商柯尼卡美能达取得显示器应用方面的OLED专利
» E Ink响应能源转型 采购全台第一度新设电厂自由交易绿电
» 国卫院研发防疫部署新利器 新一代红外线热像仪可即时动态侦测
  相关产品
» Silicon Line在Computex 2019上展示用於HDMI 2.1、DisplayPort、USB和虚拟实境的最新光连结科技
» 市场先锋:Basler推出智慧型灯源解决方案
» Diodes推出符合汽车规格的60V快速调线性LED控制器
» 英飞凌推出适用於一般照明的新款60V线性LED控制器IC
» UnitedSiC推出用於低功率AC-DC返驰式转换器的SiC JFET系列

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw