帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
打開軟性顯示新視野 電子紙搶進差異化市場
撓曲特性完全發揮

【作者: 王岫晨】   2019年12月04日 星期三

瀏覽人次:【5594】
  

說起電子紙,便不能不瞭解E Ink的電子墨水技術。電泳式電子墨水(electrophoretic ink)技術通稱為電子墨水(electronic ink)。這是將電子墨水塗佈在一層塑膠薄膜上,再貼覆上薄膜電晶體(TFT)電路,經由驅動IC控制以形成像素圖形,如此便可創造電子紙顯示器(EPD)。


電子墨水使用的原料類似印刷產業,但進一步融合了化學、物理學、電子電路等領域的知識和技術,使得電子墨水這種全新的材料得以問世。與其他顯示器技術最大的不同之處,在於電子紙是反射式、雙穩態的顯示技術,所以在視覺上與傳統紙張幾乎無異,故能達到護眼、節能的效益。


雙色電子墨水原理

電子墨水由數百萬個微膠囊(microcapsules)所構成,微膠囊的大小約等同於人類頭髮的直徑。每個微膠囊裡含有電泳粒子,帶負電荷的白色以及帶正電荷的黑色粒子,懸浮在透明液體中。再透過正負相吸的原理,當電場接通時,該區塊對應的黑白粒子會移動至微膠囊的頂端,使得使用者在該區塊上,能看見白色或黑色的影像。



圖一 : 使用不同色彩的粒子,可創造出變色電子紙。
圖一 : 使用不同色彩的粒子,可創造出變色電子紙。

三色電子墨水原理

目前E Ink的技術也可提供三色電子墨水系統,適用於電子貨架標籤(Electronic Shelf Label;ESL)的應用。三色電子墨水系統運作原理與雙色系統類似,透過施加不同的電壓,能使不同顏色的粒子移動至上層,因此能看見不同的顏色。三色系統是在微杯技術(Microcup)架構下開發而成。



圖二 : E Ink已開發出三色電子墨水
圖二 : E Ink已開發出三色電子墨水

先進彩色電子紙顯示器

隨著三色電子紙的問世,E Ink也發表了多色電子墨水系統,稱為先進彩色電子紙顯示器(Advanced Color ePaper;ACeP)。ACeP彩色電子紙透過帶色的粒子,可實現全色域顯示效果,不需要彩色濾光片,可直接在微膠囊或微杯架構下執行。ACeP與雙色或三色電子紙一樣擁有低耗電、類紙張、陽光下可視等特性。



圖三 : 先進彩色電子紙顯示器已經問世
圖三 : 先進彩色電子紙顯示器已經問世

電子紙雙穩態特性

在大型電子看板的應用上,只要不變換畫面,就完全不需要消耗電力。長期下來,就能擁有非常優異的節電性能。

電子紙的特性是在電源完全拔除的狀態下,畫面仍可持續顯示在螢幕上,不會消失。E Ink的電子紙技術通常被稱為「雙穩態」技術。所謂的雙穩態,就是即使移除掉供電的來源,電子紙顯示器上的畫面仍然能正常持續顯示,不會消失。意即僅有在更換畫面時,才需要消耗電力。


實際應用上,當使用電子紙螢幕的電子書閱讀器進行閱讀時,也只有在翻頁的時候,才會消耗到電力,在閱讀時是不會消耗任何電力的。這也就是為什麼使用電子紙做為顯示器螢幕的裝置,往往都能有很長待機時間的主要原因。


另外,在大型電子看板的應用上,只要不變換畫面,就完全不需要消耗電力。這樣長期下來,與相同尺寸的LCD顯示器看板相較之下,就能擁有非常優異的節電性能。


反射式技術

電子紙顯示器也被稱之為「反射式顯示器」,因為完全不需要背光源,而是利用環境光源打在電子紙顯示螢幕上,再透過折射光線至觀看者的眼中,這與傳統紙張、或生活中物體的可視原理相同,因此只要環境光源越亮,電子紙也越清晰可見。


至於LCD或OLED等顯示螢幕,則需要有背光模組或自發光,才能看到影像。但背光源或自發光的光線,會穿透顯示螢幕,直射觀看者的眼睛,容易導致視覺疲勞、或者藍光引起的黃斑部病變等問題。因此,不需要背光模組的電子紙顯示器,非常適合長時間閱讀。此外,沒有背光模組也可節約電力,大幅提升待機時間。


軟性顯示的市場區隔

電子紙的墨水薄膜本身是軟性的,將電子墨水薄膜貼覆至TFT基板上,可構成電子紙顯示器。而依據不同的應用需求,產品開發設計人員可能使用一般的玻璃基板,或者軟性的塑膠基板。例如E Ink Mobius軟性電子紙顯示器,就是使用了軟性基板的電子紙顯示器。


以一片13.3吋塑膠基板的軟性電子紙顯示器模組來看,約等同於15張A4紙張的重量、7張A4紙的厚度。另外的好處是,塑膠基板比易碎的玻璃基板顯示器來得更為堅固、不易碎裂,因此終端產品掉落或遭受撞擊時,可減少產品的損壞機率。


電子紙顯示器是由電子墨水薄膜,貼覆至TFT基板上所構成。由於電子墨水薄膜本身是軟性的,因此電子紙能比其他種類的顯示器更容易、也更適合加速軟性顯示器的發展腳步。採用了塑膠基板後,便能應用於電子紙顯示器了。目前市面上最具代表的產品是輕薄、可撓的E Ink Mobius軟性電子紙。



圖四 : 電子紙顯示器畫質逼近紙張效果
圖四 : 電子紙顯示器畫質逼近紙張效果

E Ink Mobius軟性電子紙重量僅有玻璃基板的一半,使其更輕薄、防碎。一片13.3吋塑膠基板的軟性電子紙顯示器模組,約等同於15張A4紙張的重量、7張A4紙的厚度。這樣的軟性顯示器模組,能夠讓終端產品更輕薄,例如一台採用13.3吋軟性電子紙的終端產品,僅重349克;而使用12.9吋LCD顯示器的產品,卻重達713克。如此一來,輕薄的終端產品,除了容易攜帶、與不易碎裂外,在教育應用上還能減輕學生的負擔。電子紙顯示器也可適於任何有可撓或輕薄需求的產品,例如:


●穿戴式裝置


●行李標籤:耐摔落


●智慧卡:輕薄,可彎曲


●物流標籤:耐摔落


●教育領域,如電子書包


●電子書閱讀器;電子紙筆記本


●智慧型手機,如雙螢幕或次螢幕


●手機背蓋等配件


結語


圖五 : LCD (左)、電子紙(中)、傳統紙張(右)的戶外表現
圖五 : LCD (左)、電子紙(中)、傳統紙張(右)的戶外表現

目前顯示器市場是由主流的LCD顯示器當道,而OLED顯示器則正逐步擴大勢力範圍,積極搶進行動顯示器、大尺寸顯示器與軟性顯示應用。這些顯示器儘管有其缺點,例如LCD顯示器雖然普及但較為笨重且易碎,OLED可延伸至軟性顯示應用但價格較為昂貴,然而在市場上接受度仍較電子紙來得更為普及。


事實上,E Ink軟性電子紙顯示器能達到彎曲、弧面的效果,可配合人體的弧度設計終端產品,例如特別適合應用於手環、手錶、甚至皮包或鞋面等穿戴式裝置。不但提供客戶更自由寬廣的設計空間,也能與使用平面顯示器的產品做出市場區隔,增加競爭力。因此電子紙的未來發展,便是積極搶進差異化應用市場,與LCD及OLED做出明確區隔,來擴大更多商機。


廠商巡禮

E Ink元太科技


E Ink元太科技為全球電泳式電子紙顯示技術(ePaper based on Electrophoretic technology)的開發商與供應商。以先進的技術,提供全球知名品牌及製造商耐用、低耗電的電子紙模組,協助客戶開發新產品、創造新市場,並持續拓展電子紙的多元應用。


元太科技(E Ink)成立於1992年,為台灣TFT-LCD面板廠先驅,專注於生產優質的中小尺寸面板。2009年,併購專事電子墨水技術、及電子紙研發與量產的美國E Ink公司,其技術源自麻省理工學院多媒體實驗室(MIT Media Lab)。自此元太科技完成電子紙上中游產業鏈的布局整合,並以E Ink品牌行銷全球。2016年底,元太科技正式淡出LCD業務,專注於電子紙的研發與製造。


相關文章
讓新一代智慧眼鏡成為現實
巨量轉移有解 Micro LED拚2022年量產
走過導入期 穿戴式裝置將迎來一波強勢成長
內建雜訊過濾功能加速度感測器
互動式導盲白手杖
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新聞
» E Ink與群創開發28吋全彩電子紙看板 進軍公共交通與零售應用
» 默克從日商柯尼卡美能達取得顯示器應用方面的OLED專利
» E Ink響應能源轉型 採購全台第一度新設電廠自由交易綠電
» 新一代紅外線熱像儀可即時動態偵測
» E Ink電子紙時序控制晶片 打入科大訊飛最新電子紙筆記本
  相關產品
» Silicon Line在Computex 2019展示最新光連結科技
» 市場先鋒:Basler推出智慧型燈源解決方案
» Diodes推出符合汽車規格的60V快速調線性LED控制器
» 英飛凌推出適用於一般照明的新款60V線性LED控制器IC
» UnitedSiC推出用於低功率AC-DC返馳式轉換器的SiC JFET系列

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw