http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 23:25:33 來源:賽迪網-中國電子報
電(dian)子(zi)紙(zhi)顯(xian)示(shi)技(ji)術(shu)目(mu)前(qian)仍(reng)處(chu)於(yu)萌(meng)芽(ya)期(qi),呈(cheng)百(bai)家(jia)爭(zheng)鳴(ming)態(tai)勢(shi)。如(ru)何(he)在(zai)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)的(de)同(tong)時(shi)找(zhao)到(dao)對(dui)應(ying)的(de)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong),創(chuang)造(zao)現(xian)有(you)平(ping)麵(mian)顯(xian)示(shi)技(ji)術(shu)無(wu)法(fa)取(qu)代(dai)的(de)市(shi)場(chang),是(shi)技(ji)術(shu)存(cun)活(huo)的(de)根(gen)本(ben)所(suo)在(zai)。
美國電影《關鍵報告》(Minority Report)通過公元2054年(nian)的(de)背(bei)景(jing)設(she)定(ding),預(yu)言(yan)出(chu)未(wei)來(lai)世(shi)界(jie)的(de)各(ge)種(zhong)最(zui)新(xin)科(ke)技(ji),其(qi)中(zhong)令(ling)人(ren)印(yin)象(xiang)最(zui)深(shen)的(de),莫(mo)過(guo)於(yu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)相(xiang)連(lian)更(geng)新(xin)內(nei)容(rong),以(yi)讀(du)取(qu)最(zui)新(xin)新(xin)聞(wen)的(de)電(dian)子(zi)報(bao)紙(zhi)。其(qi)實(shi),這(zhe)種(zhong)電(dian)子(zi)紙(zhi)技(ji)術(shu)已(yi)在(zai)各(ge)國(guo)先(xian)進(jin)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)發(fa)展(zhan)了(le)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian),研(yan)發(fa)人(ren)員(yuan)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)做(zuo)到(dao)對(dui)現(xian)有(you)紙(zhi)張(zhang)與(yu)書(shu)本(ben)的(de)取(qu)代(dai)。據(ju)統(tong)計(ji),英(ying)國(guo)作(zuo)家(jia)J.K.羅琳所著的《哈利波特》全球累積銷售量已達3.7億本,光是這一本暢銷書便相當於29萬噸紙張的用量,需要砍伐580萬棵樹。美國《紐約時報》每日的發行量約為104萬份,一年累積下來也相當於140萬噸紙張的用量,需要砍伐2800萬棵樹木。由此我們可以想象,如果以電子紙(E-paper)取代實體書本,將可節省可觀用量的紙張。
四種顯示技術賽跑
電子紙雖被稱為“紙”,實際上是一種類似紙張的軟性顯示器,要使顯示器具備普通紙的柔軟、可卷、可折的特性,關鍵在於以塑料、薄化玻璃或金屬薄板等軟性基板取代現有顯示器的玻璃基板。此外,電子紙顯示器尚有一重要特性,一般稱之為雙穩態(bistability),就jiu是shi顯xian示shi介jie質zhi具ju有you記ji憶yi特te性xing,因yin此ci電dian子zi紙zhi平ping常chang顯xian示shi畫hua麵mian時shi不bu耗hao電dian,隻zhi有you在zai畫hua麵mian更geng新xin時shi才cai需xu要yao耗hao電dian。和he傳chuan統tong液ye晶jing顯xian示shi器qi相xiang比bi,電dian子zi紙zhi的de耗hao電dian量liang大da為wei降jiang低di。目mu前qian各ge國guo開kai發fa中zhong的de電dian子zi紙zhi顯xian示shi技ji術shu主zhu要yao有you以yi下xia四si種zhong:
首先是電泳顯示技術(EPD)。電泳顯示技術係將黑、bailiangsededaidiankelifengzhuangyuweibaohuayedijiegouzhong,youwaijiadianchangkongzhibutongdianheheibaikelideshengjiangyidong,yichengxianchuheibaidansedexianshixiaoguo,daibiaochangshangshimeiguoE-Ink公司與SiPix公司。由於EPD技術可呈現出高反射率、高對比的黑白顯示效果,因此十分適合做電子紙。目前韓國三星、LG Display,日本精工愛普生、凸版印刷以及中國台灣元太科技等公司均與E-Ink合作,采用其EPD麵板“Vizplex”開發各種電子紙顯示器。
其次是電子粉流體顯示技術(QR-LPD)。電子粉流體顯示技術為日本普利司通(Bridgestone)公gong司si所suo發fa布bu,顯xian示shi介jie質zhi是shi將jiang樹shu脂zhi經jing過guo納na米mi級ji粉fen碎sui處chu理li後hou所suo產chan生sheng的de黑hei色se與yu白bai色se不bu同tong電dian荷he的de粉fen體ti。將jiang粉fen體ti填tian充chong於yu空kong氣qi介jie質zhi的de微wei杯bei結jie構gou中zhong,利li用yong上shang下xia電dian極ji電dian場chang使shi黑hei白bai粉fen體ti在zai空kong氣qi中zhong發fa生sheng電dian泳yong動dong現xian象xiang,其qi中zhong控kong製zhi粉fen體ti的de操cao作zuo電dian壓ya為wei實shi際ji應ying用yong時shi重zhong要yao的de課ke題ti。由you於yu使shi用yong空kong氣qi作zuo為wei電dian泳yong粉fen體ti的de介jie質zhi,所suo以yiQR-LPD具有高反應速度。不過,其缺點是需要高電壓來驅動電子粉流體,這使得在耐高電壓的TFT(薄膜場效應晶體管)組件尚未成功開發的情況下,目前隻能以被動式的方式來驅動電子粉流體。目前普利司通公司正與日立公司共同合作,投入QR-LPD電子紙“Albirey”產品的研發。
再次是膽固醇液晶顯示技術(Ch-LCD)。該技術的研發機構包括美國Kent Display、日本富士通、日(ri)本(ben)富(fu)士(shi)施(shi)樂(le)等(deng)公(gong)司(si)以(yi)及(ji)中(zhong)國(guo)台(tai)灣(wan)的(de)工(gong)業(ye)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)院(yuan)。膽(dan)固(gu)醇(chun)液(ye)晶(jing)為(wei)一(yi)種(zhong)呈(cheng)螺(luo)旋(xuan)狀(zhuang)排(pai)列(lie)的(de)特(te)殊(shu)液(ye)晶(jing)模(mo)式(shi),是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)向(xiang)列(lie)型(xing)液(ye)晶(jing)中(zhong)加(jia)入(ru)旋(xuan)光(guang)劑(ji)來(lai)達(da)到(dao)特(te)殊(shu)排(pai)列(lie)結(jie)構(gou),並(bing)利(li)用(yong)膽(dan)固(gu)醇(chun)液(ye)晶(jing)分(fen)子(zi)在(zai)不(bu)同(tong)電(dian)位(wei)下(xia)呈(cheng)現(xian)的(de)“反射”與“透過”liangzhongbutongpianjiguangxuanzhuanzhuangtailaidadaoxianshixiaoguo。danguchunyejingshuyufansheshixianshiqi,liyongwaijiehuanjingguangyuanlaixianshiyingxiang,wuxubeiguangyuan,tongshijuyoushuangwentaitexing,suoyidanguchunyejingxianshijishutongyangfeichangshengdian。tongshi,gaijishukeyitongguotianjiabutongxuanzhuanluojudexuanguangji,tiaopeichuhong、綠、藍等顏色,以滿足彩色化顯示的需求。
最後是雙穩態向列液晶顯示技術(Bi TNLCD)。該技術由法國Nemoptic公gong司si開kai發fa。該gai技ji術shu使shi用yong向xiang列lie型xing液ye晶jing,顯xian示shi麵mian板ban是shi兩liang種zhong底di板ban,其qi液ye晶jing分fen子zi保bao持chi力li不bu一yi致zhi,當dang長chang時shi間jian施shi加jia某mou一yi額e定ding電dian壓ya時shi,液ye晶jing分fen子zi會hui相xiang對dui於yu底di板ban呈cheng垂chui直zhi豎shu立li狀zhuang態tai,此ci時shi,若ruo將jiang電dian壓ya值zhi急ji速su降jiang至zhi零ling,強qiang保bao持chi力li底di板ban周zhou圍wei的de液ye晶jing分fen子zi便bian會hui拉la向xiang倒dao下xia的de方fang向xiang,而er弱ruo保bao持chi力li底di板ban周zhou圍wei的de液ye晶jing分fen子zi則ze呈cheng反fan方fang向xiang倒dao下xia,而er處chu於yu底di板ban中zhong間jian位wei置zhi上shang的de液ye晶jing分fen子zi則ze會hui產chan生sheng扭niu曲qu角jiao度du。如ru果guo分fen兩liang步bu進jin行xing緩huan慢man解jie除chu加jia電dian狀zhuang態tai操cao作zuo,液ye晶jing分fen子zi便bian會hui因yin彈dan性xing能neng力li減jian弱ruo而er倒dao向xiang同tong一yi個ge方fang向xiang,不bu會hui產chan生sheng扭niu曲qu角jiao度du。在zai這zhe兩liang種zhong狀zhuang態tai下xia,一yi種zhong顯xian示shi為wei黑hei,另ling一yi種zhong則ze顯xian示shi為wei白bai,基ji本ben上shang形xing成cheng了le雙shuang穩wen態tai顯xian示shi。通tong過guo在zai第di二er步bu改gai變bian解jie除chu電dian壓ya時shi的de電dian壓ya幅fu度du,黑hei色se區qu域yu和he白bai色se區qu域yu的de比bi率lv就jiu會hui發fa生sheng變bian化hua,即ji可ke調tiao製zhi出chu中zhong間jian色se調tiao。
彩色化高亮度是方向
在眾多的電子紙技術中,目前仍以美國E-Ink所開發的EPD技術最受關注。韓國三星、LG Display,日本精工愛普生、凸版印刷,歐洲Polymer Vision、Plastic Logic以及中國台灣元太科技等公司均曾展示出利用EPD技術的電子紙。且自2005年起,開始出現以主動式的TFT背板驅動EPD為技術的產品,目前顯示麵積可達到A4紙的大小,分辨率滿足電子書顯示文字的需求。其他電子紙技術如QR-LPD、Ch-LCD、Bi TNLCD則多使用被動式驅動,顯示麵積也可達到A4大小,日本普利司通公司甚至於2007年底發布了A3大小的QR-LPD麵板。
開發彩色電子紙顯示器是電子紙重要的課題之一。目前EPD、Bi TNLCD、QR-LPD技術均以外貼彩色濾光片方式達到彩色化效果,但普遍存在反射率過低的問題,且黑色顆粒亦會導致色純度降低。Ch-LCD技術雖不需外貼彩色濾光片即可達成彩色化,但因反射率過低而使亮度、對比無法提升,解決方法包括以R、G、B三層膽固醇液晶層堆棧,或同時添加左旋、右旋的旋光劑來提高反射率。
此外,開發卷對卷(roll to roll)製作工藝也是挑戰之一。有別於現行平麵顯示器采批式生產,卷對卷工藝與軟性基板搭配,有助於以低廉成本進行大麵積生產。目前EPD、Ch-LCD、QR-LPD等技術開發商均有朝卷對卷連續式生產的規劃。
隨著移動數字生活的來臨,平板顯示器將成為各式消費產品與電子裝置最重要的溝通接口。如何達到更為便利、人性化的操作也成為未來顯示器的重要發展課題。因此,新興顯示技術的發展必需滿足戶外與情境顯示、輕薄可攜、互(hu)動(dong)與(yu)節(jie)能(neng)等(deng)多(duo)樣(yang)化(hua)需(xu)求(qiu)。電(dian)子(zi)紙(zhi)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan),目(mu)前(qian)仍(reng)處(chu)於(yu)萌(meng)芽(ya)期(qi),呈(cheng)現(xian)百(bai)家(jia)爭(zheng)鳴(ming)態(tai)勢(shi)。對(dui)這(zhe)些(xie)為(wei)數(shu)眾(zhong)多(duo)的(de)電(dian)子(zi)紙(zhi)技(ji)術(shu)而(er)言(yan),如(ru)何(he)在(zai)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)的(de)同(tong)時(shi)找(zhao)到(dao)對(dui)應(ying)的(de)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong),創(chuang)造(zao)現(xian)有(you)平(ping)麵(mian)顯(xian)示(shi)技(ji)術(shu)所(suo)無(wu)法(fa)取(qu)代(dai)的(de)市(shi)場(chang),是(shi)技(ji)術(shu)存(cun)活(huo)的(de)根(gen)本(ben)所(suo)在(zai)。電(dian)子(zi)紙(zhi)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu)輕(qing)薄(bo)、省電、耐衝擊,在技術發展過程中,應發揮這些特性,創造全新的使用形態,以豐富未來生活的內涵。
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三大應用領域需求強勁
根據市調機構DisplaySearch預測,電子紙顯示器在技術發展初期將以電子書閱讀器(E-Reader)、戶外廣告牌及便攜式顯示產品三大應用領域進入市場,直到2015年,這三項產品仍占市場產值的大部分,並伴隨著少部分包括玩具、貨架標簽及智能卡等產品應用。預估電子紙市場未來七年內可維持20%以上的高年成長率,2015年則可達到40億美元之總產值,約占平麵顯示器年總產值的3%。
電子紙顯示器(E-Reader)具有可變更內容以及易閱讀、不需背光源特性,最直接的應用就是作為取代實體書本的電子書閱讀器,其實早在2004年日本索尼及鬆下便推出過第一代電子書閱讀器,但由於顯示器畫麵不佳、下載環境未臻完善等因素,影響其接受度而未能普及。目前索尼、iRex、亞馬孫等廠商均推出畫麵更易閱讀的第二代電子書閱讀器,而台灣的元太科技則是主要的EPD電子紙顯示器供貨商。全球最大網絡零售商亞馬孫書店亦於2007年11月推出自有品牌“Kindle”6英寸電子書產品,從實體書店涉足提供數字內容顯示器的產業,使電子書的普及更具誘因。
在數碼廣告牌或標牌領域應用也很廣泛。從商店的廣告牌到公共場所的指示標牌等均涵蓋在內,而電子紙顯示器具有省電、可隨時更換內容、可客製化規格等優點,在成本及耐衝擊性上有很好的競爭力。電子紙廣告牌與標牌可初步應用於商場、餐廳、旅館、展覽會場、車站等室內環境,呈現內容從簡單的文字指示、信xin息xi告gao示shi,到dao較jiao為wei複fu雜za的de圖tu像xiang裝zhuang飾shi或huo靜jing態tai廣guang告gao,均jun可ke以yi電dian子zi紙zhi顯xian示shi器qi呈cheng現xian,不bu但dan可ke節jie省sheng傳chuan統tong大da圖tu輸shu出chu頻pin繁fan更geng換huan的de材cai料liao成cheng本ben,更geng可ke省sheng下xia張zhang貼tie與yu維wei護hu之zhi人ren工gong成cheng本ben。若ruo使shi用yong於yu室shi外wai環huan境jing,則ze需xu考kao慮lv太tai陽yang長chang期qi照zhao射she,還hai有you高gao溫wen多duo濕shi的de環huan境jing,對dui塑su料liao基ji板ban材cai質zhi的de電dian子zi紙zhi而er言yan仍reng是shi極ji大da考kao驗yan。
zaishoujilingyuzhongdeyingyongyechanshengchulianghaodexiaoguo。dianzizhixianshiqideshuangwentaitexingnenggoumanzuyidongtongxinchanpinduishengdiandihaonengdeyaoqiu,tongshifanshexingdexianshixingtaihaikezhichiqiangguanghuanjingxiadekeshixing。motuoluolagongsijiuzengfabuyikuandijiashouji“Motophone F3”,采用以EPD技術為主的電子紙作為顯示屏。此外,荷蘭Polymer Vision於2007年發布了配備5英寸可彎曲的單色EPD屏幕的概念手機“Readius”,並與電信係統商TIM合作量產,於2007年年底正式推出。盡管現階段手機麵板仍是具有全彩、動態顯示等特性的玻璃基板顯示器的天下,輕薄耐摔的軟性顯示器仍可以提升手機的附加值。
ciwai,zaizhinengkahedianzihuojiabiaoqianlingyujunyouyidingdeyingyong。dapeiyoudianzizhizhidejianyixingshuzixianshiqidezhinengkapian,keyixianshigezhongbutongdewenzixinxi。muqianyiyoujiangEPD技術應用於電子標簽的產品出現,但因顯示信息簡單,需麵對傳統TN-LCD的價格競爭。