http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:25:39 來源:賽迪網-中國電子報
dianzizhixianshijishumuqianrengchuyumengyaqi,chengbaijiazhengmingtaishi。ruhezaijishukaifadetongshizhaodaoduiyingdechanpinyingyong,chuangzaoxianyoupingmianxianshijishuwufaqudaideshichang,shijishucunhuodegenbensuozai。
美國電影《關鍵報告》(Minority Report)通過公元2054niandebeijingsheding,yuyanchuweilaishijiedegezhongzuixinkeji,qizhonglingrenyinxiangzuishende,moguoyukeyisuishiyuhulianwangxiangliangengxinneirong,yiduquzuixinxinwendedianzibaozhi。qishi,zhezhongdianzizhijishuyizaigeguoxianjinshiyanshizhongfazhanleyiduanshijian,yanfarenyuanxiwangnenggouzuodaoduixianyouzhizhangyushubendequdai。jutongji,yingguozuojiaJ.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、白(bai)兩(liang)色(se)的(de)帶(dai)電(dian)顆(ke)粒(li)封(feng)裝(zhuang)於(yu)微(wei)胞(bao)化(hua)液(ye)滴(di)結(jie)構(gou)中(zhong),由(you)外(wai)加(jia)電(dian)場(chang)控(kong)製(zhi)不(bu)同(tong)電(dian)荷(he)黑(hei)白(bai)顆(ke)粒(li)的(de)升(sheng)降(jiang)移(yi)動(dong),以(yi)呈(cheng)現(xian)出(chu)黑(hei)白(bai)單(dan)色(se)的(de)顯(xian)示(shi)效(xiao)果(guo),代(dai)表(biao)廠(chang)商(shang)是(shi)美(mei)國(guo)E-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”兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)偏(pian)極(ji)光(guang)旋(xuan)轉(zhuan)狀(zhuang)態(tai)來(lai)達(da)到(dao)顯(xian)示(shi)效(xiao)果(guo)。膽(dan)固(gu)醇(chun)液(ye)晶(jing)屬(shu)於(yu)反(fan)射(she)式(shi)顯(xian)示(shi)器(qi),利(li)用(yong)外(wai)界(jie)環(huan)境(jing)光(guang)源(yuan)來(lai)顯(xian)示(shi)影(ying)像(xiang),無(wu)需(xu)背(bei)光(guang)源(yuan),同(tong)時(shi)具(ju)有(you)雙(shuang)穩(wen)態(tai)特(te)性(xing),所(suo)以(yi)膽(dan)固(gu)醇(chun)液(ye)晶(jing)顯(xian)示(shi)技(ji)術(shu)同(tong)樣(yang)非(fei)常(chang)省(sheng)電(dian)。同(tong)時(shi),該(gai)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)添(tian)加(jia)不(bu)同(tong)旋(xuan)轉(zhuan)螺(luo)距(ju)的(de)旋(xuan)光(guang)劑(ji),調(tiao)配(pei)出(chu)紅(hong)、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。
在zai手shou機ji領ling域yu中zhong的de應ying用yong也ye產chan生sheng出chu良liang好hao的de效xiao果guo。電dian子zi紙zhi顯xian示shi器qi的de雙shuang穩wen態tai特te性xing能neng夠gou滿man足zu移yi動dong通tong信xin產chan品pin對dui省sheng電dian低di耗hao能neng的de要yao求qiu,同tong時shi反fan射she型xing的de顯xian示shi形xing態tai還hai可ke支zhi持chi強qiang光guang環huan境jing下xia的de可ke視shi性xing。摩mo托tuo羅luo拉la公gong司si就jiu曾zeng發fa布bu一yi款kuan低di價jia手shou機ji“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。
此(ci)外(wai),在(zai)智(zhi)能(neng)卡(ka)和(he)電(dian)子(zi)貨(huo)架(jia)標(biao)簽(qian)領(ling)域(yu)均(jun)有(you)一(yi)定(ding)的(de)應(ying)用(yong)。搭(da)配(pei)有(you)電(dian)子(zi)紙(zhi)製(zhi)的(de)簡(jian)易(yi)型(xing)數(shu)字(zi)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)智(zhi)能(neng)卡(ka)片(pian),可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)文(wen)字(zi)信(xin)息(xi)。目(mu)前(qian)已(yi)有(you)將(jiang)EPD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。