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全彩色的軟性電子紙顯示器才是真正的「殺手級應用」

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2007年5月22日
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單色電子紙顯示器已經不再是稀奇的產品,全彩色的電子紙顯示器才是為真正的「殺手級應用」。從目前進展來看,全彩色電子紙顯示器商業化尚未啟動。 據 Displaybank 於 2007 年 5 月 10 日公佈 2007 - 2017 年軟性顯示器( Flexible Display )市場預測, 2008 年以前市面上的軟性顯示器為 7 英寸 以下的電子紙,主要用於電子書籍,2008年以後電子紙用途將逐漸擴大,突破應用產品的尺寸技術延伸至30英寸 以上(大型看板)。2010 年電子紙 市場規模將達到 2 億 8000 萬美元,預計 2013 年有可能出現 50 英寸 以上的電子紙。另外,有機EL面板與液晶面板領域的軟性顯示器也將出現;市場規模方面,到2015年時將達到59億美元,到2017年時將擴大至122億美元。

彩色的電子紙顯示器技術發展進程 :

2005/07
富士通公司在2005年開發出世界首款具有圖像記憶功能的可彎曲彩色電子紙,其尺寸規格為76×57×0.8mm,通過在三層薄膜面板中壓入液晶分子製成。目前該公司彩色電子紙的最大尺寸為A4大小,分辨率達到QVGA(320×240像素),如果客戶需要更大尺寸的產品,可以利用多片拼貼的方式來滿足大尺寸畫面顯示需求。顯示屏採用的是被動矩陣(passive-matrix)反射式膽固醇型(cholesteric)液晶顯示器。

2006/06
普利司通(Bridgestone) 在2006年6月舉行的“SID 2006”上展示了通過使用彩色過濾器而實現了4096色顯示的電子紙。但螢幕尺寸僅8.1英寸,像素只有480×384。 電子紙屬紅、黃雙色顯示,若欲改變顯示色彩,僅需更換色料即可。Bridgestone亦開發4,096色彩色電子紙,實現電子紙張彩色化的目標。製作方式為同時採Bridgestone的電子粉流體顯示技術,與紅、藍、綠、白4色彩色濾光片結合而成。然此項技術缺點在於搭配彩色濾光片使用時,易造成顯示器亮度不足問題。

2006/07
日立製作所開發成功了4096色顯示的電子紙顯示器。採用了在RGB三色上增加白色的“RGBW型”彩色過濾器,實現了彩色顯示。螢幕尺寸為13.1英寸,像素為512×384。使用了彩色過濾器,所以縱橫像素分別減至原來的1/2。除已經上市的銷售單色顯示器外,日立製作所還計劃2007年度推出此次的彩色顯示產品。如果能再稍微提高一些反射率,顯示性能就可以達到商務用途的要求。

2006/10/25
美國E Ink和日本凸版印刷展示了2種彩色顯示的電子紙。分別是各色16階共4096色顯示和型號和各色4階共64色顯示的型號。兩種型號均為6英寸,像素數為400×300。此次是通過在E Ink開發的電泳式黑白顯示的電子墨水的基礎上使用凸版印刷開發的彩色過濾器而實現彩色顯示。 彩色過濾器採用的是在紅、綠、藍三色上增加白色的四色方式。因為這樣可以增大開口率,提高亮度。在玻璃底板上形成有著色材料。 使用彩色過濾器之後,光的利用效率就會降低,所以採用了反射率更高的墨水。墨水的響應速度為黑白200ms,中間色調500ms~600ms。驅動電壓為15V。

2007/03/16
富士通於最近公佈開發出一種配備彩色電子紙顯示螢幕的平版裝置 FLEPia Portable Tablet ,目前只能夠少量供給客戶。根據推算,未來三至五年之內,電子紙將能夠開始大量應用在資通訊產品之上 。該款電子紙技術,由紅、綠、藍三層堆疊而成。利用兩片塑膠板夾住一片薄層的膽固醇型液晶( Cholesteric Liquid Crystal )。更正確的說,就是塑膠薄膜基板技術。此種技術能使顯示器透過薄膜捲軸的方法進行生產。 根據富士通公佈的規格中,此電子紙顯示螢幕的對比率為 4 比 1 , 30% 反射率, 110 度視角。 還有 其色彩可以在8~4096色之間轉換。在 8 色的情況下,影像刷新需要 2.3 秒,而 4096 色下,則需要 10 秒的時間。


2007/05/13
南韓樂金飛利浦公司(LG.Philips LCD)研發出全球第一款A4規格的可彎曲彩色電子紙顯示面板,只有一般紙張的厚度,彎曲後可恢復原狀。這款電子紙張面板的對角線長14.1吋,厚度只有0.3毫米,至多可顯示4,096種顏色,設計上特別注重節源功能,以提高能源的使用效率,只有在轉換影像時才需要用到電力。而且,電子紙面板呈現的影像品質,和列印出來的品質不相上下。另外,這款電子紙張提供180度全視角,因此即使在彎曲的情況下,面板上的影像依然清晰可見。

為了研發電子紙,LPL也發展出獨特的處理技術,以降低面板變形的機率,並且防止電路結構在高溫處理過程中改變。LPL原本就一直著重彩色濾光片結構、TFT和彩色濾光片壓合技術等研發工作,因此LPL可以克服在生產過程中,因金屬薄片和塑膠基板不耐高溫而產生的難題。

2007/05/19
韓國三星電子在美國加州Long Beach開展的SID 2007顯示器展,繼樂金飛利浦公司之後,立刻還以顏色,推出比LPL更大尺寸的14.3英吋可撓式彩色電子紙。這兩家同樣具有可曲撓式面板,彎曲影像不失真等特性,採用130度低溫非結晶硅(low-temperature amorphous(non-crystallines)silicon)製成。不過,兩者均為概念產品,實際量產的可能性仍有待發展。三星電子彩色電子紙主要應用於公共顯示看板,分辨率可達HD(1366 x 768 pixels),而且標榜省電,每秒耗電量僅300mW,為一般LCD的500分之1。

2007/05/23
在SID 2007展會上普利司通開發出了亮度增至原開發品2倍的A4彩色電子紙。此次展出的是採用自主開發的電子粉流體製成的電子紙“QR-LPD”。此前的開發品採用的是液晶面板用彩色濾光片,而此次通過採用該公司的電子紙專用彩色濾光片,確保了色純度,同時將亮度提高到了2倍。此次,除採用了專用彩色濾光片外,還調整了像素的設計和驅動方法。在產品陣容的擴充方面,為滿足多種需求,準備了A7、A5、A4、A3共4種單色電子紙,以供評測。

2007/05/25
在SID2007上Sony發表所試製的利用樹脂薄膜上形成的有機TFT進行驅動的軟性全彩有機EL面板。面板尺寸為2.5英寸(對角線6cm),120×160像素。實現了約1670萬色的全彩顯示。像素尺寸為318μm見方,精細度為80ppi(pixel per inch),實現了全球最高的精細度。有機半導體材料為並五苯,樹脂底板使用的是200μm厚的PES(聚醚?)。TFT絕緣膜通過將以往的無機材料換為有機材料,在彎曲的狀態下也能夠顯示圖像。

SONY全球首次開發可實現高畫質動映像的0.3MM超薄膜DISPLAY,畫面大小為2.5寸型,比目前的有機EL厚度減少到了10分之1。SONY公司說明此產品可以附著於非平面的曲面上,且可以捲起來保管,因此可以用於便攜式裝置、設置於牆,柱子等上,方便地觀看動映像。

結論

從目前進展來看,全彩色電子紙顯示器仍處於概念試製的階段,商業化尚未啟動。可以預見,電子紙的首先應用於新聞紙、學生教材、教輔以及檔案文件。未來,小尺寸的軟性電子紙顯示器勢必與現有消費電子產品作整合,因為現有大屏幕智慧型手機、PDA也能滿足消費者電子閱讀的需求,他們是否願意為單獨的一款閱讀設備而買單呢?反而,大尺寸的電子紙應用於公共電子看板具有商機相。

還有生產成本高,彩色電子紙技術,其價格將超出現在的電子紙產品一倍以上,未來開發廠商在推動彩色電子紙技術普及化下,仍尚需去克服生產成本高的問題。

總之,對於2010年將大行其道的軟性顯示市場,各廠家緊隨技術發展的同時,都在各自所處的產業鏈位置積極發揮作用。 (圖2 ; 1947 字)

圖一、軟性顯示器應用

Source : Displaybank 2007/05

 

圖二、 2007 ~ 2017 年間的軟性顯示器( Flexible Display )市場預測

Source : Displaybank 2007/05


 
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