E-Ink電子紙技術與專利布局初探

E-Ink說明

根據E-Ink網站所公告的訊息（http://www.eink.com/），E-Ink成立於1997年，為一專注於發展電子紙顯示技術的公司。公司資本額為1.2億美金，主要股東包括Royal Philips Electronics （荷蘭）、TOPPAN Printing Co., Ltd. （日本）與一些國際著名公司，例如Intel與Motorola等。E-Ink的策略夥伴包括Air Products and Chemicals, Inc.（美國）、IXYS Micronix （美國）、Midori Mark （日本）、Neolux（韓國）、Philips、TOPPAN與Vossloh Information Technologies GmbH（德國）。在上述公司中，有部分公司僅為資金的投入，例如Intel與Motorola等，其他大多數公司是與E-Ink進行策略聯盟的公司，包括開發原材料、模組系統或是後端應用等。

電子紙技術（Electronic Paper, e-paper）

所謂的電子紙，與我們常見一般纖維紙不同，是一種包含許多”微小球體”（膠囊）的”導電””高分子”材料，其外表與特徵與一般的紙一樣，具有柔軟度又可重複顯示資料。在電子紙技術之中，微小球體的大小代表顯示器像素（Pixel）大小，其中微小球體的特色是會受到外在電壓的驅動而改變其狀態。電子紙導電的特色為可受到外界驅動電壓的改變，因此材料需要是電的導體，最後電子紙使用高分子材料是強調其可饒性（flexible）的特色，因此可以像一般紙一樣的撓曲。

根據Wikipedia線上百科全書（www.wikipedia.org）的說明，見http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_paper，最早的電子紙技術是由Xerox的研究人員Nick Sheridon在1970年代所發展，其特色是包含帶電荷的小球，其中球的一面是白色，另一面是黑色，當電場改變時，球會上下轉動，而呈現度不同顏色。

第二代的電子紙技術事由Joseph Jacobson在1990年代所發展，其特色是以微膠囊代替傳統的小球，並且在膠囊內填充彩色的油（oil）與帶電荷的白色顆粒，並且經由外在電場的控制將白色顆粒往上或是往下移動，其中當白色顆粒往上（接近閱讀者方向時）則顯色出白色的像素，當白色顆往下時（遠離讀者時）則顯色出油的顏色。其他相關的研究單位包括Kyushu Univerisity、Philips Electronics、Kent Displays、Ntera、Sony與Fujitsu等。

E-Ink電子紙技術

根據E-Ink網站所揭露的資訊（http://www.eink.com），其電子紙技術內所使用的微膠囊包含兩種黑白兩種顏料（稱為電子墨水E-Ink），並且內部所承載的為透明的流體，其中微膠囊的上面為透明玻璃，下方為電極，當電極改變時，顏料便會根據電極的正負而向上與向下移動，繼而造成黑與白的顯色。同時選用黑白塗料的好處是會增加其解析度，例如同一個膠囊可以同時受到正與負的電極驅動，也就是說，一個膠囊可以顯示出兩種顏色。由於E-Ink電子紙的基本模組非常簡單，因此該公司強調相關技術可以應用到不同表面材質的載體，包括塑膠、玻璃甚至是織布上。

E-Ink電子紙產業鏈

除了上述電子墨水外，現有E-Ink電子紙產業鏈包括三大部分，包括前面版（FrontPlane Laminate, FPL）、顯示模組與系統廠商，其中細部製程尚包括電子墨水（Electronic Ink）製造、前面版製造、顯示單元組裝（Cell Asembly）、顯示模組組裝（Module Assembly）與系統整合等。

在前面版製造中，除了第一階段所生產的電子墨水薄膜外，尚包括塑膠版（Plastic Film）、導電玻璃（ITO）、接著劑（Adhesive）、與分離層（Release Sheet）等。在顯示單元組裝部分，包括將FPL黏著在TFT背面版（Backplane）上。

根據E-Ink的策略夥伴，在FPL上是與日本TOPPAN合作，而顯示模組則是與Philips合作。

E-Ink電子紙產業應用道路圖

E-Ink相關產品的規劃分為三個階段，一為低解析度應用（Low Resolution）、二為高解析度主動矩陣應用（High Resolution Active Matrix）、三為TFT

On Flex等，其中現階段正進入第二期，例如電子書、PDA與通訊應用等，而下一階段的應用包括可撓式電子紙與IC卡的應用等。隨著技術不斷的發展，電子紙所強調的高亮度（約為LCD的六倍）、低耗電量（約為LCD的十分之一到百分之一）與可撓性將使得電子紙的應用更加普及。

E-Ink專利布局

以”E-Ink or eink”為專利權人，查詢E-Ink相關專利，所得結果如表一所示。由表中可以看出：一、E-Ink早期公開專利顯示專利權人資料比例很高，因此該公司非常樂於揭露自己有哪些專利；二、該公現有專利數目約為150個左右，其中已經核准與早期公開各佔一半；三、由調查美國核准與早期公開專利，推估公司現階段每季所申請專利數目約為7-10個間，而每年專利申請數目約為30-40個左右；四、公司所發展的技術具全球專利布局，因此多數關鍵技術已經進入全球布局狀態。

結語