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光電/顯示技術  

多樣化電子紙技術進攻日常生活

上網時間: 2007年12月14日  打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電子紙  顯示器 

電子紙顯示器(e-paper displays)已經不是想像了,未來市面上甚至能看到可以捲起來的廣告招牌、可以穿戴在手腕上的螢幕,以及可以摺疊起來放進口袋的電子報紙(e-newspaper)等等。不過畢竟這些令人眼睛一亮的新產品還在起步階段,未來這些顯示器技術還會有哪些發展,仍值得拭目以待。

電子紙包含多種反射型顯示(reflective-display)技術,大致分為粒子顯示器(particle display)、液晶顯示器(LCD),以及微機電系統(MEMS)顯示器。粒子顯示器包括電激發光顯示器(electrochromic display,ECD)以及電泳顯示器(electro-phoretic display,EPD);而LCD主要是膽固醇液晶(ChLCD)和專有的雙穩態(bistable)扭曲向列(twisted-nematic,TN) LCD。

在電子紙領域有不少供應商,包括從事ChLCD製造的Kent Displays以及Fujitsu Frontech,從事EPD製造的E Ink以及SiPix Imaging,從事雙穩態TN LCD製造的Nemoptic以及ZBD Display,以及從事干涉調變器(Interferometric,IMOD) MEMS顯示器製造的Qualcomm。此外Varitronix製造ChLCDs和雙穩態TN LCD。

目前幾乎所有的電子紙技術都比較不成熟,而且仍處於性能演化期。不同的電子紙技術具有不同的天生優點和缺點,但都具有良好的對比度(contrast)、低功耗工作特性以及雙穩定性,這意味著不需要對顯示螢幕上的畫面進行電刷新(electrical refresh)。

五花八門的電子紙顯示技術

現在市面上最常見的電子紙顯示器是E Ink的EPD,它已經被應用於電子書、平板電腦、手錶,以及摩托羅拉(Motorola)的Motofone行動電話之中。這些產品都採用單色EPD,舊有的模組在傳統的矩形格式中採用玻璃基板、主動矩陣顯示器,後來的模組採用了靈活的、不規則形的、建構在塑膠材料上的被動尋址(passively addressed)顯示器。

E Ink今年五月採用其Vizplex Imaging Film推出第二代EPD顯示器,包括1、9、5、6、8與9.7等尺寸選擇,解析度為1,200×825 pixel。這款新一代的顯示器較上一代產品反射率高出25%,速度快了50%,灰階(gray scaling)則進步了100%。該公司製作了具備多種彩色顯示器原型(尚未發表),並展示了使用彩色濾光片的多色彩EPD。

SiPix Imaging具備塑膠基板的被動分段式(segmented)EPD,以及玻璃基板主動點矩陣(active-matrix dot-matrix) EPD產品。該公司的Microcup EPD顯示器即是以其密封顯示材料的微小杯狀結構而命名的(named for the plastic partitions that enclose the display material within sealed cells)。

該公司的第一款顯示器產品是模組化的分段式標價牌,尺寸大約為5×7吋和7×10吋,用以標示超級市場內肉類、農產品等貨物的價格。SiPix並聲稱這些軟性顯示器的對比度是TN LCD的兩倍,具備廣視角,以及雙穩態特性所帶來的省電優勢。該公司並可提供不同色彩搭配的選擇,包括白色加紅色、綠色、藍色、金色或黑色。

另外一種值得注意的電子紙類型是雙穩態TN LCD,該技術與傳統LCD最大不同之處,是在一層底板上採用專有的定向層(orientation layer)來固定液晶分子。如ZBD Displays的光柵排列天頂顯示器(grating-aligned zenithal displays)。

ZBD在單色架標價牌上安裝了一個2.85吋、1/4 VGA格式的顯示器,據稱其對比度比傳統的LCD高三倍,速度也比任何其它的雙穩態顯示器要快。該公司表示,在顯示器需要一天刷新五次的地方,只要用一個硬幣大小的電池就可以工作大約5年。目前ZBD供應的產品規格為148×210mm,不過彩色顯示器尚未提供。

ChLCD則是全球電子紙顯示器領域中較成熟的技術,美國業者Kent (持有基本專利)從1990年代中期即開始從事相關技術。在ChLCD顯示器中,可透過不同的光學特性,讓電氣可控的液晶分子排列產生全雙穩態的“肌理(textures)”。該技術具有極佳的對比度、視角以及潛在的節電特性。

Kent的產品線包括藍/白顯示器,以及黑色加黃色、綠色,或黃/綠的顯示器。該公司的Multicolor ChLCD──該產品線包含由主要色彩構成的堆疊單色顯示器──也開始供貨。這些顯示器均以玻璃為基板,不過該公司計劃製造採用塑膠底板的可撓式版本產品,預計明年中供貨。

其他ChLCD供應商還包括Varitronix,可提供藍色/白色、紅色/琥珀色、黃色/綠色、粉紅色/桃色,以及橘色/黃色等種類的顯示器。此外Fujitsu Frontech則可供應具備多種色彩的堆疊式ChLCD;該公司將採用此技術生產手持式電子閱讀器與平板電腦。

(參考原文:Divergence of e-paper displays)

(David Lieberman)




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