特點(diǎn)
又稱電泳顯示器,是類紙式顯示器較早發(fā)展的顯示技術(shù),是利用有顏色的帶電球,藉由外加電場(chǎng),在液態(tài)環(huán)境中移動(dòng),呈現(xiàn)不同顏色的顯示效果,其代表廠商包括E-Ink與Sipix。日本Bridgestone所推出的高速響應(yīng)液態(tài)顯示器(QR-LPD),其工作原理與EPD相似,只是其成像的物質(zhì)不是使用帶電球,而是由黑白2色的粉末在電場(chǎng)之間移動(dòng)產(chǎn)生顯示效果。另外發(fā)展較早的膽固醇液晶(ChLC),是一種結(jié)構(gòu)相似于膽固醇分子的液晶。膽固醇反射式顯示器在不加電壓時(shí),可存在兩種穩(wěn)定的狀態(tài),利用兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換,呈現(xiàn)亮暗態(tài)的顯示效果。其它還有強(qiáng)誘電性液晶(Ferroelectric Liquid Crystal;FLC)等。 發(fā)展前景
電泳顯示(Electrophoretic,E-Paper)技術(shù)由于結(jié)合了普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點(diǎn),是**有可能實(shí)現(xiàn)電子紙張產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。目前它已從眾多顯示技術(shù)中脫穎而出,成為**發(fā)展?jié)摿Φ娜嵝噪娮语@示技術(shù)之一。據(jù)iSuppli預(yù)測(cè),電泳顯示全球市場(chǎng)2006年僅僅900萬美元,但是預(yù)計(jì)到2013年將增加到2.47億美元,年均增長(zhǎng)率高達(dá)60.5%。該增長(zhǎng)的大部分市場(chǎng)在指示標(biāo)和新穎的直接驅(qū)動(dòng)顯示器,另外電子顯示卡、柔性電子閱讀器、電子紙張和數(shù)字簽字等產(chǎn)品也將獲得應(yīng)用。 電泳技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)
何為電泳技術(shù)?照字面意味著“在一定的電壓下可泳動(dòng)”,其顯示的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動(dòng),即通過翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)的微粒子來使像素變亮或變暗,并可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。具體技術(shù)是將直徑約為1mm的二氧化鈦粒子被散布在碳?xì)溆椭?,黑色染料、表面活性劑以及使粒子帶電的電荷控制劑也被加到碳?xì)溆椭?;這種混合物被放置在兩塊間距為10-100 mm的平行導(dǎo)電板之間,當(dāng)對(duì)兩塊導(dǎo)電板加電壓時(shí),這些粒子會(huì)以電泳的方式從所在的薄板遷移到帶有相反電荷的薄板上。當(dāng)粒子位于顯示器的正面(顯示面)時(shí),顯示屏為白色,這是因?yàn)楣馔ㄟ^二氧化鈦粒子散射回閱讀者一方;當(dāng)粒子位于顯示器背面時(shí),顯示器為黑色,這是因?yàn)椴噬玖衔樟巳肷涔?。如果將背面的電極分成多個(gè)微小的圖像元素(像素),通過對(duì)顯示器的每個(gè)區(qū)域加上適當(dāng)?shù)碾妷簛懋a(chǎn)生反射區(qū)和吸收區(qū)圖案,即可形成圖像。
電泳技術(shù)具有幾大優(yōu)勢(shì)。一是能耗低。由于具有雙穩(wěn)定性,在電源被關(guān)閉之后,仍然在顯示器上將圖像保留幾天或幾個(gè)月。二是電泳技術(shù)生產(chǎn)的顯示器屬于反射型,因此具有良好的日光可讀性,同樣也可以跟前面或側(cè)面的光線結(jié)合在一起,用于黑暗環(huán)境。三是具有低生產(chǎn)成本的潛力,因?yàn)樵摷夹g(shù)不需要嚴(yán)格的封裝,并且采用溶液處理技術(shù)如印刷是可行的。四是電泳顯示器以形狀因子靈活為特色,容許它們被制造在塑料、金屬或玻璃表面上,所以它是柔性顯示技術(shù)的**佳選擇。
電泳技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)
目前投入電泳技術(shù)開發(fā)的企業(yè)有美國(guó)E—Ink和SiPix公司、英國(guó)Plastic Logic、荷蘭飛利浦旗下Polymer Vision、日本Bridgestone、Hitachi、Seiko Epson、南韓三星電子與樂金飛利浦(LPL)等廠商。
E-Ink公司在產(chǎn)品開發(fā)方面走在**前面。2004年E-Ink公司與索尼公司和飛利浦公司聯(lián)合于推出電泳顯示電子書,在歐洲與德國(guó)的Vossloh公司聯(lián)合推出了電子紙信息顯示屏,與韓國(guó)的Neolux公司聯(lián)合推出了電子紙式廣告屏。SiPix公司和日本的Bridgestone公司聯(lián)合展示了一些電泳顯示屏樣屏,但目前還沒有產(chǎn)品推出。
2007年E—Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手表外,E—Ink與Sony、大陸金科、臺(tái)灣eREAD等公司合作推出了電子書;諾基亞發(fā)布了概念手機(jī)Nokia888;香港o.d.m.公司推出柔性手表、數(shù)字卷標(biāo)等產(chǎn)品;三星電子與LPL則在電泳顯示介質(zhì)上加裝彩色濾光片,形成彩色化,不過也因?yàn)樵黾恿瞬噬珵V光片,讓其推出的產(chǎn)品因反射率降低而看來亮度有些暗淡。荷蘭Polymer Vision積極投入電子紙與全彩柔性顯示器產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā),已在英國(guó)設(shè)立生產(chǎn)廠,預(yù)計(jì)在2007年底可開始正式量產(chǎn),屆時(shí)并將推出全球首款折迭式電子書。
各公司在電泳技術(shù)方面略有差異。E—Ink采用的是微結(jié)構(gòu)(Micro Structure)屬于微膠囊(Microcapsules),每個(gè)顯示元素的大小不均且排列零散,因采用黑白雙粒子,光反射率較佳是其優(yōu)點(diǎn),可達(dá)到約35%~40%左右,閱讀時(shí)的感覺更貼近真正的紙張,缺點(diǎn)則是不夠堅(jiān)固強(qiáng)韌,無法承受重壓。而SiPix公司采用的微結(jié)構(gòu)則是**的微杯數(shù)組(Microcup—Array),顯示元素大小一致并以數(shù)組方式排列整齊,具有較佳的機(jī)械與電氣特性,承受重壓也不會(huì)損壞,缺點(diǎn)則是光反射率稍差,目前約可達(dá)到28%。由于在技術(shù)上采用的微結(jié)構(gòu)不同,連帶也影響到制程的選擇。有關(guān)專家指出:SiPix的微杯數(shù)組結(jié)構(gòu)**大好處,在于可以使用連續(xù)滾動(dòng)條式(Roll to Roll;R2R)的制程可實(shí)現(xiàn)大批量產(chǎn),生產(chǎn)成本較低;反觀E—Ink的微膠囊結(jié)構(gòu)由于不夠堅(jiān)固,因此無法實(shí)行以壓印方式生產(chǎn)的R2R制程,只能以較高的成本噴墨方式制造生產(chǎn)。 面臨的技術(shù)難題
一是響應(yīng)速度比較慢。因?yàn)殡娪炯夹g(shù)依賴于粒子的運(yùn)動(dòng),用于顯示的開關(guān)時(shí)間非常長(zhǎng),長(zhǎng)達(dá)幾百毫秒,這個(gè)速度對(duì)視頻應(yīng)用是不夠的。目前用于電泳顯示的使開關(guān)時(shí)間達(dá)到幾十毫秒的更快的材料正在開發(fā)之中。
二是顯示的雙穩(wěn)態(tài)、以及轉(zhuǎn)換速度慢,也影響了其連續(xù)顯示色彩的性能。一些電泳顯示器在兩種色彩之間切換,如果彩色顯示還需要一個(gè)彩色濾光片。該技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器正因雙穩(wěn)定性問題而面臨挑戰(zhàn),雙穩(wěn)定性對(duì)顯示有利,但它也給帶來了挑戰(zhàn),因?yàn)樗枰捎靡环N獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu),從而導(dǎo)致顯示器的成本上升。 三是制造工藝復(fù)雜,對(duì)材料要求高,成本較高。 我國(guó)電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 #p#分頁標(biāo)題#e#
我國(guó)電泳顯示研究起步晚,但進(jìn)步很快,在材料研究及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面有基礎(chǔ),并已有企業(yè)在積極開拓相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。例如中山大學(xué)和廣州奧示科技有限公司合作,研制出黑白、紅綠藍(lán)彩色三原色電子墨水,并研制出了柔性顯示屏,制作出了彩色三原色的顯示屏。目前,國(guó)內(nèi)與國(guó)外的技術(shù)差距主要在顯示屏、材料和功能產(chǎn)品方面。我國(guó)企業(yè)從發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平板顯示屏制作技術(shù)和產(chǎn)品出發(fā),利用自主開發(fā)的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結(jié)構(gòu),開展電子墨水超薄平板顯示器件產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),研制出了類紙式信息顯示屏,實(shí)現(xiàn)電泳平板顯示器件產(chǎn)品化。我國(guó)臺(tái)灣工研院也已鎖定 柔性顯示為未來幾年的發(fā)展重點(diǎn),并且正與SiPix進(jìn)行相關(guān)技術(shù)合作。
瞄準(zhǔn)未來市場(chǎng),研究未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展,開發(fā)新技術(shù),超前謀劃,是當(dāng)前我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重中之重的工作。