研究動機與背景

在過去，資訊網路與科技產品的發展與技術較不純熟，取得資訊的管道較 少，人們都藉由電視媒體、無線電台、報紙、信件、書本等方式取得資訊，在 當時使用紙張來傳遞資訊的方式非常頻繁，紙張的用量大也代表樹木被大量的 砍伐，造成地球生態的破壞。隨著時間的演進，科技的進步使得電子產品日新 月異，同時資訊網路的發展也愈來愈成熟，如今在這個資訊爆炸的社會裡，大 部分人們都使用電腦及無線手持電子產品來取得我們所想要的資訊，這些電子 產品的顯示器從早期的 CRT 陰極射線管顯示器演變至現下最流行 LCD 液晶顯示 器，透過電子傳播媒體，使得人們不再需要大量的紙張也能獲得資訊，但是目 前的顯示器技術必須完全靠背光或自體發光技術來顯示影像或文字資訊，這些 顯示器在強烈光線照射的光害影響下，影像對比度將變得非常低，使得人類眼 睛難以辨識，使用背光或自體發光技術也較耗電且容易有可視角度的限制。為 了改善此種情形，科學家與工程師提出一種新概念的顯示器，此種顯示器具有 高對比度、高反射率、輕薄及低耗電等特點，此種顯示器稱為電子紙(Electronic Paper)。

電子紙，簡稱 E-Paper。是一種新概念的顯示器，其特色在於可彎曲且輕 薄，高對比度、低耗電量、寬廣的可視角度等。電子紙的概念是為了模仿影像 在真實紙張上的顯現，不同於一般的顯示器，電子紙可以如同紙張一樣輕薄，

其中電泳式技術的電子紙容易在任何光線下閱讀，且在不供電的情況下可保留 住原先顯示的圖片和文字狀態。電子紙使用軟性背板製作驅動電路將可成為具 有可彎曲特色的顯示面板，因此電子紙被視為發展新一代平面顯示器的重要技 術。

為 了實 現電 子 紙的概 念， 至今已 研究出 多種 技術， 例如電 泳式 顯示器 (EPD)、液晶顯示器(LCD)與膽固醇液晶等，電子紙技術目前以 E Ink 公司的電子 墨水為主流，不過其他具有潛力的新技術仍不斷的發展，並各有其優缺點，但 是只有少數技術如電泳式顯示器具有雙穩態及低電壓特性。電子紙技術目前可 以分為二大類，一是電泳式顯示(Electrophoretic Display)，包括 E Ink 的微膠囊電 子墨水技術、SiPix 的微杯結構技術、Bridgestone 的電子粉流體技術，二是膽固 醇液晶顯示，以富士通為代表。由於電泳式顯示器具有輕薄、可彎曲、寬可視 技術做為電子閱讀器之顯示器的公司如 Amazon、SONY 等。其他應用像是使用 電泳式顯示器做為手機主畫面或手機子畫面的顯示器、可變換按鍵名稱的電子 動式陣列背板(Active Matrix)，利用不同的電壓脈衝寬度，可使像素中的粒子呈 現不同程度的移動與分布，來達到灰階影像的驅動[7][8]，且靜態影像殘影的抹

除也有相應的解決方案。但是電泳式顯示器仍然面對著許多問題，非線性的光 學響應導致高灰階數的驅動調整不易，以及光學響應切換的速度較慢導致不能 流暢播放視訊影像、彩色化對比度過低、以及缺少臨界電壓不能使用被動式矩 陣等，這些都是電泳式顯示器目前發展所遭遇到的問題。

目前電泳式顯示器在顯示靜態灰階影像的研究與方法已經成熟[9][10]，在市 面上量產的電子書閱讀器皆可顯示灰階影像，為了使粒子在移動後可以維持相 同的位置，溶液必須為黏稠性，但也因為這個特點，使得電泳式顯示器的光學 響應切換速度有限，無法流暢播放視訊影像，且光學響應曲線呈現非線性狀 態，就算播放視訊影像，也無法保證驅動出來的灰階狀態，因此本論文將研究 如何使電泳式顯示器能夠以較穩定的灰階狀態播放視訊影像。

圖 1-1 電子紙相關產品圖