電子紙顯示介質技術

在眾多顯示介質技術中，已商品化可量產的主流技術，當屬電泳式 (electro-phoretic)EPD 顯示介質技術，目前該顯示技術又可區分為：微 膠囊化(Microencapsulated)、微杯化(Microcup)及快速反應液態粉狀顯 示(QR-LPD)三大類型，其共通點為具備雙穩態-即斷電後仍可維持畫面一 段時間而不消失，具備類似紙張閱讀視覺特性，因此省電且容易閱讀。

A). E ink 的微膠囊化(Microencapsulated)電泳技術：

電子紙介面顯示技術最成熟當屬 Eink 的微膠囊技術，FPL 顯示膜包含 許多微膠囊排列而成，每個微膠囊中充滿透明中性液體以及分別帶正、負 電的白色與黑色微粒子，這些黑白微粒子經由 TFT 畫素電極的不同偏壓而

向上下兩側移動，產生灰階影像，其作用原理如圖 2.4 所示。用此技術發 展的電子紙，耗電量低、畫面清晰、不閃爍、陽光下可視。而圖 2.5 顯示 使用顯微鏡放大字型，微膠囊的排列方式並未干擾到解析度的呈現。

圖 2. 4 E ink 黑白畫面之作用原理 [63]

圖 2. 5 E ink 顯微鏡下放大畫面[63]

B). Sipix 的微杯化 (Microcup) 電泳技術：

Sipix 電子紙的構造是在微杯中填充白色顆粒和著色液體如圖 2.6。

其原理是通過上下移動顆粒，使顆粒顏色和液體顏色交替出現。顆粒的移 動是由貼在微杯上驅動電極來實現，顆粒因為帶電，藉由通過切換改變電 荷的正負就可以使顆粒移動。微杯中若是採用黑色則可顯示單色畫面，如

果充填其他顏色液體，將可顯示其他顏色，但良率與演算法仍待克服。

圖 2. 6 Sipix 的 微杯構造 與 黑白畫面作用原理 [64]

C). Bridgestone 的電泳技術：

Bridgestone 則使用是另一種快速反應電子粉流體，也是藉由電場驅 動『帶電黑白粒子』來顯示影像，其特色是類似液體般的高流動性、反應 速度快、可在低溫下驅動、具記憶顯示效果。圖 2.7 為 Bridgestone 黑白 Prototype 樣品.

圖 2. 7 Bridgestone 的 Prototype 產品

目前來看，電泳式技術由於材料和封裝技術發展都較為成熟，尤其是 其視覺效果最接近紙張印刷，因此成為現階段電子紙技術的主流。不過，

電泳式技術目前最大瓶頸在於彩色化仍有困難，目前三種技術的解決方案 都是加裝彩色濾光片，為了不造成亮度、對比太多下降，將一般彩色濾光 片的 RGB 改成 WRGB，也就是多了白光阻 W，以增加白度和對比，E ink 約 4,096 色其觀賞效果類同報紙的彩色版面。而更進階高彩的彩色化方案，

此三種類型之電泳式技術仍需要一段時間之研發。

茲整理各家相關技術原理與重點規格比較 如下表 2.4 所示。

表 2. 4 EPD 電泳式技術比較 ( Digitimes ，2010)

其他競爭的新技術也一直在發展中，如 MEMS[65]、電濕潤[66]...等，

MEMS 顯示器是使用微機電技術，具備雙穩態因此也具備節能，並具備如紙 般的閱讀特性。但 MEMS 近 20 道光罩製程，良率的提升與成本降低將是一 大挑戰。另外，電潤濕顯示器也極具成為電子紙顯示器主流的重要技術，

電潤濕顯示器原理是藉由電子特性，壓縮油膜裡的小油滴，當處於無電壓 情況時，油滴形成連續薄膜以呈現顏色。雖然電潤濕顯示器非雙穩態運 行，但系統可以設定每數秒才進行更新，依舊可以達到近似雙穩態顯示面 板的極低功耗表現；電濕潤技術目前仍屬於實驗室研發階段並未量產，彩 色化主流方案仍採用彩色濾光片，仍有反射率差與視覺感受不佳之問題。