電泳式顯示器相關技術

電泳式顯示器(Electro-Phoretic Display，EPD)，一般傳統型電泳式顯示器架 構如圖 2-1 所示[11][12]，是一種反射式顯示器，其原理是透過帶有顏色之帶電

粒子移動距離D可定義為： Microcapsule 微膠囊技術[17][28]，如圖 2-2 所示，另一種為 SiPix 的 Microcup 微 杯技術[27][29]，如圖 2-3 所示。E-Ink 微膠囊技術中，微膠囊裡注入無色溶液與

透明電極

入射光 反射光

白色粒子

黑色粒子 透明溶液

基板 微膠囊

圖 2-2 E-Ink 微膠囊電泳式顯示器架構

透明電極

入射光 反射光

黑色溶液 基板 白色粒子 微杯

圖 2-3 SiPix 微杯電泳式顯示器架構

圖 2-4 E-Ink 電泳式顯示器實際顯示

2.1.2 水平式(橫向式)電泳式顯示器

E-Ink 與 SiPix 的技術是利用電場變化將黑或白的帶電粒子往上或往下垂直移 動，藉由帶電粒子的分布反射外來光來顯示影像資訊。橫向式電泳(in-plane electrophoretic)則是利用電場變化將有色的帶電粒子在像素區域平面橫向移動，

如圖 2-5 所示，電極不施加電壓時，帶電粒子維持在原本各自的位置上，透過電 極施加不同電壓使得帶電粒子被電極吸引聚集，此時帶電粒子在平面上呈現不 同程度的分布，並在最下層設置一個白色反射物用來反射外來光線，外來光線 穿過充滿透明溶液的像素區域，反射帶電粒子在像素區域內不同分布所呈現的亮 度，藉此可以顯示出灰階影像，也可使用背光增加其對比度，由 Philips 及 Canon 為主要研發。圖 2-6 為實際顯示效果[30]。

入射光 反射光

透明電極

透明溶液 彩色粒子 基板 白底反射

圖 2-5 水平式(平面式)電泳式顯示器架構

圖 2-6 水平式(平面式)電泳式顯示器實際顯示

2.1.3 Electrokinetic 電泳式顯示器

Electrokinetic 電泳式顯示器，如圖 2-7 所示，其技術混合垂直式與水平式移 動的電泳技術，在像素裡設計數個微凹槽(micro-pits)，每個微凹槽周圍可規畫數 個電極，若電極不施加任何電壓，此時帶電粒子在溶液中呈現均勻分布，相同 於橫向式電泳式顯示器概念，透過電極施加不同電壓使得帶電粒子被電極吸引 聚集，但粒子移動的方向不只是水平或垂直式移動，可能是不規則式的往微凹 槽移動，並填入微凹槽，此時帶電粒子在平面上呈現不同程度的分布，外來光 線可直接穿過充滿透明溶液的像素區域，並在最下層設置一個白色反射物用來 反射外來光線，或是使用背光來達到顯示畫面的效果，此技術是由 HP 所研發。

圖 2-8 為實際顯示效果[31]。

入射光 反射光

基板 白底反射

透明溶液 彩色粒子 透明電極

圖 2-7 Electrokinetic 電泳式顯示器架構

圖 2-8 Electrokinetic 電泳式顯示器實際顯示

2.1.4 液粉式電泳式顯示器

液 粉 流 體 式 QR-LPD (Quick Response-Liquid Powder Display) [24] ， 由 Bridgestone 所研發，如圖 2-9 所示，使用黑白雙色帶有電性的電子液態粉末 (electronic liquid powder)的材料[25]，將這些粉體封裝於微盒(Micro Box)結構 中，此結構類似 Sipix 的微杯結構，差異在於 QR-LPD 的介質為氣體，而電泳式 顯示器的介質則是液體，因此 QR-LPD 的反應速度高於電泳式顯示器許多，且驅

動特性具有明顯閥值，因此可使用被動矩陣架構來驅動。但 QR-LPD 所需的驅動 電壓非常高，經過改善後還是需要近 40V~70V 的高電壓，若要使用主動式矩陣 架構驅動則需要耐高壓的 TFT，不如電泳式顯示器省電。圖 2-10 為實際顯示效 果[14]。

入射光 反射光

基板 黑白粉末

氣體 透明電極

圖 2-9 液粉式電泳式顯示器架構

圖 2-10 液粉式電泳式顯示器實際顯示