全彩化、可撓式、低成本 必要發展技術
雖電子紙初期多以黑白單色、或區彩為主,然為擴大其應用範圍及市場領域,未來將朝全彩化、可撓式、低成本製造技術等方向發展。
在全彩化發展方面,由於各電子紙廠商所採材料及前板技術有所不同,故全彩化作法大致以是否使用彩色濾光片來區分。以E Ink為例,其電子紙技術原採用微膠囊所形成的黑白兩色電子墨水,故全彩化作法是在電子墨水上方放置彩色濾光片;而Bridgestone電子紙技術與E Ink類似地方,是以黑、白兩色的電子粉流體所組成,故亦導入彩色濾光片以達全彩化目的。雖彩色濾光片為LCD顯示器已在使用的零部件,可節省該部分的開發時程,然因彩色濾光片會吸收66%的光(因電子紙為反射式顯示器),故電子紙所呈現的全彩畫面顯得較為灰暗。
而SiPix及富士通Frontech全彩化作法則不需彩色濾光片,此與其電子紙顯示技術有關。SiPix電子紙為微杯陣列結構,其在微杯當中可填充不同顏色的電介質液體,故其全彩化的形成原理即在微杯當中放置R、G、B三色液體。又以富士通Frontech而言,其電子紙組成原即採R、G、B 3色的膽固醇液晶,故透過外界光反射,即可顯示彩色畫面,且富士通Frontech目前所開發產品,不論是電子書、電子新聞、及公用顯示器等,多以彩色型式為主。
電子紙另一個值得關注方向即為可撓式。由於電子紙結構簡單,與LCD顯示技術相較,至少不用背光模組零組件,且可用塑膠、金屬薄膜形成軟性基板,故較玻璃所製作而成的基板易達到可塑性、耐衝擊性、重量輕等目的。
目前大多數電子紙相關業者在製作可撓式產品時,大多採用塑膠材質的基板,其好處是所構成的電子紙厚度少於0.3mm,且該電子紙重量可達玻璃材質的5分之1,另外,若不小心摔落地面也較玻璃材質不易損壞。然採用塑膠材質為基板仍有課題待解決,即耐熱性差、需再開發低溫製程、易受強酸及強鹼的化學藥劑所傷害等。
由於使用塑膠基板時TFT電路無法以傳統高溫製程形成,故Seiko Epson開發出SUFTLA(Surface Free Technology by Laser Ablation)轉寫法,即先在玻璃基板製作出TFT電路,再轉寫至塑膠基板上,故仍可延用原TFT LCD前段Array製程。
而目前採用金屬薄膜為基板廠商數較少,主要以南韓業者為主。LG Display早先於2007年5月即發表14.1吋、可撓式彩色電子紙,其採不銹鋼為金屬薄膜基板,雖金屬材質可耐高溫,然撓曲性較塑膠材質差,且重量較重,故塑膠較金屬薄膜更適於導入連續捲軸式(Roll-to-Roll)製程中。
而Roll-to-Roll製程則是電子紙未來朝向低成本化製造的發展方向之一,而SiPix電子紙前板即已採用Roll-to-Roll方式製造;Bridgestone則是電子紙基板及組裝過程皆可用Roll-to-Roll法生產。
電子紙未來產品發展藍圖
2003年以前電子紙主要以顯示簡單圖形與文字應用為主,如Smart Card、電子標籤、計時器、顯示區域(Segment)文字及圖形,但已開拓LCD顯示器原先尚未開發的市場。以Smart Card產品為例,原其厚度大約為0.8mm,若嵌入LCD顯示器,不僅厚度變厚(因僅是上、下玻璃基板厚度即達1mm,此尚不包含背光模組厚度),且 LCD耗電量高,配合Smart Card外觀的薄型電池無法長時間供電;然倘若使用具具輕、薄、省電特性的電子紙,在不影響Smart Card外型下,仍可嵌入其中。
時至2004~2007年,電子紙漸朝多樣化用途、高精細度、區彩等方向發展。在多樣化用途方面,電子紙不僅是顯示器功能而已,並已開發出手機鍵盤、手機外殼裝飾、手錶等應用產品,其中以手機鍵盤為例,一般手機在小小按鍵中擠滿了許多文字及符號,而NTTdocomo結合SiPix電子紙技術,使得鍵盤可分別顯示3種文字及符號,因此字體得以放大。在高精細度方面,Bridgestone所推出的 A4及A3尺寸單色電子紙解析度分別已達1,200×1,600、1,920×2,560,因此可導入資訊看板等應用;元太電子的5~9.7吋主動式電子紙,其解析度達150~200 dpi,因此可清楚顯示如一般書本上小字體的文字。
若將時程往後推移至2008~2009年,由於電子紙將朝全彩化、可撓式等方向發展,故應用層面將更加廣泛,如電子新聞、公用顯示器、廣告看板等。其中,電子新聞除歐美數家媒體已宣佈有意願採行後,東南亞地區國家如新加坡的最大英文報紙-Straits Times,及馬來西亞、菲律賓等報業,亦逐漸發行電子新聞。
而E Ink對其電子紙未來發展方向亦有明確規畫,其計劃2008~2009年電子紙顯示技術朝全彩化、可撓式發展,其導入的應用產品亦多樣化,包括手機、PDA、數位相框、Kiosks、可捲式及可穿戴式的顯示器等。
若以市場規模而言,雖2008年電子紙尚處在初期發展階段,故DIGITIMES預估其市場規模將僅為5,840萬美元,然隨著應用面逐漸擴大,預估2011年規模將達3億美元,將較2008年將呈倍數成長態勢。
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