EPD是一種電泳顯示技術。
基本介紹
- 中文名：電泳顯示技術
- 外文名：EPD
- 特點：結合了普通紙張和電子顯示器的優點
- 類別：技術
特點
又稱電泳顯示器,是類紙式顯示器較早發展的顯示技術，是利用有顏色的帶電球，藉由外加電場，在液態環境中移動，呈現不同顏色的顯示效果，其代表廠商包括E-Ink與Sipix。日本Bridgestone所推出的高速回響液態顯示器（QR-LPD），其工作原理與EPD相似，只是其成像的物質不是使用帶電球，而是由黑白2色的粉末在電場之間移動產生顯示效果。另外發展較早的膽固醇液晶（ChLC），是一種結構相似於膽固醇分子的液晶。膽固醇反射式顯示器在不加電壓時，可存在兩種穩定的狀態，利用兩承催謎個狀態之間的轉換，呈現亮暗態的顯示效果。其它還有強誘電性液晶（Ferroelectric Liquid Crystal；FLC）等。
發展前景
電泳顯示（Electrophoretic，E-Paper）技術由於結合了普通紙張和電子顯示器的優點，是最有可能實現電子紙張產業化的技術。它已從眾多顯示技術中脫穎而出，習嚷店辣成為極具發展潛力的柔性電子顯示技術之一。據iSuppli預測，電泳顯示全球市場2006年僅僅900萬美元，但是預計到2013年將增加到2.47億美元，年均增長率高達60.5%。該增長的大部分市場在指示標和新穎的直接驅動顯示器，另外電子顯示卡、柔性電子閱讀器、電子紙張和數字簽字等產品也將獲得套用。
電泳技術及其優勢
何為電泳技術？照字面意味著“在一定的電壓下可泳動”，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，即通過翻轉或流動的微粒子來使像素變亮或變暗，並可以被製作在玻璃、金屬或塑膠襯底上。具體技術是將直徑約為1mm的二氧化鈦粒子被散布在碳氫油中，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氫油中；這種混合物被放置拒殼在兩塊間距為10—100mm的平行導電板之間，當對兩塊導電板加電壓時，這些粒子會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。當粒子位於顯示器的正面(顯示面)時，顯示屏為白色，這是因為光通過幾微蜜二氧化鈦遷嬸汽粒子散射回閱讀者一方；當粒子位於顯示器背面時，顯示器為黑色，這是因為彩色染料吸收了入射光。如果將背面的電極分成多個微小的圖像元素(像素)，通過對顯示器的每個區域加上適當的電壓來產生反射區和吸收區圖案，即可形成圖像。
電泳技術具有幾大優勢。一是能耗低。由於具有雙穩定性，在電源被關閉之後，仍然在顯示器上將圖像保留幾天或幾個月。二是電泳技術生產的顯示器屬於反射型，因此具有良好的日光可讀性，同樣也可以跟前面或側面的光線結合在一起，用於黑暗環境。三是具有低生產成本的潛力，因為該技術不需要嚴格的封裝，並且採用溶液處理技術如印刷是可行的。四是電泳顯示器以形狀因子靈活為特色，容許它們被製造在塑膠、金屬或玻璃表面上，所以它是柔性顯示技術的最佳選擇。
電泳技術研發與生產企業
投入電泳技術開發的企業有美國E—Ink和SiPix公司、英國Plastic Logic、荷蘭飛利浦旗下Polymer Vision、日本承剃櫃Bridgestone、Hitachi、Seiko Epson、南韓三星電子與樂金飛利浦(LPL)等廠商。
E－Ink公司在產品開發方面走在最前面。2004年E－Ink公司與索尼公司和飛利浦公司聯合於推出電泳顯示電子書，在歐洲與德國的Vossloh公司聯合推出了電子紙信息顯示屏，與韓國的Neolux公司聯合推出了電子紙式廣告屏。SiPix公司和日本的Bridgestone公司聯合展示了一些電泳顯示屏樣屏，但還沒有產品推出。
2007年E—Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手錶外，E—Ink與Sony、大陸金科、台灣eREAD等公司合作推出了電子書；諾基亞發布了概念手機Nokia888；香港o.d.m.公司推出柔性手錶、數字卷標等產品；三星電子與LPL則在電泳顯示介質上加裝彩色濾光片，形辯汗旬嚷成彩色化，不過也因為增加了彩色濾光片，讓其推出的產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品的技術開發，已在英國設立生產廠，預計在2007年底可開始正式量產，屆時並將推出全球首款折迭式電子書。
各公司在電泳技術方面略有差異。E—Ink採用的是微結構（Micro Structure）屬於微膠囊（Microcapsules），每個顯示元素的大小不均且排列零散，因採用黑白雙粒子，光反射率較佳是其優點，可達到約35%～40%左右，閱讀時的感覺更貼近真正的紙張，缺點則是不夠堅固強韌，無法承受重壓。而SiPix公司採用的微結構則是專利的微杯數組（Microcup—Array），顯示元素大小一致並以數組方式排列整齊，具有較佳的機械與電氣特性，承受重壓也不會損壞，缺點則是光反射率稍差，約可達到28%。由於在技術上採用的微結構不同，連帶也影響到製程的選擇。有關專家指出：SiPix的微杯數組結構最大好處，在於可以使用連續滾動條式（Roll to Roll；R2R）的製程可實現大批量產，生產成本較低；反觀E—Ink的微膠囊結構由於不夠堅固，因此無法實行以壓印方式生產的R2R製程，只能以較高的成本噴墨方式製造生產。
面臨的技術難題
一是回響速度比較慢。因為電泳技術依賴於粒子的運動，用於顯示的開關時間非常長，長達幾百毫秒，這個速度對視頻套用是不夠的。用於電泳顯示的使開關時間達到幾十毫秒的更快的材料正在開發之中。
二是顯示的雙穩態、以及轉換速度慢，也影響了其連續顯示色彩的性能。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彩色濾光片。該技術的驅動器正因雙穩定性問題而面臨挑戰，雙穩定性對顯示有利，但它也給帶來了挑戰，因為它需要採用一種獨立的驅動器架構，從而導致顯示器的成本上升。
三是製造工藝複雜，對材料要求高，成本較高。
我國電泳顯示技術發展現狀
我國電泳顯示研究起步晚，但進步很快，在材料研究及其套用基礎研究方面有基礎，並已有企業在積極開拓相關產品的研發。例如中山大學和廣州奧示科技有限公司合作，研製出黑白、紅綠藍彩色三原色電子墨水，並研製出了柔性顯示屏，製作出了彩色三原色的顯示屏。國內與國外的技術差距主要在顯示屏、材料和功能產品方面。我國企業從發展自主智慧財產權的平板顯示屏製作技術和產品出發，利用自主開發的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結構，開展電子墨水超薄平板顯示器件產業化關鍵技術攻關，研製出了類紙式信息顯示屏，實現電泳平板顯示器件產品化。我國台灣工研院也已鎖定 柔性顯示為未來幾年的發展重點，並且正與SiPix進行相關技術合作。
瞄準未來市場，研究未來產業發展，開發新技術，超前謀劃，是當前我國顯示產業持續發展的重中之重的工作。
E－Ink公司在產品開發方面走在最前面。2004年E－Ink公司與索尼公司和飛利浦公司聯合於推出電泳顯示電子書，在歐洲與德國的Vossloh公司聯合推出了電子紙信息顯示屏，與韓國的Neolux公司聯合推出了電子紙式廣告屏。SiPix公司和日本的Bridgestone公司聯合展示了一些電泳顯示屏樣屏，但還沒有產品推出。
2007年E—Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手錶外，E—Ink與Sony、大陸金科、台灣eREAD等公司合作推出了電子書；諾基亞發布了概念手機Nokia888；香港o.d.m.公司推出柔性手錶、數字卷標等產品；三星電子與LPL則在電泳顯示介質上加裝彩色濾光片，形成彩色化，不過也因為增加了彩色濾光片，讓其推出的產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品的技術開發，已在英國設立生產廠，預計在2007年底可開始正式量產，屆時並將推出全球首款折迭式電子書。
各公司在電泳技術方面略有差異。E—Ink採用的是微結構（Micro Structure）屬於微膠囊（Microcapsules），每個顯示元素的大小不均且排列零散，因採用黑白雙粒子，光反射率較佳是其優點，可達到約35%～40%左右，閱讀時的感覺更貼近真正的紙張，缺點則是不夠堅固強韌，無法承受重壓。而SiPix公司採用的微結構則是專利的微杯數組（Microcup—Array），顯示元素大小一致並以數組方式排列整齊，具有較佳的機械與電氣特性，承受重壓也不會損壞，缺點則是光反射率稍差，約可達到28%。由於在技術上採用的微結構不同，連帶也影響到製程的選擇。有關專家指出：SiPix的微杯數組結構最大好處，在於可以使用連續滾動條式（Roll to Roll；R2R）的製程可實現大批量產，生產成本較低；反觀E—Ink的微膠囊結構由於不夠堅固，因此無法實行以壓印方式生產的R2R製程，只能以較高的成本噴墨方式製造生產。
面臨的技術難題
一是回響速度比較慢。因為電泳技術依賴於粒子的運動，用於顯示的開關時間非常長，長達幾百毫秒，這個速度對視頻套用是不夠的。用於電泳顯示的使開關時間達到幾十毫秒的更快的材料正在開發之中。
二是顯示的雙穩態、以及轉換速度慢，也影響了其連續顯示色彩的性能。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彩色濾光片。該技術的驅動器正因雙穩定性問題而面臨挑戰，雙穩定性對顯示有利，但它也給帶來了挑戰，因為它需要採用一種獨立的驅動器架構，從而導致顯示器的成本上升。
三是製造工藝複雜，對材料要求高，成本較高。
我國電泳顯示技術發展現狀
我國電泳顯示研究起步晚，但進步很快，在材料研究及其套用基礎研究方面有基礎，並已有企業在積極開拓相關產品的研發。例如中山大學和廣州奧示科技有限公司合作，研製出黑白、紅綠藍彩色三原色電子墨水，並研製出了柔性顯示屏，製作出了彩色三原色的顯示屏。國內與國外的技術差距主要在顯示屏、材料和功能產品方面。我國企業從發展自主智慧財產權的平板顯示屏製作技術和產品出發，利用自主開發的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結構，開展電子墨水超薄平板顯示器件產業化關鍵技術攻關，研製出了類紙式信息顯示屏，實現電泳平板顯示器件產品化。我國台灣工研院也已鎖定 柔性顯示為未來幾年的發展重點，並且正與SiPix進行相關技術合作。
瞄準未來市場，研究未來產業發展，開發新技術，超前謀劃，是當前我國顯示產業持續發展的重中之重的工作。
