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軟性顯示機密檔案003

彩色電子書與電濕潤顯示器EWD

Flexible Display Rolls Out
 
 
對於目前市售電子書產品,大多只能提供黑白(灰階)顯示效果,工研院開發的彩色膽固醇液晶顯示器技術,只需要單層結構,就能夠呈現彩色。不但技術領先全球,也讓電子書進入輕薄彩色的新時代。 AMOLED

工研院影像顯示科技中心面板整合技術二組副組長胥智文表示,工研院是利用雙穩態膽固醇液晶顯示器技術,來開發彩色電子書。因為雙穩態具有記憶效果,顯像之後即使拔掉電源,還是能夠維持先前的影像,非常節能,也非常適合用來呈現靜態的文字或圖像。

 

單層結構呈現三原色

胥智文進一步指出,相對於國際上的彩色雙穩態膽固醇液晶顯示器,必須採用紅綠藍(RGB)三層堆疊結構;工研院和國際大廠技術最大的差異,在於使用單層結構的方法,就做出彩色的效果。

傳統彩色膽固醇液晶顯示器的紅綠藍三層堆疊結構,是藉由不同反射層的切換與反射,達到彩色化效果,不過卻有畫素對位不易、製程複雜、視角較窄、不易彎曲及增加電極設計驅動難度等缺點。而且三層堆疊的成本較為高昂,在顯示器厚度上,也沒有辦法做到像單層結構的輕薄。此外,市售黑白電子書以粉體作為顯示介質技術,其彩色化效果必須外貼彩色濾光片,造成反射光線強度降低至三分之一到二分之一,並且粉體顆粒本身顏色也可能影響色彩純度,造成畫面亮度與色彩飽和度降低。

目前工研院的做法,是將單層面板畫分成三條垂直的畫素區塊,用分道注入(PVF,Pixelized Vacuum Filling)或噴墨(Ink-Jet Printing)方式,將紅綠藍膽固醇液晶分別灌注或噴印其中,讓三原色同時在一層面板上出現,但不混色,形成單層彩色化面板。

胥智文分析,單層結構的好處,包括畫素對位容易、製程可靠度高、驅動系統成本低,同時可避免三層堆疊結構造成成本提高與製程複雜等問題。同時,單層彩色結構更容易達到可撓曲的軟性電子紙需求,可應用於彩色電子書、數位相框等攜帶型高解析度彩色電子紙產品。

目前工研院已完成10.4吋QVGA單層彩色軟性面板結構開發設計及製程驗證,厚度較傳統三層彩色膽固醇液晶顯示器減少60%以上,解析度40ppi ( pixel per inch ),反射率為30%,已達國際大廠所開發三層堆疊技術之反射率25%~30%的水準。

胥智文表示,工研院2009年的目標,希望解析度可以做到100ppi;而目前的筆記型電腦,解析度大約在70~100ppi之間。也就是說,當明年的單層彩色膽固醇液晶顯示器的顯示品質,真正能夠做到與筆記型電腦相當時,彩色電子閱讀器這項「殺手級應用」,就要正式吹響革命的號角了。

 

電濕潤顯示技術

相對於彩色膽固醇液晶顯示器適合呈現靜態的文字,在動畫顯示方面,工研院也已研發出全球第一個大尺寸的電濕潤顯示器(EWD,Electrowetting Display)。胥智文解釋,所謂的EWD,是一種新興的顯示器技術,利用油墨與水不同表面張力之特質,作為顯示介質驅動原理,且不需要偏光板、液晶、彩色濾光片即可達到彩色效果。

由於顏色切換反應快,此種技術適合用來播放動態影像,再加上EWD面板能結合現有的玻璃面板製程技術,以及工研院自主開發之數位噴塗技術(Ink-Jet Printing),將墨水精準噴塗於各畫素內,達到大面積製程技術開發。至於材料部分也可以使用現有的彩色油墨染料,生產成本低廉,結構又十分簡單,使國內廠商具有快速量產的能力。

相對於目前市面上的EWD技術開發面板,都是0.8~2.5吋的小尺寸,工研院發表的雛形面板,尺寸已經達到6吋,穿透率可以做到75%。下階段的目標,希望開發出能夠呈現動畫效果的彩色EWD顯示器,與軟性EWD顯示器,提供產業界更多創新的前瞻技術。(陳帝鴻)

 

 
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