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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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工研院四度蟬聯美國百大科技研發獎 以「綠色環保顯示科技」躋身國際

未來新紙張 「可重覆書寫電子紙i2R e-Paper」 

工研院影像顯示科技中心的程章林主任表示,在經濟部技術處科技專案支持下,工研院以未來需求「行動智慧生活」與「綠色節能顯示」為應用導向,擘畫創新的軟性顯示科技研發。在工研院跨領域研發團隊們鍥而不捨的投入,及全力推動產品技術產業化的決心下,已完成不少突破性創新成果。如去年勇奪華爾街日報科技創新獎桂冠及百大科技獎的「超薄軟性螢幕」(FlexUPD),將賦予未來智慧行動裝置有輕、薄、不怕摔的優點。今年很榮幸再度受美國百大科技獎肯定的工研院「可重覆書寫電子紙」(i2R e-Paper),則是一以環保及節能為應用訴求的特殊綠色節能顯示科技。

「可重覆書寫電子紙」只需用「熱」即可將儲存或傳輸的影像寫在軟性膽固醇液晶面板上。本電子紙可達300dpi的高解析度,具有記憶功能,不耗電、更換任何內容時,只要放入電子紙使用的熱寫機,即能一次完成影像清除及寫入步驟,具有環保及可多次重覆使用的優點。同時,該熱寫頭體積小、低耗電,不用另外進行影像清除步驟,製作成本低及容易進行量產。該項技術近期已完成4家材料廠及5家設備業者的業界科技專案,也已技術移轉給長春化工。未來可製作不限長度的數位書畫、電子看板、情境壁紙、大面積數位看板等創新應用,預計將可帶動廣告、建築及文化創意產業的新商機。

綠色環保的「新型偏光板保護膜HyTAC」

工研院材化所蘇宗粲所長表示,「新型偏光板保護膜」(HyTAC)是工研院自2003年開始由李宗銘組長所帶領的團隊開始進行,能讓LCD顯示器使用的材料更綠色環保,並具備絕佳的透光性及穩定性。這項科技是以獨特的有機無機奈米混成材料技術,研發出具高透光性及低毒性製程之透明光學膜,不但符合環保趨勢,更能替代現有偏光板用 「三醋酸纖維素膜」(TAC膜),成為國內自主研發的關鍵材料,有助提升國內LCD顯示器產業的競爭實力,成為應用更廣泛的顯示器上游材料。

由於偏光板是LCD的重要關鍵零組件,現有偏光板其結構是在具有偏光功能的「聚乙烯醇膜」(PVA膜)兩邊黏貼具良好透光吸水的「三醋酸纖維素膜」(TAC膜),因全球目前使用的偏光板TAC保護膜其製程中所使用的二氯甲烷溶劑,必須使用昂貴的處理設備以確保在製程中不洩漏與殘存,佔製造成本極高比例,因此工研院運用「環氧樹脂二氧化矽奈米混成材料」技術,成功研發出可替代傳統TAC膜的高透光性「新型偏光板保護膜」(HyTAC)材料,不需要使用二氯甲烷溶劑,可以減少2/3的廢氣回收設備成本,符合環保趨勢,同時具備優異的3D光學折射率等向性,適合新一代「平面轉換模式液晶面板」(IPS MODE)使用,具有極大市場應用潛力,此技術目前已技轉給國內相關廠商進行量產製程開發,其環保低成本製程及光學特性優勢,將為LCD顯示材料科技帶來新一波市場發展契機。

工研院已連續四年創下得獎紀錄,前三年分別以On-Chip AC LED照明技術、高安全性鋰電池STOBA、環保防火材料「REDDEX」、區域化2D/3D切換立體顯示器及多用途軟性電子基板技術等創新發明,獲全球百大科技獎,今年再度獲獎,代表國際對工研院技術研發的肯定!R&D 100 Award頒獎典禮將於今年10月在奧蘭多舉行。

技術小辭典

膽固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal)
膽固醇液晶並不是一般聽到生醫上的膽固醇,而是一種結構相似於膽固醇分子的液晶。膽固醇液晶屬於反射式顯示器,利用外界環境光源來顯示影像,不需背光源,同時具有雙穩態特性,影像顯示後關掉電源,仍能繼續顯像,非常省電。另一方面,膽固醇液晶可經由添加不同旋轉螺距(pitch)的旋光劑,調配出紅、綠、藍等顏色,形成彩色化顯示,是未來彩色電子書顯示材料之一。

編按

(一)百大科技研發獎(R&D 100 Awards)
素有「產業創新奧斯卡獎(The Oscars of Invention-The Chicago Tribune)」美名的百大科技研發獎(R&D 100 Award)一向深獲國際重視,自1963年開始舉辦,今年是第49屆,已成為市場上鑑定新技術的革命性地位的重要指標。諸如傳真機 (1975年)、液晶螢幕 (1980年)、柯達照片CD (1991年)、Nicoderm戒菸貼片 (1992年)、Taxol抗癌藥物 (1993年)、實驗室晶片 (1996年) 和高畫質電視 (1998年)等都曾獲選為當年度的百大科技獎,對人類未來生活發生重大影響,成為生活中不可獲缺的一環。

(二)可重覆書寫電子紙i2R e-Paper
i2R e-Paper在液晶方面,採用工研院具領先地位之膽固醇液晶技術,反射周遭自然光,具記憶功能,不需耗電即可維持顯示畫面。在輸出方面,是利用現有傳真機的熱寫頭進行改裝,以「熱」模式進行膽固醇液晶電子紙寫入驅動。該熱寫頭僅需用 86°C溫度及37W電力即可寫入,體積輕、低耗電,也不用進行額外清除步驟,使用者只需將可重覆書寫的電子紙放入改裝之整合系統,即能一次完成清除及寫入步驟。在體積、用電、寫入溫度及功能上均大幅領先國際。此外,i2R e-Paper更具環保特質,其中的塑膠PET基板、高分子液晶材料、奈米顏料吸收層材料及銀電極均可回收使用,符合各國所要求的環保法規。



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