除了EPD,电湿润显示(Electrowetting Display, EWD)也是相当值得期待的一项新兴电子纸显示技术。此技术能在不用偏光板、液晶和彩色滤光片的条件下,即能达到彩色效果,而且颜色切换速度极快,能满足动态影像的播放需求,因此具有非常好的发展潜力。

Liquivista在今年的CES中展出6吋的LiquavistaColor彩色阅读器样机 – Pebble,它具有全彩视讯动态影像的播放能力,而且具有低耗电、高对比度度及广视角的特性
Liquivista在今年的CES中展出6吋的LiquavistaColor彩色阅读器样机 – Pebble,它具有全彩视讯动态影像的播放能力,而且具有低耗电、高对比度度及广视角的特性

EWD的原理与EPD类似,是利用油墨和水不同表面张力之特性来作为显示介质的驱动原理。当不施电压时,油墨在基板上形成一层可见的光学膜;施与电压时像素变成透明的。透过控制个别像素上的电压,即可以显示图像。目前将此技术商品化的代表厂商为Liquavista,而国内的工研院在此技术上也已卓有所成。

继单色的LiquivistaBright,今年Liquivista在CES中主打6吋的LiquavistaColor彩色阅读器样机 – Pebble,它具有全彩视讯动态影像的播放能力,而且具有低耗电、高对比度度及广视角的特性。此阅读器还可依不同内容所需的画面更新率(如看书或看影片),以不同的模式来驱动显示器,以做到尽量省电的要求,因此很适合需播放多媒体应用,但又对功耗斤斤计较的E-Reader等可携式设备。

目前LiquavistaColor在彩色化的实现上目前仍采用彩色滤光片来达成,由于是反射式的显示技术,难免会犠牲部分的反射亮度。该公司预计在2011年推出下一代的产品 – LiquavistaVivid,这款阅读器将采半穿反(transflective)模式显示技术,也就是同时具有高亮度的单色反射显示模式,以及高彩度的全彩穿透式显示模式。

采用反射模式能做到最省电的阅读应用,但使用背光的全彩穿透模式时,因电湿润技术的光学切换效率极佳,能够将功耗降到很低。这种双模式架构的诉求与Pixel Qi相同,能够同时满足电子书阅读及彩色显示应用的需求。Liquavista EWD技术的另一个优势,则是强调采用与液晶显示器相似的架构,因此可用标准的液晶显示器生产线来制造。

除了Liquavista,工研院影像显示科技中心也致力于EWD的开发,并卓有成就。目前该单位已研发出单层彩色油墨结构的EWD,反射率可做到40%以上。在制程上使用数字喷涂(Ink-Jet Printing, IJP)技术,将墨水精准地喷涂于各画素中,以达到大面积制程的需求,目前已可做出6吋的EWD面板。至于材料的部分,因可使用现有的彩色油墨染料,生产成本低廉,使国内厂商具有快速量产的能力。

对于EWD来说,目前所做到的效能表现仍不是最佳的。EWD是少数可以同时发展反射式、穿透式及半反穿式显示器的显示技术。而在彩色化的作法上,除了采用彩色滤光片和单层彩色油墨的作法外,还可以采用三层三色EWD的反射式架构来实现全彩的表现。此一三层式体系结构可以达到最接近于纸张的反射率(60%)与彩度(彩色转换率达100%),在对比度上甚至高于纸张,请参考下表。不过,制造上的困难度相当高,如果能克服生产上挑战,相信会是极具竞争力的显示技术。

表一 电子纸显示技术光电特性比较

技术 黑白反射率 彩色转换率 对比度 视角 灰阶度 影像更新率
反射式液晶 503315Limited模拟 视讯
胆固醇液晶 3050*10Limited模拟 >1s
电泳式技术 453312Unlimited模拟 ~1s
IMOD503312LimitedPWM, Area视讯
单层EWD**603312Unlimited模拟 视讯
三层EWD**6010018Unlimited模拟 视讯
纸张 7010015UnlimitedArea-
注:*假设左、右手极化都被应用在实际案例中;**光学特性:In-pixel x 0.90(需考虑墙面的损失)参考数据:Liquavista

(作者为零组件杂志编辑总监,联络信箱:ou.owen@gmail.com )

相关活动:05/06 电子阅读器彩色化关键技术论坛(本活动中将介绍Mirasol、软性彩色AMOLED及胆固醇彩色电子书显示技术)