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省电性大胜LCD 电子纸显示技术进军IoT应用

导读: 以技术来看,电子纸技术可分成两种,一种是微胶囊电子墨水技术,目前其已广泛使用在电子阅读器上。

电子纸显示器具省电优势,这使其与液晶(LCD显示器产生颇大的差异。 即便电子书阅读器目前仍是电子纸技术的主力应用产品,不过近年来以该技术为基础的电子货架卷标、行李箱电子卷标、电子纸广告牌等,也逐渐成为电子纸显示器的成长动能来源。 而电子纸的省电特性,是其进军物联网应用的最大本钱。

以技术来看,电子纸技术可分成两种,一种是微胶囊电子墨水技术,目前其已广泛使用在电子阅读器上。 该技术的微胶囊中混合了含有带正电荷的白色粒子和带负电荷的黑色粒子,它们悬浮在清洁的液体中,再根据用户需要的内容,并使正电或负电电场接通,相对应的粒子会移动至微胶囊顶端,用户就可以在表面看见白色或黑色的影像。

如果电场的作用方向相反,则显示效果也相反,即黑色显示,白色隐藏。 改变电场作用方向就能在显示黑色和白色间切换。 白色部位对应于纸张的未印刷部分,而黑色则对应着纸张上的印刷图文部分,运用这样的原理,便能直接以外部光源达到反射式发光(Reflective Display)。 但LCD则不同,其主要是运用背光模块投射出光源,光源最后通过表面的彩色滤光膜与偏光片,直射观看者的眼睛来产生影像。
另一种技术则是微杯技术,运作原理类似微胶囊技术,只是结构不同于微胶囊,该技术已大量使用于电子货架卷标,目前除了黑色与白色外,更添加了红色或黄色。

图1 微杯技术十分适用于电子卷标领域的应用

其主要是由数百万个微杯所组成,每个微杯内含带正电的白色粒子、带负电的黑色以及红色或黄色粒子,悬浮于透明液体中,当施加以正负电压时,相斥的粒子便会移动至微杯的顶端,形成所看到的多色组合影像。

由于电子纸在制作时,是用一整张薄膜去做滚压,产出后是成卷的,再做切割,因此其产出的量可以非常大。 也因电子纸的薄膜没有办法做任何驱动,必须再贴上一层薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)给予电压,并驱动薄膜中的小粒子,以产生影像。 而TFT背板,可以是软的,也可以是硬的,如玻璃,不过软的背板目前还有技术上的难度,尚待克服。

全采电子纸颜色更饱合预计2019年将上市

虽然目前电子纸的技术,还只能做到红色与黄色,不过目前元太已持续在这部分做努力,以进一步实现全彩化。 预计在2019年,将会上市全彩的电子墨水技术。 其将会在数字广告牌上,有更好的画质展现,并在颜色呈现上会更加饱和,与直接印出来的海报有极高的相似性。 针对全彩电子墨水技术,元太产品营销部资深经理梁予表示,由于电子纸是运用电压去控制粒子,若只有黑色与白色,仅须一个推一个,一个上一个下即可,但若采用不同颜色,便必须分辨不同的电压来去做驱动,其调色与配色并不容易,也因电压是有限的,要如何细微地去做区分Micro等级的粒子,会让这样的工艺变得十分复杂。

由于元太主要供应的是电子纸面板与材料,因而针对不同领域的应用,会有不同系统厂商的合作伙伴与合作模式。 从2011年开始,元太开始投入电子书领域,目前Amazon是元太最大的电子阅读器客户。 此外,目前也有日本厂商开始运用该公司电子纸技术,将琴谱放到电子书中,让用户可自由在该琴谱中做标记,而相对应的电子琴谱也已经能由相关厂商来做提供。

目前元太的电子纸市场主要有65~70%是在电子阅读器,其次则是在电子卷标(图2),现已在该公司占了10%的市场,目前元太电子卷标的累计出货量亦已突破1亿片,该商机主要会是在欧美市场,像是欧洲的3C连锁卖场Media Markt,而台湾市场虽然也已经可以看到,不过数量还不是很多,梁予表示,即便有些业者仍处于试点阶段, 但由于有感受到电子货架卷标所带来的好处,因此也已开始逐步在为未来的大量导入,做系统上的更改。

图2 欧美市场对电子货架卷标的需求有明显成长

市场调查机构Markets& Markets指出,全球电子货架卷标(ESL)市场,预计从2014年的1亿8,650万美元,到2020年扩大到3亿9,960万美元规模,从2015年到2020年,以14.1%的年复合成长率成长。
价格战自古以来都是业者与同业竞争最直接的方式。 货架卷标若能透过中央统一控制做实时更换,便会发挥很大的帮助,此时电子货架卷标便扮演重要角色。 除此之外,电子货架卷标也能免去过去店员换错价格,让店面产生的不必要人为损失。

相较于台湾,价格有误的消费纠纷在欧美政府的法规管制下,须赔偿更多的金额,因此电子货架卷标的需求,近年在欧美有十分大幅的成长。

即便设置电子货架卷标,确实需要花费额外成本。 梁予表示,不过目前投资成本的回收已是相当明确的,因而受到业者的广泛采纳。 且以往电子货架卷标的投资回收,大约要24~30个月,现今已明显提升到18~20个月内就可以回收。

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