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LCD 工程. 軟性 LCD 介紹 - 雙穩態顯示技術及應用. 老師：吳文端 老師 學生：蕭嵩翰 49514085 楊承諺 495L0045. 雙穩態顯示技術（ bistable ）. 此種控制顯示技術，只有在 變換螢幕資訊時才須要通電 ，若不必更換螢幕資訊時，則可 關閉電源，螢幕上仍可維持顯示 的資訊，螢幕上所有的資訊並不會消失，此種特性稱之為「 雙穩態 」，具有非常省電的特性。. 雙穩態技術應用. 電泳技術介紹.
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LCD工程 軟性LCD介紹-雙穩態顯示技術及應用 老師：吳文端 老師 學生：蕭嵩翰49514085 楊承諺495L0045
雙穩態顯示技術（bistable） • 此種控制顯示技術，只有在變換螢幕資訊時才須要通電，若不必更換螢幕資訊時，則可關閉電源，螢幕上仍可維持顯示的資訊，螢幕上所有的資訊並不會消失，此種特性稱之為「雙穩態」，具有非常省電的特性。
電泳技術介紹 • 最早的電子紙技術是由Xerox的研究人員Nick Sheridon在1970年代所發展，其特色是包含帶電荷的小球，其中球的一面是白色，另一面是黑色，當電場改變時，球會上下轉動，而呈現度不同顏色。 • 第二代的電子紙技術事由Joseph Jacobson在1990年代所發展，其特色是以微膠囊代替傳統的小球，並且在膠囊內填充彩色的油（oil）與帶電荷的白色顆粒，並且經由外在電場的控制將白色顆粒往上或是往下移動，其中當白色顆粒往上（接近閱讀者方向時）則顯色出白色的像素，當白色顆往下時（遠離讀者時）則顯色出油的顏色。 • 微杯化(Microcup)電泳顯示技術是由Sipix研發，白色分散粒子為分散相搭配不同顏色的分散介質做色彩的調變，以電場改變白色粒子的運動方向，現在看到的產品多為藍色分散介質。
旋轉球型 球的一面是白色，另一面是黑色，當電場改變時，球會上下轉動，而呈現度不同顏色。
旋轉球改良型 • Oji Paper公司於2002年IDE會議中發表了旋轉球的改良版，把原本的球型粒子，改成半黑半白且黑白區域相反的圓柱，將這些圓柱封裝在圓形管的水平排列槽忠，強調反應速度的提升與粒子製程的簡化。
電泳技術-電子墨水 • 電泳顯示技術原理為於顯示面板導入正或負極電荷，由於面板中間的顯示介質帶有電荷，利用正負相吸的原理，使得顯示介質可以在上、下面板之間移動或旋轉，以達到顯示訊息的目的，當黑色球被兩正電荷所吸引時，使得白色球移動至上方，所以螢幕上方可見到白色，當均為負電荷時，則顯示為黑色。
反射光源 • 此顯示技術所需的光源，為利用外界的光源照射至黑、白色球後反射出黑、白的顏色，所以螢幕不需背光源。反射能力佳的白色染料粒子為顯示亮態，吸收能力佳的黑色染料粒子來顯示暗態。
灰階控制 顯示灰階主要跟驅動電壓和脈衝週期有關係，電壓的正負來控制其灰階的變亮變暗，脈衝週期長短則控制其亮度變化的大小(如下圖)。
電泳技術-電子墨水 • E-Ink要達到彩色顯示所需要的步驟要比Microcup技術複雜一點，必須搭配濾光片。不過E-Ink彩色顯示有其限制，全彩的影像僅出現於靜態的影像，若要有動態影像時，為了使反應時間加快，就必須減少摻雜的正負電離子量，或者要縮小單一畫素體積，這將會導致色純度不夠，因此最高顏色數就受到了限制。不過其反射率、對比度等等條件都已經近似於真的紙張了。
電泳技術-電子墨水 在驅動電路上採用主動列陣式電子紙，由有機薄膜電晶體(OTFT)來驅動，並使用蝕刻製程加上 microcontact printing ，最後組成完整電子紙顯示器。
電泳技術-微杯型 下圖所示是一個典型的主動式矩陣EPD的概要結構。從上至下的結構依次為﹕透明的第一電極層；充滿有色電泳液的Microcup陣列；封液層／粘合層；以及TFT底板。Microcup陣列可用光蝕刻技術或精密微型壓花技術在整卷的ITO電極膜上製成。Microcup結構將電泳液分隔成細小的獨立單元，有效地預防了電泳液的外漏以及不當的微粒的位移。Microcup結構還具有造形上的任意性，結構完整性和機械穩定性的優點。
微杯型特性 Microcup的形狀和尺寸可以根據不同的應用需求來作有效的調整。左下圖所顯示的是兩種典型的Microcup結構圖。經由通過微粒--微粒、微粒--封裝層、和微粒--Microcup間交互作用的最佳量化後，SiPix成功製成64x240條線的被動式矩陣Microcup驅動電子紙（PMEPD）。此電子紙為全世界第一次被成功製成的軟性電泳顯示器。在30伏下驅動電壓，其影像掃瞄速度可以達到每條線<30微秒，且影像對比度可達>10。同時SiPix也已在實驗室證明Microcup主動式矩陣電子紙AMEPD，在低驅動電壓（<10伏）時，影像對比已可達>10。
電泳技術-微杯型製程 • 高效率的卷式(roll-to-roll)製程 下圖顯示SiPix的Roll-to-Roll製程分為五大步驟： (1)塗佈：先將塑料複合材料塗佈在ITO/PET膜上 (2)微杯成型：使用微杯滾輪壓鑄並使用紫外線硬化成型 (3)填充：填充電泳液於微杯中 (4)封裝：使用SiPix專利頂部封裝技術封裝電泳液及微杯 (5)壓合：壓合封裝的微杯膜與TFT底板或是有線路圖樣的第二電極膜上。
智慧紙、粉體移動顯示技術 智慧紙:與E-Ink和Microcup技術類似，有Xerox的Smart Paper技術，其採用直徑小於100mm的球體。在球體上塗佈了兩種相反電性與顏色的顏料，並置於可彎曲塑膠片中微孔的半球體所組成，當施加電場時則會隨著電場變化旋轉到指定的顏色部分。目前Xerox已經將Smart Paper部門獨立出來，成立了子公司Gyricon Media，負責推動這方面的技術與業務進展。 粉體顯示:與電泳有點類似，不同處於微粒子的周圍是空氣或是其他粒子。利用氟化碳 構成的白色粒子與樹脂、碳粉構成的黑色粒子，加電壓使黑色粒子上下移動進而實現黑 白畫面顯示，由於顯示畫面由於顯示畫面無法全部覆蓋黑色粒子，因此畫面對比偏低。 此種電子紙的優點是反應時間快(5~10ms)，但所需要的驅動電壓很大(70~500V)。
雙穩態顯示技術應用 • 電子紙技術已能逐漸縮短與TFT-LCD技術與紙製品優勢上的差距，目前電子紙技術在全彩化、成本控制、量產技術等方面已取得相當大的進展，包括富士通開發出採用薄膜機板的可撓性彩色電子紙、普利司通的採用電子粉流體的電子紙搭配彩色濾光片、美國SiPiX Imaging(鑼洤科技)搭配TFT基板的電子紙等等。未來電子紙顯示器應用除了電子書產品、電子標籤應用外，信用卡與智慧卡將是另一發展潛力的市場。
雙穩態液晶顯示應用 微杯技術先前已應用在電子標籤、具顯示功能智慧卡(Display Card)等類紙式市場，電子標籤過去採用LCD技術會有視角的問題，且成本與耗電量高也影響市場發展，因此微杯技術有存在的優勢，在客戶對於電子標籤應用的接受度提高；至於Display Card因能達成身分辨識以及付款功能，且在每次使用後會更新辨識密碼，因此資料安全性佳，目前鎖定金融卡作為目標市場。
雙穩態液晶顯示應用 採用 (E-Ink)製作的「電子紙錶」，利用“電泳”技術顯示時間。運用可如紙張彎曲的特性，展現顯示螢幕服貼手腕弧度的驚人設計，“電子紙”顯示畫面比過去的數位石英表的反射型液晶顯示LCD的等級更高，視角寬度幾乎可達180度，重量卻僅只LCD的一半，柔軟性佳、關掉電源影像也不會消失等特性，最有利於搭配創意的設計做最完美的呈現。 它不僅將大而彎曲的顯示畫面發揮極致，除可顯示數字外，還可與錶面紋路組合拼花圖案，並以黑白顛倒的顯示方式，自動更換白天(上午 6：00~下午5：59)與夜晚(下午6：00~上午5：59)的顯示背景，大幅提升視覺的豐富性，以及腕錶對於整體配飾的功能。
結論 • 除了應用在電子書市場以外，以上介紹的幾項技術都可以應用在目前相當熱門的可撓性顯示技術中，除了高對比、廣視角等固有優點以外，省電優勢，以及節省紙漿使用，更是因應未來環保潮流的最佳目的之一。不過目前最大的推廣阻礙，還是要看人類對這項新技術的適應速度，假使成功推展開來，對於目前的紙張閱讀習慣將會是個非常大的革命性演進，配合目前的塑膠電子晶片技術，不久的將來，火車上或捷運上可能就會看到如電影「關鍵報告」中，人手一份可顯示文字與全彩動畫的電子刊物的情景。
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