环保显示器“柔性电子纸”

　　1. 前言

　　本文要介绍的是可称作环保显示器的“电子纸”。将以其中率先实现实用化的电泳显示（EPD：ElectroPhoretic Display）方式为中心，介绍形状可灵活改变的柔性电子纸的开发和实用化现状以及展望等。

　　旨在取代纸的电子纸因其用途多样性，需要轻量、柔性、掉落后不会摔坏的坚固性等性能。本文将介绍具备这些性能的电子纸的特点，以及电子纸对于“绿色工艺”的支持情况。

　　2. 电子纸的特点和对绿色工艺的支持

　　2.1 电子纸的特点

　　电子纸是通过电气方式改变像素状态，使显示内容可擦写的显示器件。率先实现实用化的电子纸是美国E Ink公司（现在是***E Ink Holding旗下公司）开发的微胶囊型EPD。其原理和构造如图1所示。在装满透明流体的微型胶囊内加入白色颜料和黑色颜料的颗粒，通过电场的变化和静电的作用使这些颗粒移动，从而使显示器显示面的像素颜色在黑白之间变化。

　　

　　图1：微胶囊型电泳方式的显示原理

　　由于是不使用背照灯的反射型等原因，这种显示器件仅在像素单位的状态发生变化（擦写）时才会在一定程度上消耗较大电力。维持画面显示状态几乎或完全不消耗电力。

　　如果是完全不消耗电力的类型，擦写一次后，只要不再擦写，电子纸就会永远保留显示内容。与号称是“自发光元件，耗电量低”，但依然会消耗相应电力的有机EL（OLED），以及作为遮光快门工作的液晶等普通的显示器件不同，电子纸无需以一定的周期反复对画面整体进行擦写，耗电量非常低。这就是可以称之为终极环保显示器的理由。

　　目前，在展示货架等安装的商品介绍标签方面，一些超市等采用组合了小型液晶显示器和MCU的器件。不过，这种液晶显示器即使是没有背照灯的反射型，也会消耗一定电力，显示部分需要定期更换电池等维护作业。另外，还需要保持显示器上显示的内容。如果换成EPD，就可以完全或者基本省去更换电池的麻烦。而且，向显示器输入显示内容的计算机也无需始终运行。

　　2.2 对绿色工艺的支持情况

　　接下来看一下电子纸对节能型及环保型制造技术，也就是“绿色工艺”的支持情况。

　　在多种类型的柔性显示器中，电子纸对于TFT特性和阻气性的要求最低。因此，可以说实用化门槛是最低的。而且，电子纸的前板已经开始利用卷对卷（R2R）方式生产。但背板还存在问题。前板与背板的贴合方面，枚叶方式已经实现实用化。

　　2.2 Plastic Logic的弯曲电子纸

　　英国Plastic Logic公司开发并制造了表1中多种画面尺寸的柔性塑料显示器。这些显示器在阳光下也比较容易阅读，实现了超轻量、超薄型而且极结实的特性，电池消耗也非常慢。这是融合Plastic Logic的有机薄膜晶体管（OTFT）技术和E Ink Holdings的EPD技术获得的成果。另外，该产品还具备5年以上的产品寿命、1000万页以上的更新及非常高的灵活性等传统显示器所没有的优点。具体特点如下。

　　·基于有机TFT（OTFT）的有源矩阵驱动

　　·采用双稳态EPD技术

　　·超低功耗（无需持续循环刷新）

　　·高弯曲性

　　·超广视角

　　·备有1英寸至15英寸的大范围画面尺寸的产品线

　　·低至200μm的超薄型化（可选）

　　·最大16色阶的灰阶显示

　　·实现薄型、轻量、结实的产品设计

　　制造方式目前采用片式，R2R方式尚未实现。

　　
表1：Plastic Logic的不同画面尺寸的柔性显示器一览

　　以上介绍了 环保显示器的“柔性电子纸”的现状和展望。这种显示器具备液晶屏和有机EL屏所没有的存储性（双稳态性），另外，由于采用无需偏光板的构造，因此可实现明亮的反射型产品。而且，有机半导体TFT驱动已经实现实用化。估计柔性电子纸的生产采用卷对卷方式也指日可待。