电子纸显示技术介绍共33页课件.ppt

1、目 录电子纸技术原理TFT EPD与TFT-LCD的比较电子纸市场现状与发展趋势产业布局小结目前市面上的电子书技术包括：目前市面上的电子书技术包括： E Ink 微胶囊型(Microencapsulation)电泳技术，采用最多 反转球（Gyricon）技术 Kent Display公司的双稳态胆固醇液晶（Surface Stability Cholesteric Texture，SSCT)技术 SiPix 微杯(Microcup)电泳技术，2019年底由胜华(Wintek)、奇美(CMO)与华映(CPTT)等面板厂导入生产美国MIT和EInk开发：在透明的微胶囊内，放入兰色的液体和白色微粒子

2、，通过外加电压使白色粒子产生电泳，从而显示由白色和蓝色形成的画面。在白色粒子中使用了氧化钛的微粒子，在蓝色的绝缘性液体中，带有电荷并稳定地分散在蓝色的绝缘性液体中。将此微胶囊用硅树脂作粘合剂涂到带有ITO电极的塑料基片上，再以离子流方式将负电子画面施于表面，白色粒子便移动到微胶囊的下部，因此，画面便显示出蓝色图像，之后，全面施加正电子，白色粒子便移动到微胶囊的上部，表面则变成白色，图像即被消掉。其中白色和蓝色都是可以替换成其他颜色的。 E-Ink开发的电子墨水（Electronic ink)是用直径30m300m的球状透明光滑的微胶囊包覆电介质悬浮液，悬浮液中漂浮着白色带电光散射微粒，这些胶囊

3、分布在聚氨酯胶粘剂中构成分散体系，涂布或者印刷在柔性导电高分子透明塑料电极上，构成原理型柔性电子纸显示器。 E-Ink微胶囊技术旋转球技术 美国xerox公司和3M 公司共同开发：以每半个球分别涂成白与黑的球形微粒子，通过电场控制其方向，由白和黑两种颜色显示出图像。用硅树脂作为粘合剂将双色粒子涂在基片上，在粒子的周围形成空穴，以特定的液体充电，粒子表面的白侧为负，黑侧为正，在两色之间呈现出不同的电荷而形成偶极子。若以负电荷图像加在这张纸板的表面，粒子便会旋转，使黑半球朝上，如果以正电荷加在纸板表面，白半球便朝上，因而可以显示图像。 胆甾醇液晶在无电场取向时是平行的，通过适应液晶的旋转间距来选择

4、色光进行反射；在弱电场情况下成为焦圆锥取向，通过透光来维持其状态；如果外加强电场时，就又返回到平行取向。利用这个电场的变化，就可以控制显示和非显示。可显示600dpi的图像。胆甾醇液晶具有双稳态特性，断电后仍保持图像不变。 由红、绿、蓝三层胆甾醇液晶薄膜堆叠而成，通过外界光反射，显示彩色颜色。胆甾醇液晶电子纸技术Sipix的Microcup微杯有源驱动EPD结构示意图（透明电极Common ITO/充满有色电泳液的Microcup 阵列/封装层/TFT底板）微杯技术将白色带电粒子与电介质液体封装在Microcup中，Microcup结构将电泳液分隔成细小的独立单元，有效地预防了电泳液的外漏以及

5、微粒的位移。Microcup结构具有造型上的任意性，结构完整性和机械稳定性的优点。Microcup微杯技术Sipix的Roll to Roll制程示意图步骤: (1)涂布： 先将塑料复合材料涂布在ITO/PET膜上；(2) 微杯成型：使用微杯滚轮压铸并使用紫外硬化成型；(3)填充电泳液于微杯中；（4）封装：使用顶部封装技术封装电泳液及微杯；(5)压合：压合封装的微杯膜在TFT底板或是有线路图样的第二电极膜上。电子纸制造工艺主要电子纸显示技术的技术特点及优势主要电子纸显示技术的技术特点及优势性能指标双稳态胆甾醇液晶电子墨水（E ink）旋转球（Gyricon）反射率约20%-40%约40%20%

6、分辨率180ppi80-160ppi75-80ppi耗电量对于32开页面，2节五号电池，可以翻1.5万页左右（5英寸QVGA格式），最低0.1mW左右，随响应速度加快而显著增加与胆甾液晶显示接近响应速度30ms-100ms产品目标为150ms30ms对比度20-30:110-30:110:1驱动方式无源、有源有源驱动有源驱动驱动电压约10V15V较低灰度实现方式电压调节电压调节，2-4bit通过可变倾斜电场控制旋转角度彩色化方式类似CSTN有色胶囊或W+Filter,目前技术只有4K色样品，彩色化比较难带彩色界面的微球成本类似STN-LCDN/A高（球的制作、倾斜电场技术难度大）稳定性非常稳定

7、比较稳定图像保留时间较短优点技术比较成熟，成本较低，省电，驱动电压低，影像存留时间长，容易实现灰度无视角限制，容易实现软屏，超薄，较稳定即可做成透射式，也可做成反射式，响应速度较快，轻薄缺点难以做成软屏，相应速度地，对比度低驱动电压高，有机TFT不成熟，需要微胶囊技术，分辨率低，相应速度低，不易彩色化色球和可变倾斜电场技术难度大，分辨率低，需要有源驱动，对比度低厂家厂家显示原理显示原理驱动电压驱动电压显示性能及说明显示性能及说明美国E-Ink日本凸版印刷显示方式：采用加压后会使带电粒子产生移动的电泳方式15V响应速度：40ms灰度：10对比度：15：1反射率：35%日本索尼e-paper使用银

8、离子，附着在电极上变成金属时显示为黑色，其结构为分别位于显示器上下侧的透明电极和银电极为正交配置，固体电解质夹在两电极之间15V响应速度：100ms对比度：20：1反射率：70%分辨率：100dpi大日本油墨化学液晶分子内部四周粘贴有树脂（聚合物网络），液晶沿着聚合物网络随机地朝不同方向移动，利用随即定向的液晶分子使光线发生散射，因此提高了白色反射率。12V响应速度：70ms灰度：16对比度：16：1反射率：35%分辨率：100-200dpi日本佳能 色粉法，单侧配置电极，让黑色粒子在平面上移动。12-25VTFT驱动电压为25V响应速度：20ms灰度：16对比度：20：1反射率：30%分辨率

9、：200dpi部分电子纸制造商开发和技术研究状况部分电子纸制造商开发和技术研究状况目 录电子纸技术原理TFT EPD与TFT-LCD的比较电子纸市场现状与发展趋势产业布局小结TFT LCDTFT EPD阳光下的可阅读性阳光下的可阅读性穿透式不佳半反半透式尚可极佳视角视角视角有限，最大仅到170度极佳，接近180度的视角色彩呈现色彩呈现极佳的全彩呈现单色显示，彩色尚在展示阶段响应时间响应时间几毫秒几十毫秒百毫秒功耗功耗用电量高，且持续耗电省电，以少电力维持画面，仅在转换页面时才会使用电力电池寿命电池寿命十小时以内平均充电一回可看700页。假设一天看200页，则带电量可长达一个月。动画性能低动画性

10、能低反射型反射型/不需背光不需背光可绕性可绕性/轻薄化轻薄化无充电状态画面可保持无充电状态画面可保持动画性能高动画性能高/高色彩饱和度高色彩饱和度发光型发光型/需背光需背光不易弯曲不易弯曲无充电状态画面可保持无充电状态画面可保持电子纸与电子纸与LCDLCD显示器比较显示器比较电子纸的优点 视读状况好，即使长时间凝视也不会使眼睛感觉疲劳，可以在表面上进行光感的调整、加工； 对比度高，反射率是液晶的6倍，对比度是液晶的2倍，报纸的2倍。电子纸环境反射光线显示，较LCD更适合户外观看；功耗低，电子纸具备双稳态特性，断电保持画面，仅在刷新屏幕时耗电； 高分辨率，量产品可以达到200dpi的分辨率； 轻

11、、薄化。不需要背光模组，厚度通常为0.5毫米，最薄可达到0.1mm；材料成本低，不需要背光模组，不需要严格封装；柔性显示，可弯曲折叠，有良好的柔韧性； 广视角，由于是微球体结构，反射面广，视角可以达到180度。电子纸的缺点： 响应慢，目前电子纸响应时间大约50-100ms，而LCD通常是15-30ms，这就意味着电子纸无法播放连续画面的节目； 实现彩色难度高，电子纸显示原理就是黑白双色粒子，彩色的话必须加彩色滤光片，虽然LCD也需要使用彩色滤光片，但是电子纸加彩色滤光片后亮度和对比度会降低； 良率低导致成本高，其主要制程是比较难控制的化学工序。目 录电子纸技术原理TFT EPD与TFT-LCD

12、的比较市场现状与发展趋势产业布局小结年份年份出货量（万片）出货量（万片）销售额销售额20191591,800万美元20199535.170万美元20198, 430万美元20193亿美元20194亿美元20192, 8776.5亿美金电子纸市场状况目前电子书市场以手机、电子书终端等小型设备为主，在2019年的整体需求中，电子书占约8成。而电子看板等大型用途也已进入实验阶段。2019 953万片，其中800万片由Motorola采用用于移动电话，占9成。2019 Casio Hitachi Communications采用电子纸作为手机的背面显示器；荷兰的Polymer Vision开发出采用电

13、子纸作为主显示器的可折叠手机。2019年电子纸市场规模为90亿5300万日元，较2019年成长63%。 电子纸应用领域 2019年Panasonic、Toshiba及Sony等陆续推出采用电子纸(e-Paper)显示技术的电子书(e-Book)等终端产品。之后，各厂商为扩大电子纸市场及应用面而推出不同应用的电子纸产品，例如电子看板、电子标签等，甚至可挠性、可卷性的电子纸产品亦接着问世。从2019年开始，彩色的电子纸显示器技术发展亦不断加快，目前已有数家厂商开发出了相关的产品。应用领域：电子书、电子报纸、平板电脑及笔记本电脑副屏幕、电子笔记本、电子词典、电子价格标签、电子看板、广告牌、手表、时钟

14、、操作手册等信息显示、移动电话或其他移动设备的文本或图像可以无线传输至方面观看的大屏幕显示器等。彩色电子纸显示器技术发展进程时间 厂商 产品 采用技术 2005 年 7 月 Fujitsu 具有图像记忆功能的可弯曲彩色电子纸 胆固醇液晶 2006 年 6 月 Bridgestone 实现 4,096 色显示，像素 480384 电子粉流体 2006 年 7 月 日立制作所 实现 4,096 色显示，像素 512384 电子粉流体 2006 年 10 月 E-Ink 各色 16 阶共 4,096 色显示和各色 4 阶共 64 色显示，像素 400300 电气泳动 2007 年 3 月 Fujit

15、su 彩色电子纸显示屏幕的平版装置 FLEPia Portable Tablet 胆固醇液晶 2007 年 5 月 LG.Philips 4,096 色 A4 规格的可弯曲彩色电子纸显示面板 在金属薄片上排列薄膜晶体管的基层 2007 年 5 月 Samsung 14.3 英寸可挠式彩色电子纸 2007 年 5 月 Bridgestone 亮度增至原开发品 2 倍的 A4 彩色电子纸 电子粉流体 FujitsuFujitsu开发的世界首款具有图像记忆功能的可弯曲彩色电子纸2019年7月 富士通首创的彩色电子纸 弯曲时不影响图像显示富士通首创的彩色电子纸 显示出彩色艳丽图像各厂商的研究进展201

16、9年10月 日本KDDI公司 显示屏通过无线连接显示手机上的图片13.1英寸的彩色电子纸显示屏采纳Bridgestone公司的电子液态粉末技术，可以显示4096种颜色。2019年8月 LG LG 飞利浦飞利浦 全球首款 A4纸（14.1英寸）大小，厚度0.3mm的柔性彩色电子纸 采用E Ink模块，最大显示4096色。2019年8月 SamsungSamsung A4尺寸高精细电子纸 ，像素2120*1500，精细度为180ppi的单色显示电子纸。在塑料底板上约130度的低温工序中形成a-Si TFT驱动反射性电泳显示屏A4尺寸、像素2120*1500的三星柔性电子纸14.3英寸a-Si TF

17、T阵列塑料基板2019年10月 BridgestoneBridgestone近期研制了全球最大的彩色电子纸 435*326mm（A3尺寸），厚度0.29mm2019年10月2日 SonySony 采用E Ink EPD 6英寸 支持触摸操作和文本输入电子纸发展趋势目 录电子纸技术原理TFT EPD与TFT-LCD的比较市场现状与发展趋势产业布局小结全球电子纸产业链全球电子纸产业链Source：拓墣產業研究所ElectronicInkICDevicesE InkSiPix ImagingBridgestoneFujitsuCPUMemoryTCOMDriverPanelModulesPVIHar

18、dwareSolutionPVIHitachiFujitsuProductsE-ReaderSonyAmazoniRex宜銳宜銳翰林翰林FrankinFujitsuDriver: 晶門晶門元太科技目前是全球唯一量产的电子纸显示模组供应厂商，其出货对象包括Sony、宜锐等。Sony自2019年第三季度在北美推出电子书产品SonyReader 2019年底，台商企业宜锐科技，在大陆正式推出STAReBOOK产品。2019年，E-Ink技术产品的产量从几万台增加至几百万台。 2019年，已有超过10家厂商推出采用美商E-Ink电气泳动技术的电子纸产品。2019年，Motorola推出采用E-Ink电

19、子纸技术的低价手机Motofone，约有800万支销售量，因此未来电子纸的市场规模预计将会有大幅度地成长。目前电子书市场以Sony Reader Digital Book、以及Amazon的Kindle为主EPD的产业化进程电子纸未来市场布局 可绕性 轻薄化 高分辨率 低耗电 便携式 区域彩色化 大尺寸化 多重画面 记忆性 低成本 动画 全彩化 可卷性电子纸可能开发的领域正式投入个人应用领域扩大市场扩大市场创造市场创造市场非开发对象领域非开发对象领域虽然双稳态胆甾醇液晶（SSCT）做电子书的显示器已经产品化，但要真正被用户接受，至少要解决显示质量问题，包括底色和字体颜色、响应速度和彩色化问题。如果开发电子纸技术，建议采用较为成熟的E-Ink微胶囊电泳技术，将涂有E ink的塑料薄板与TFT基板整合可以利用现成的TFT-LCD生产设备，而且使用的材料组件更少、步骤更简化，一旦能够进入商业化大量生产阶段，应该比TFT-LCD的生产成本更低，良品率更高。这样可以迅速切入市场，抢占市场先机，后续再进行彩色化电子纸技术的开发。除了电子书外，电子纸显示器在电子标签、智能卡、手机等产品中的应用具有非常大的市场潜力。应充分发挥天马在中小尺寸显示屏方面的优势，积极开拓电子书以外的其他应用领域。小 结The End！谢谢