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親愛的﹐我把螢幕捲起來了

2011/02/08 | |

Original publish date:May 14, 2003

編輯 Agape 報導

利用特殊的薄膜電晶體技術﹐科學家們開發出可以捲起來的電子顯示幕。

 

當科學家們正致力於將電子元件的尺寸縮小,挑戰摩爾定律(Moore’s Law)的極限時﹐在整個半導體元件的研發中﹐也存在著抱持不同目標的人們﹐在為具有特殊功能的應用而努力。在本期的Nature雜誌中﹐任職於E Ink的Yu Chen﹐便是這樣的一個例子。他們的研究成果﹐就是一種可以捲起來平面顯示幕。

 

他們的元件﹐基本上是彈性基板薄膜電晶體(TFT)與電子墨水(electronic ink)﹐這兩項技術的結合。前者是利用半導體薄膜電晶體的技術﹐將元件製造在75um厚﹑可彎曲的鋼箔基板上。而所謂的電子墨水技術(見附圖)﹐則是利使用一種特殊的電滲(electrophoretic)物質, 其中含有微米尺寸的顆粒﹐而這些顆粒內有帶電荷的染料粒子。當這些微米顆粒受到負極性的電場作用時﹐帶正電的白色染料粒子就會浮現在顆粒表面﹐使得整個顆粒呈現白色。而當微米顆粒受到正向電場作用時﹐因帶負電的黑色染料粒子被吸引﹐整個顆粒就呈現黑色。如此利用外加電場的極性改變﹐就可以達成黑白對比的調制。而Chen Yu等人的元件﹐即是利用薄膜電晶體陣列﹐達成在特定區域﹐局部地調整黑白對比﹐達成高解析度顯示的功能。

 

他們的薄膜電晶體﹐其threshold voltage為4V﹐mobility為0.5cm2/Vsec﹐元件關閉狀態下閘極的電流在其電壓10V時為1pA﹐導通/關閉比為5×10^6﹐足夠用來作為高解像度的顯示幕之用。此外﹐他們也將元件捲成半徑為2mm的圓筒達2分鐘﹐其TFT的作用絲毫沒有受到影響。至於元件的解析度﹐是96dpi﹐視角幾乎為180度﹐很適合作為平面顯示器的使用。另外一個可能的應用﹐就是可以即時更新的電子報紙的製作。也就是將傳統的報紙﹐用這種方式顯示供人閱讀﹐如此不但節省紙張﹐也減少了墨水油污的困擾。

 

至於元件的反應(黑白色彩轉換)速度﹐目前要250msec﹐對於一般的平面顯示螢幕﹐已是綽綽有餘。但如果要應用在穿戴式的電腦螢幕產品製作﹐反應時間則需要縮短到15msec才行。並且﹐根據Yu Chen表示﹐他們仍在努力尋找更薄的基板﹐最終希望製造出可以折疊的元件。若是他們的產品開發成功﹐相信對於未來消費性電子產品的市場﹐將帶來一股新的風潮。

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電子墨水示意圖

原始論文:

  • Nature Science Update: Slim screen can be rolled but not folded, May 8 (2003)
  • Chen, Y. et al. Flexible active-matrix electronic ink display, Nature, 423, 136, (2003)

參考來源:

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