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[May 14, 2003]
物理：親愛的﹐我把螢幕捲起來了
編輯：Agape
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5x10^6﹐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。
<附圖﹕電子墨水示意圖> *請參照他們的網頁*
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)