創世紀全彩電子紙 速博思製程大解析

李祥宇,現任速博思總經理,民國70年畢業於國立台北工專五專部電子科,創業40年。擅新技術、新產品研發未曾失敗。目前帶領菁英成立速博思,以10人規模同步跨越IC設計、面板設計、專利佈局三大領域;研究範圍橫跨觸控、指紋辨識、資安到最近的電子紙,累計取得專利超過300件以上。圖 / 策略風知識新聞網

前瞻創新先回顧 釐清問題說製程

速博思自提出創世紀全彩電子紙架構後,獲得多方關注。然而,有關可大幅降低成本的部分,各方意見紛至沓來且看法分歧。為釐清問題,本文將先回顧一下使用彩色濾光方式的全彩電子紙發展歷程,然後再公開創世紀全彩電子紙的製程。

要從早期黑白兩色電子紙膜進入彩色電子紙設計,其間必然要參考彩色LCD原理。在電子紙膜外表加上彩色濾光片,結構上可以想成用電子紙膜取代LCD中的液晶;至於上下兩片玻璃則不變。

環境光不及強背光 影像成像偏暗

兩者間最大的差異在於,LCD因可打上很強的背光來補足被濾光片吸收的光線;電子紙則因使用反射光原理成像,一般環境光的亮度遠不及LCD的強背光,因此影像顯示時會偏暗,尤當光線通過彩色濾光片到達墨水中白色粒子的反射距離越大,影像偏暗問題就越嚴重。

速博思全彩電子紙雙解。歷經多年研發創新,提出兩種新全彩電子紙創新生產方案,將為代世代LCD面板廠帶來豐厚利益,助攻突破困境。圖 / 速博思提供

這些技術問題,在歷經數年持續演化下,如今彩色濾光色塊已可直接印在電子紙膜的內層表面,因此濾光色塊可緊貼裝有電子墨水的微膠囊,讓上述的反射距離縮到最短,取得最佳化的光反射效率。

工藝高難良率低 材料替案成本高

然而,想在很軟的膜片上用噴墨方式將彩色濾光色塊,印在封裝微膠囊的ITO薄膜內層,本身就是一種超高難度的工藝,況且須維持列印精度,極可能要付出良率降低的代價。

最近,市場上有新材料可用超薄ITO玻璃取代現有ITO薄膜,直覺判斷應該可以改善工藝難度並提高良率,但新出的這種超薄玻璃成本一定不低,如何在良率與成本間取得平衡,免不了先要精打細算一番。

電子紙翻面看 創新專利迎刃解題

選用速博思創世紀彩色電子紙解決方案,不但可以直接避開高難度生產工藝要求的難題;LCD高良率成熟製程更可一次解決當前坊間全彩電子紙面臨的所有問題。關鍵就在速博思的創新專利:將觀看面由傳統電子紙表面,翻轉180度移到控制玻璃這面,簡單說,就是把傳統全彩電子紙翻個面來看。

當然,要做到可以翻面看,過程全都是真功夫。關鍵就在把原不透明的控制玻璃設計成透明控制玻璃,其中不少創新設計甚至挑戰難度極限,速博思在逐項克服問題後也取得多項專利,最終達成全彩電子紙翻面看的優化目標解方與新典範。

4步驟 提升良率降低總生產成本

當速博思成功製作出高透明控制玻璃,其後就可導入市場既有的高良率成熟製程,傳統上因對位不易產生的不良品將大大減少,既提升良率也可降低總生產成本。我們的做法概分為4步驟,第一步先完成超高開口率的設計,然後交給面板廠用製作 Array 的成熟製程,製作透明控制玻璃。第二步將做好的透明控制玻璃送往製作彩色濾光片的工廠,在透明的Array玻璃上用成熟的黃光製程,製作精準的彩色濾光色塊。

速博思創世紀全彩電子紙製程大公開。圖 / 速博思提供

第三步,將有彩色濾光色塊與Array的控制玻璃送至電子紙的模組廠貼合黑白電子紙膜、安裝上驅動IC與FPC軟版。最後,第四步接上控制的MCU電路板來驅動成像。像這樣,4步驟完成後把電子紙翻面看,全彩影像歷歷在目。

到創新技術博覽會 與速博思交流

由於速博思創世紀彩色電子紙解決方案,用的所有流程都是成熟製程,因此具有高良率;量產成本預期也將與LCD差不多,相較現在全彩電子紙成本,動輒數倍於LCD,速博思方案在降本增效方面,向前跨出一大步。

10/16-18日今(2025)年台灣創新技術博覽會(TIE)將在台北世貿一館盛大登場,速博思應邀將於創新經濟館IC04攤位展出創世紀彩色電子紙解決方案,對這項創新技術感興趣的舊雨新知,歡迎親臨現場交流,知無不言,相信定能不虛此行。

 

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