不像紙更像保護膜 價高居高不下
本期跟大家分享柔性全彩電子紙。誠如各位知道的，目前大家看到的電子紙其實一點也不像紙，更像是貼在玻璃上的保護膜。柔性電子紙問世以來，也有一段時間了，不過因為成本較高，容易刮傷，因此市場接受度不高；所以市面上並不多見，因此更難達到經濟規模致價格居高不下，處惡性循環中。
發展緩慢 全彩等待主需求出現
回頭看柔性電子紙在現實中的運用，其實還沒有任何主需求，非使用柔性電子紙不可。例如:電子標籤、電子紙閱讀器、筆記本、海報、看板等，目前還沒有用柔性電子紙的迫切必要性，所以發展緩慢。
柔性電子紙目前以黑白為主，彩色柔性電子紙還存有相當困難的議題待克服，老實說如要達到量產還須加把勁努力，然而，其實只要有主需求出現，進展就會加快，困難終將克服，所有的問題也非鐵板一塊。
生產柔性電子紙的廠商以電子標籤為主，其次是智慧卡；穿戴式應用則還在概念階段。未來的方向可以觀察做為可變化外觀的運用，例如：元太科技的變色紙(Prism) 用在車體外觀作為變色車使用、用在小米第二代機器狗 CyberDog 2上，讓開發者能夠自行設計機身顏色和圖案。
低耗電 勢成新一代主流解決方案
同樣的運用也可能用在手機的背蓋上，筆電與平板的背蓋上，既可以更換圖案，也可以用來顯示時間等必要資訊；還可節能不耗電。引用分析師郭明錤觀點，彩色電子紙具備低耗電特性，未來將成為摺疊裝置的標配或是次要螢幕，看好將成為新一代的主流解決方案。
引用業界的傳言: 蘋果擬將 iPhone 打造成多螢幕手機，除原先的主螢幕，將利用電子紙做出次螢幕以顯示文字訊息、用電狀況等，並且，一次搭載 2 片螢幕，意在和現今全球最暢銷的摺疊手機三星 Galaxy Z Flip3，一較高下。
由上看來，全彩電子紙使用在行動裝置的機率很大，關鍵就在必須先克服色彩的品質問題。
問題意識 借光可折疊螢幕發展史
談完運用與市場，再談談可能遭遇那些問題。我們或可從觀察可折疊螢幕的發展歷史，推演出一些脈絡，可折疊螢幕使用塑膠基材的OLED與電子紙類似，差別只在OLED的厚度僅數微米，但電子紙厚度要數十微米，厚度差距在5-10倍，這個差距在摺疊方面影響不大，所以預估遇到的問題也會差不多。
折疊式螢幕最大的問題在於表面保護，由於不能使用硬度較高的保護玻璃，螢幕保護由早期在透明PI表面製作硬塗層，到現在使用超薄保護玻璃才勉強堪用；超薄保護玻璃的價格不便宜，增加許多成本，其次在觸控方面，會由不能彎折的ITO材料轉換為可彎折的金屬網格設計。
保護柔性螢幕 揭露速博思新專利
這問題在三星的摺疊手機上，已經困擾多時。現在用高成本的超薄保護玻璃解決，在柔性顯示器的表面保護部分，速博思申請了新專利，在透明PI表面做出特殊結構，有別於傳統硬塗層，既擁有塑膠可折疊性，又超越超薄保護玻璃的硬度，是取代超薄保護玻璃的最佳選擇，成本且遠低於超薄保護玻璃，搭配速博思內嵌式觸控使用，將成為柔性電子紙完美組合。
內嵌式觸控先前已提過，這次揭露速博思用在摺疊螢幕的鑽石級保護膜專利，如何發想的。我們的靈感是把電子紙私擬如人體，電子紙由薄膜包覆著電子墨水，像人體的皮膚包覆著含水量超過70%的有機體，人體皮膚是柔軟的，很怕利器割傷；電子紙表面的薄膜也是一樣。
想想古代作戰時戰士如何保護自己？以此發想。大家一定想得到我說的是盔甲，尤其是穿在身上的甲冑，要有硬的表層可以讓刀槍無法侵入，又要夠柔軟讓人活動自如，速博思向先人智慧借光，發明出取代超薄保護玻璃的方案。
具體來說，速博思的發明就是在透明的PI上，製作像甲冑一樣的結構，將一片片堅硬如鑽石的材料附著在PI上，類似於魚的鱗片，每片堅硬材料彼此間不相連，就像圖14-1中的甲冑一樣，經得起刀槍刮傷又不影響活動。由這個概念發想便可做出保護電子紙的摺疊螢幕，堅硬材料間的縫隙，裕度恰可做為摺疊彎曲時所需保留的擠壓空間。
傳統作法是在透明PI上塗佈玻璃材料，如氧化矽材料做硬塗層，氧化矽材料硬度約在6-8H，塗佈的厚度通常小於幾微米，由於玻璃材料的特性堅硬不能彎折，且撞擊時很容易碎裂，但當塗佈在較軟的材質上，卻會有塌陷的問題；塌陷會造成玻璃材料大幅度彎折，產生大範圍碎裂，氧化矽表層一旦碎裂，就失去保護能力。
壓克力氮化矽搭配 超強保護結構
圖14-2中，透明壓克力材料的厚度可以做到數微米厚，硬度約在3-5H，在壓-克力料上方再沉積一層氮化矽材料，厚度小於1微米。氮化矽的硬度接近鑽石，被稱為類鑽石材料，上述壓克力與氮化矽雙疊層結構可重複多次以增加保護力，達到超越超薄保護玻璃的水準，總厚度可以做到小於30微米。這個做法像不像保護人體的甲冑或魚身上的鱗片？
這種魚鱗片結構可以很有效的分散尖銳硬物接觸時的力量，所以上面的氮化矽類鑽石表層，就算碎裂也會侷限在很小的範圍內；由壓克力材料支撐主要的受力，氮化矽材料保護壓克力材料不會被比其他更堅硬的材質所磨損。這兩種異相材料的完美搭配，成就了超強的保護結構。
柔性電子紙起步中 關注下期彩蛋
雖然柔性電子紙的市場還在起步中，但是做為保護柔性電子紙的鑽石級保護膜，已經可以進入折疊式手機這個快速成長的市場中。解決了柔性全彩電子紙的問題後，下一期也是本專欄最後一篇，內容先做個保留，相信會給大家意想不到的彩蛋，敬請密切期待。( 速博思全彩電子紙專利新知系列：15-14，下週三壓軸刊出 )
延伸閱讀
- 全彩電子紙新專利 速博思微隔間工法
- 電子紙策略新選擇 速博思定義新正面
- 速博思全彩電子紙 首創透明控制背板
- 速博思全彩新技術 電子紙色彩變鮮麗
- 速博思全彩電子紙 內嵌式觸控新發明
- 速博思全彩新方案 電子紙新康莊大道
- 速博思新創電子紙 雙面全彩全球首創
- 回應與挑戰 速博思全彩電子紙答客問
- 速博思全彩電子紙 釋疑業界先進提問
- 微隔間技術溯源 速博思佈局新專利網
- 速博思全彩電子紙 驗證八大創新目標
- 速博思全彩電子紙 顯示方案領先群倫
- 新創全彩電子紙聯盟 速博思領銜倡議
