什麼是戶外電子紙?

2024 年 8 月 14 日
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在全球各國逐漸正視節能減碳的需求,各種電子產品持續導入省電的技術,因此彩色電子紙技術也越來越受矚目,當應用在戶外顯示器,不但能省電也有在陽光下畫面更清晰、顏色更鮮艷的優點。

今天我們分享使用戶外彩色電子紙的優點,讓你能挑選更省電、更環保的戶外電子紙顯示器。

戶外電子紙的需求

適合戶外使用的彩色電子紙需要擁有以下幾個特性:

  • 低耗電 – 電子紙在顯示靜態圖像時幾乎不耗電,這使得它非常適合用於需要長時間顯示內容的戶外看板,跟傳統的高亮度LCD顯示器相比,電子紙不需要增加亮度與陽光較勁,整體功耗更少。
  • 陽光下可視 – 電子紙依靠環境光來顯示內容,即使在陽光直射下也能保持清晰可見。
  • 寬溫操作範圍 – 戶外顯示器通常需要承受較寬的溫度範圍,只有-20°C至70°C以上的寬溫顯示器能在戶外使用。
  • 全彩 – 只有具備1千6百萬色的全彩電子紙能取代LCD和LED等傳統數位顯示器。
  • 環保 – 太陽能板搭配彩色電子紙的低耗電特性,讓節能顯示器不需要依賴電網運作。
  • 無光害 – 電子紙不會發出刺眼的光線,應用在戶外看板不會造成光汙染。

當R、G、B subpixels完美混合在一起,LCD可呈現高達1,678萬種顏色,在手機、電視、筆電等螢幕完美呈現豐富的色彩。

虹彩光電ChLCD戶外電子紙的原理

膽固醇液晶(ChLCD)電子紙使用三層液晶堆疊而成,各層液晶分別反射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B),透過不同的電場控制液晶分子的旋轉,在電場關閉後可穩定地存在介於兩種狀態之間:

  • 平面狀態(planar)時液晶分子排列整齊,可以反射特定波長光線,此狀態可看到反射畫面的顏色。
  • 焦點圓錐狀態(focal conic)的液晶分子排列讓光線穿透,此狀態可以看到液晶層下一層物質的顏色。
人眼所能看到的 ChLCD 波長段
調整不同ChLCD層的分子排列達到全反射(白)、半反射(灰)、穿透(黑)。

在獨立控制RGB三層液晶各自不同的狀態,最終ChLCD可完美呈現1,678萬種顏色,產生與LCD一樣豐富的彩色畫面。所以不論是LCD或ChLCD電子紙都能呈現豐富的彩色顯示器。

市面上唯一寬溫的彩色電子紙

戶外顯示器相較於室內顯示器,需要面臨更極端的環境條件,如高溫、低溫、高濕、陽光直射等,為了確保顯示器在各種惡劣天氣下都能穩定運作,並保持良好的顯示效果,寬溫液晶就成為了一項不可或缺的技術。

ChLCD本身屬於液晶技術,所以擁有承受戶外溫差的優點,是市面上唯一擁有-20°C至70°C工作溫度範圍的彩色電子紙,即使在戶外陽光直射的場域,也能穩定呈現鮮豔的色彩,不會因為溫度太熱或太寒冷而影響畫面的呈現。

只要搭配IP56以上並抗紫外線的外殼,虹彩光電的ChLCD電子紙就能成為能承受風吹雨打的戶外顯示器,不論在寒風刺骨的滑雪場、高溫高濕的沙灘、風光明媚的高爾夫球場,膽固醇液晶顯示器都能提供色彩繽紛的畫面。

陽光下可視的彩色電子紙

在陽光直射的應用場景下,我們比較櫥窗內(20,000 lx)以及戶外局部遮蔭的晴天(75,000 lx),可看到iPad的背光已無法與陽光在顯示器表面鏡面反射光相比擬,幾乎完全失去畫面的可視性。

lcd和電子紙在陽光下不同照度的畫面比較
從20,000 lx到75,000 lx的陽光強度下比對LCD和彩色電子紙的畫面對比。

反觀虹彩光電的膽固醇液晶畫面在陽光下顏色更鮮豔、更豐富,比LCD更適合戶外的商用看板。

傳統顯示器在戶外陽光充足的環境下,需要一昧提高亮度、增加功耗去抵抗陽光,同時也要提升散熱設備功率,而電子紙使用反射環境光呈現影像,因此在戶外陽光照射的應用中比傳統LCD顯示器節省電力達99%以上。

膽固醇液晶和廣告顯示器功耗比較
LCD與ChLCD電子紙耗電比較。

預防光污染的戶外電子紙

光汙染是過度的人工照明所造成的環境污染,隨著城市化進程加速,夜間照明日益增多,原本漆黑一片的夜空被人工光源所取代,導致許多問題如:

  • 干擾動物的晝夜節律以及吸引昆蟲聚集,造成生態系統失衡。
  • 干擾人類睡眠,增加罹患失眠、憂鬱症及其他慢性疾病的風險。
  • 城市夜空的光亮遮蔽了星光,嚴重影響天文觀測。

Lightpollutionmap.info整理出全球夜空的衛星地圖,可看到各大已開發國家充斥著人工光源。

light pollution map
Lightpollutionmap.info的光汙染衛星地圖。

只要將戶外顯示器,如智慧交通、智慧零售的顯示器用反射式ChLCD取代,就能在夜晚減少人工照明,不但節約能源,也能重現燦爛的星空。

自帶再生能源的Infinity Display

虹彩光電的ChLCD在反射不同顏色的同時,約30%的光會穿透到底層吸收,如果在顯示器底層嵌入太陽能板,就可自己產生再生能源供給顯示器使用,達到零碳排的Infinity Display

Infinity display 三原色光波長原理
用太陽能板取代膽固醇液晶底層,電子紙就能用環境光發電。

在低頻率更新的戶外數位海報應用,Infinity Display能靠自己產生的再生能源運作,不需要另外架設電纜和插座。

Infinity Display能節省戶外顯示器的安裝成本

戶外數位顯示器安裝的成本中,最大的費用莫過於架設新的電纜,以美國為例,每新增100英尺的電纜就需要USD 1,000~2,500的費用。

電纜長度地下費用地上費用
50英尺USD 500~1,250USD 250~350
100英尺USD 1,000~2,500USD 500~700
200英尺USD 2,000~5,000USD 1,000~3,000
300英尺USD 3,000~7,500USD 1,500~4,500
500英尺USD 5,000~12,500USD 4,000~7,500
1,000英尺USD 10,000~25,000USD 8,000~15,000

因此只要能運用Infinity Display產生再生能源,搭配電池自給自足,也能減少施工的人力費用,就能在更多缺乏電力系統的位置安裝戶外顯示器,拓展智慧交通智慧零售的顯示器應用。

如果想更了解彩色電子紙的應用,歡迎跟我們聯絡。