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電子紙的發展不再僅限黑白兩色,連彩色也有啦!

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/09/01 ・2500字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 HyRead 委託,泛科學企劃執行。

電子紙的應用在這一兩年大放異彩,再加上全球環保的意識抬頭,電子紙的應用也漸趨成熟,不僅在各大賣場可以看到使用電子標籤來標價,公車站牌的到站時間看板、交通看板號誌以及大型建物外牆都開始陸續應用電子紙,其中最大眾常見的就屬「電子紙閱讀器」了。

何謂電子紙?

電子紙其實不是非常嶄新的科技產品,1996 年約瑟夫.雅各布森(Joseph Jacobson)在麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)開發了微膠囊電泳技術,隔年就成立 E-Ink 公司,專注發展電子紙顯示技術。

電子紙」是一種具有柔軟度又可重複顯示資料的一種新型軟式顯示器,其特性為輕薄(厚度多半小於 1mm)、可捲曲、省電且製造成本又低。在各種場合或是戶外及光線強烈的地方,電子紙所能顯示的文字都能清楚辨識,超越傳統螢幕和紙本遇到強光就看不清楚的困擾。相較於電視螢幕的液晶顯示器,長時間的觀看電子紙眼睛不易疲勞,就像觀看一般的紙本一樣。

近幾年被廣泛應用在電子書的顯示、廣告看版,隨身碟的顯示器等以及全彩電子書閱讀器以及 A4 大小的電子紙等等。

E- Ink 技術作為電子紙閱讀器的兩大特性:反射式和雙穩態

E- Ink 技術作為電子紙閱讀器的兩大特性:「反射式」和「雙穩態」

LCD 和 LED 顯示器的液晶分子一樣是透過電場作用,使得液晶分子排列方向轉變,造成透光率改變來調節顯示明亮度,而需要有背光模組或自發光,才能看到影像穿透上來。

E- Ink 則比較像是印刷品,透過有色粒子泳動變化,就像我們閱讀紙本書籍一樣,是透過「反射式」的光源來看到影像的,所以環境光源越亮,顯示反而越清晰,這點 LCD 和 LED 顯示器是無法做到的,而且背光模組或是自發光的光線都是直射觀看者的眼睛,相對之下比較容易視覺疲勞。

另一個特性稱為「雙穩態」,雙穩態是指即便移除電場,顯示器畫面還是可以正常維持顯示畫面,而不像是 LCD 顯示器,若不供電,一來背光系統不再發光,二來排列的液晶分子也會因為電場消失而排列狀態消失,所以需要持續維持電場供電。這個特性代表 E- Ink 只有在更換畫面時需要通電,在顯示過程完全不消耗電力,節電性能高,不管是待機或是顯示時間都是 LCD 顯示器無法比擬的。

這兩大特性讓「電子紙閱讀器」不僅能長時間使用,觀看感受就像看印刷品一樣舒服,不易造成視覺疲憊,少了背光模組和大電池電量需求,整體重量也很適合長時間拿在手上。

現在的電子紙不只有黑白兩色!彩色技術也越來越好

電子紙發展至今,其實已經有三色、四色和彩色的技術,有些就像 LCD 面板一樣,例如 CFA 濾光片,在最前方透明模板加上彩色濾光片,透過三原色混色讓電子顯示色彩,這類產品應用在閱讀時,翻頁速度尚可接受,但顏色效果只達淡彩墨等級。

而另一種彩色電子紙顯示器(Advanced Color ePaper, ACeP™),則是透過TFT背板施加的電壓,創造不同的電場模組,控制帶多色的粒子泳動,讓單一微膠囊(Microcapsule),或是在微杯(Microcup®)不只是黑白雙色變化,而能呈現更細緻色彩表現,這個技術實現包含八種原色的全色域顯示效果,但目前的侷限是換頁速度須等待數秒。

還有一種新的電子紙,稱為反射式膽固醇式液晶技術,本身就是有顏色的液晶,施加電場後,會讓這類分子有不同的排列,就如同不一樣的晶格,可以反射特定波長,直接呈現顏色。

雖然目前彩色的液晶成本、顯色效果或是反應速度,還需要研究改進修正,但仍令人十分期待未來的發展。

電子紙閱讀器除了書寫功能外,還有哪些功能呢?

使用電子書的重點就是看書籍資源符不符合你的觀看習慣,在 HyRead ebook 電子書店有超過 15 萬本豐富的數位內容,除了購書還能租閱書籍與訂閱雜誌。也可使用圖書館借閱證,直接免費借閱公共圖書館或是學校圖書館的書籍。

HyRead Gaze X Plus 有 10.3 吋大螢幕,閱讀書籍雜誌都很方便,這款有一個特別之處是附有喇叭,可以聆聽有聲書,若講求外出方便攜帶則可考慮另一台機型 Note Plus 7.8 吋。 HyRead 也善用電子紙的書寫輸入特性,可以搭配電磁筆快速建立筆記,足夠大的尺寸、流暢的筆觸,對於工作效率很有幫助。 而更重要的是全系列採用電子墨水技術,能保護雙眼免於藍光傷害。

HyRead 近期也推出了台灣第一台開放式彩色閱讀器,採用文中提到的 CFA 濾光片的顯色效果,色彩雖不到鮮豔,但採用元太 kaleido plus,圖文書、繪本這類書籍色彩呈現都算不錯。

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參考資料

  1. 電泳式和膽固醇式液晶電子墨水-電子紙系列報導 – PanSci 泛科學
  2. 反射式膽固醇液晶電子紙! Color E-paper – PanSci 泛科學
  3. 電子紙是什麼?與LCD比較?優缺點有哪些?
  4. 〈智慧顯示展〉電子紙產業聯盟滿周年 物流、教育應用發展最快 | Anue鉅亨 – 台股新聞 (cnyes.com)
  5. 電子紙的歷程與現況-電子紙系列報導
  6. 電泳式和膽固醇式液晶電子墨水-電子紙系列報導
  7. 電子墨水技術
  8. Electronic paper-Wikipedia
  9. E-Readers and Visual Fatigue
  10. 彩色電子紙技術
  11. 元太EP2 什麼是電子紙?(繁)-Youtube
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