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當預言家日報成真-電子紙系列報導

活躍星系核_96
・2011/10/06 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 466 ・五年級

麻瓜適用,輕薄可彎曲又可改變顯示內容的電子紙。(本圖片不由原作者提供)

哈利波特魔法生活裡所描繪的,畫面會動的預言家日報,將在現實生活中實現。薄如紙張、輕易摺疊而不毀壞的軟性電子螢幕,即是「電子紙」當前的核心創意概念。電子墨水是個怎麼樣神奇的墨水?要如何驅動才會讓畫面內的文字和圖片活靈活現?電子紙的發明帶給我們的益處或者更多?

家中牆上,畫象內的圖案不斷舞動著,而你正愜意地閱讀報紙內容,圖片上的人物在向你招手。這正是J.K.羅琳筆下的哈利波特魔法世界。除了滿足廣大讀者對於魔法生活的想像,更在許多方面,觸發人類對於未來科技的研發構想。有一天,哈利波特的預言家日報,會不會成為每人手中的報紙呢?

回首中國古代四大發明,造紙術和印刷術便是其中兩項。蔡倫造紙,取代了使用笨重的竹簡做為紀錄文字的方式,輕巧、經濟、易攜帶的紙張特性,為人類進程帶來巨大影響。畢升的活字版印刷術,活字排版的方式,在印刷前可隨意更動內容文字,活字還可以重複使用的功能,在印刷技術的方便性、靈活性,可說是有很重大的突破。

所以,現在電子紙的出現是為了改變什麼?

1990年代的某一天,電子紙技術的發明者——瑟夫.雅各布森(Joseph Jacobson)坐在海灘上閱讀書籍,當手中這本書讀至頁末,意猶未盡的雅各布森想要再繼續閱讀的樂趣,但卻不想起身離開舒服的沙灘。他只希望自己可以藉由按個小按鈕,便能讀到其他的書。這樣的念頭跑進腦海中:一本書其紙張上的內容,可以不斷被更新、覆蓋,按了按鈕,就如同換了一本新書。

雅各布森將這項夢幻產品命為「最終之書」,由好幾百頁的電子紙精裝而成,且每頁各自有專屬處理器,書背中安裝記憶體,容量則構想可容納整座美國國會圖書館的所有藏書。他想改變世界對於紙張的概念,於是,發明了一種新紙張:電子紙。

電子紙是什麼?

所謂的「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、可捲曲、省電、及低製造成本。近幾年也開始被應用在商業面,像是電子書的顯示、廣告看版,隨身碟的顯示器等以及更進階的電子紙商品如智慧卡、電子標籤、全彩電子書閱讀器以及A4大小的電子紙等等。

這種軟性電子顯示器的厚度多半小於1mm,是一種超薄的顯示器。在各種的場合上,尤其是戶外或光線強烈的地方,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。電子紙的應用以E-ink技術為主流,目前已成為一量產化商品,現在最成熟的應用莫過於是電子書閱讀器。從元太科技資料中指出,在歐美地區的銷售佳,其原因為歐美地區的人喜歡在戶外活動,像曬日光浴、戶外派對等,當想要在戶外看書時,電子紙在強光下能清楚辨識文字是其一重要的吸引點。而E Ink元太科技技術團隊規畫在2009年上半年推出更進階的電子紙商品,如智慧卡、電子標籤、端點銷售、全彩電子書閱讀器以及A4大小的電子紙等,至2010年預計推出可達量產水準的電子紙手錶,這些產品將可能成為下一波的主流應用。

國科會科技新聞寫作班深度報導 楊瓊蘭 / 嚴巧珍 / 林姿吟

電子紙系列報導:

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活躍星系核_96
752 篇文章 ・ 96 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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古騰堡聖經首次印刷出版|科學史上的今天:2/23
張瑞棋_96
・2015/02/23 ・1081字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

1987 年的一場佳士得拍賣會上,一本古書以五百四十萬美元的天價售出。甚麼樣的書如此價值連城?這是厚達 1,286 頁、分成上下兩冊,超過五百年歷史的聖經;首批印刷出版的一百八十本中,至今只有 49 本保存下來。它的價值不僅在於物以稀為貴,更重要的在於其歷史意義:這是西方歷史上首次以活版印刷出版 的書,標誌了西方文明進展的一個轉捩點——由德國出版商古騰堡(Johannes Gutenberg, 1398–1486)開啟的「古騰堡革命」。

古騰堡。圖/Wikipedia

在古騰堡發明活版印刷術之前,雖然就已經有木刻印刷,但主要是用來印製版畫,而非書籍,畢竟要一頁一頁的刻製出密密麻麻的字實在是工程浩大、曠日廢時。書籍的製作仍是靠人工一字一字的抄寫,因此數量有限又價格昂貴,只有富人、教會與大學有能力擁有書籍,一般人根本一書難求。知識掌握在少數人手上,無法廣為散布流傳,人類文明的進展自然就停滯不前。

古騰堡倒不是先天下之憂而憂才投入印刷業,他只是看出這是一門生意。出身金屬加工業的他想到利用鑄模的方式大量生產鉛字,如此只要根據書籍內容將鉛字排列妥當,就能大量印刷,製作書本又快又便宜,而且品質一致,絕不會有人工抄寫以致內容不一的問題。更棒的是,這些鉛字印完後都還能重複使用於印製其它書籍,出版商無須再耗費鉅資製版。

古騰堡不只光想出這點子,他找出最適當的合金比例,鑄造出堅固耐用的鉛字、發明油性印刷墨水、改變印刷方式、設計全新的印刷機。1455 年的今天,古騰堡用活版印刷術印製的第一批書出版問世——當然是聖經,因為市場需求最大。五十年內,歐洲超過 270 個城市都有印刷廠,印製了至少兩千萬本書,遠遠超過過去人類歷史所有書的數量。書本普及化後,識字率與教育程度也跟著提高,而柏拉圖、亞里斯多德、阿基米德、……等先哲的典籍與當代思想家的著作得以廣為流傳,更是促進了許多觀念革命。

雖然宋朝的畢昇比古騰堡還要早一百年就發明了活版印刷術,但知識的力量還是取決於內容本身,畢昇的發明無助於改變中國獨尊儒術的傳統,相對地,古騰堡的發明卻帶動了西方思潮的百花齊放,加速科學文明的進展。也難怪古騰堡屢屢在票選對文明進展影響最大的人物中名列前茅。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 628 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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友達的不插電電子紙
only-perception
・2011/11/02 ・796字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

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另一款彈性電子紙顯示器?不,是某種特別的東西。這款概念 e-reader 並沒有令人昏昏欲睡的無聊重複。這款概念 e-reader 上個月在日本的 FPD International 展出,那是聚焦在平面顯示器上的大展,時間是 10/26 到 10/28。事實上,那是一種頂尖的吸引力。這款來自台灣友達光電(AUO)的新裝置不需要額外的電力供應。

事情就是這樣,正如友達所稱的,不插電彈性電子紙顯示器(Unplugged Flexible E-paper Display)。

這款六吋閱讀器以可撓式有機 TFT(Rollable Organic TFT)電子紙製成,另有彈性光伏電池附加其上。閱讀器的解析度為 800 x 600 像素。

電子紙與 PV 電池的組合具吸引力,且某些人表示,那可能象徵著電子閱讀器的未來。談一談關於行銷者的夢想 — 如果這款裝置以電子閱讀器的形態上市的話,那時可以把不易損壞的彈性電子紙與有效率的部件當作賣點。

使用者可將它們塞入他們的公事包或包包中,不必擔憂。該公司表示另一個加分項目是,該閱讀器的最佳化充電電路設計帶來電力節省。

PV 電池的尺寸為 132 x 212 x 0.3 公釐,重 10 克。太陽光可產生 1W 或更大的電力。來自於檯燈的強光正對著 PV 電池。一個可充電電池置於基座下。雖然該裝置在太陽底下能自我供電,但太陽能電池無法自室內照明產生足夠能量。這也是為何需要外部充電電池的緣故,這讓使用者可在室內使用該裝置。

在台灣電子紙的發展中,AUO 長久以來都是先鋒。在 2009 年,AUO 公開一款電子書閱讀器,具有在當時受矚目的特色:低耗電電子紙及觸控平板。

這款原型也是六吋,解析度跟 FPD 上的新顯示器一樣,也是 800 x 600 像素。該公司製造與銷售 TFT-LCDs、PDPs。AUO 在本地銷售自家產品,也出口到世界各地。

AUO 今年的展示中帶來一批該公司在顯示技術上的關鍵成就。這些包括 65 吋 Extreme-PR 3D Gesture 顯示面板、 46 吋 Scanning Retarder 3D 顯示面板、65 吋透明顯示面板、 46 吋 Super Narrow Bezel 面板、 6 吋彈性顯示器,其智慧型手機顯示面板具高解析度與低耗電,一系列 AMOLED 顯示技術與應用。

資料來源:PHYSORG:E-paper unplugged is key draw at Japan show[November 1, 2011]

轉載自only-percpetion

only-perception
153 篇文章 ・ 1 位粉絲
妳/你好,我是來自火星的火星人,畢業於火星人理工大學(不是地球上的 MIT,請勿混淆 :p),名字裡有條魚,雖然跟魚一點關係也沒有,不過沒有關係,反正妳/你只要知道我不是地球人就行了... :D

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蠶絲-神的祝福-有機薄膜電晶體(OTFT)新發現(電子紙系列報導)
活躍星系核_96
・2011/10/09 ・1321字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 544 ・八年級

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五苯環

有機薄膜電晶體(OTFT)之新發現,清華大學材料系黃振昌教授與博士班研究生王中樺、謝兆瑩2009年利用蠶絲做為介電層的材料,並成功開發出蠶絲成型技術發表在學術期刊上(Advanced Materials)並同時申請專利。蠶絲製作在低電壓的高性能五苯環有機薄膜電晶體,效率比以往使用的材料快上20倍,未來可讓電子紙或有機發光二極體螢幕具有相當程度的撓曲性。

什麼是有機薄膜電晶體呢(organic thin film transitor OTFT)?

「有機」,是在超市看到定義”有機”天然無添加人工色素的食物?不!那是吃的有機物,而「有機」薄膜電晶體,比較貼近以前在高中化學中對有機物和無機物的分類定義。

在軟性電子元件上,作為主動層(Active layers)的有機薄膜有很多種類,目前介紹的五苯環(Pentacene)是普遍被應用在OTF上的有機薄膜主動層之一。主動層運用的有機材料有小分子「五苯環」 (pentacene)又稱並五苯、高分子及有機金屬錯合物,五苯環熔點是攝氏300度,沸點是攝氏529度,製成薄膜時為可透光的藍紫色,因為結構緊密,且五苯環的材質可以幫助電子移動速度變快,採用五苯環電晶體來製造元件,可以透過有機溶劑,直接鍍在作為電子紙張基板的塑膠表面。用五苯環電晶體控制電子墨水開關的元件,沒有五苯環電子紙就無法運作,此外,減少另外加上去的電路複雜度,產品的成本能降到最低。近年來都被應用在太陽能電池及可撓曲式的電子顯示器或電子紙上。

和氧化物半導體和非晶矽的薄膜電晶體的基板幫助電子紙呈現動靜態影像的差異,OTFT基板注重製造成本低廉、耐衝撞及具有可撓曲的優勢,並能提升電泳電子紙pixel解析度3倍,解析度達150dpi,長遠來看,OTFT是未來電子紙主要使用的元件。

神的賜福-蠶絲

蠶絲,也是製作電子產品的絕佳材料!清華大學材料系師生兩年前意外發現,從蠶絲萃取出蠶絲蛋白,製成蠶絲膜,可當作閘極介電層材料;最近又成功製成可在低電壓操作的高性能五苯環有機薄膜電晶體,未來可應用在電子紙或有機發光二極體螢幕的彎曲功能。

清華大學材料系黃振昌教授表示:「使用蠶絲做介電層材料,是個非常意外的事情,我們經過許多次考驗,最終獲得突破。使用蠶絲可以比原本的速度快上20倍,由這種蠶絲膜製成的電子書或電子紙,翻頁速度會快很多。」,譬如以時速80公里的車速從台北到高雄要4.5小時,現在只要12分鐘。

蠶絲的製作成薄膜的過程,是先將蠶絲都丟到量杯裡煮滾成,拿去烘乾,烘乾後再切成小小塊,再丟入溶劑裡煮成蠶絲蛋白,最後將蠶絲蛋白塗抹在電晶體體的介電層部分。

因為有機電子正夯!或許電子紙的研究會因此發現更多可能性,清華大學材料系黃振昌教授所研發的蠶絲做介電層的材料,或許會對軟性有機電子紙產生相當深遠的影響,甚至會大大改變現今對電子紙的研發的可能性。

國科會科技新聞寫作班深度報導 楊瓊蘭 / 嚴巧珍 / 林姿吟

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