電子紙(Electronic Paper、簡稱 ePaper),重點在「紙」,先有了紙才能談電子。儘管多少人預言以後是無紙的社會,美國的科幻影視「星艦迷航記」( Star Trek ),戲裡從幾十年前的黑白影集開播起就無紙,近年也有不少企業試行無紙的辦公室,只是大家對紙的偏愛一時還丟不開。輕便易攜、便宜、亮度夠、不需能源、印刷的技術讓紙上的圖文精緻清晰,可以拿到廁所裡 ...,不管叫什麼「紙」,這些優點必得維持,電子紙這幾年也都朝這個方向發展。今後發展成功的電子紙,應該與現在用大樹製造的紙在外形上沒太大的差異,不同的是印到紙上的圖文可以擦掉,手指點一下就換了別的圖文,圖畫也不一定是死的,可能是連續劇、或是電影。
電子紙的基本原理,到目前為止,都是用兩層軟性透明的薄膜,靠中間夾層裡物質的變化來顯示影像,這樣才能維持紙張的輕便可折疊的特質。至於夾層裡放的什麼東西,就大有學問了,不過基本上都是許多極小顆粒的固體或業液體,靠薄膜上的電極,做出的反應。顆粒的大小就是解析度的大小,目前也僅能顯示單色(即明暗兩色對比),全彩色仍在研發之中。
全錄 (Xerox) 的 PARC (Palo Alto Research Center) 幾年前首先研製電子紙,現已分支出去稱為 Gyricon 公司,電子紙叫 Smart Paper,夾層裡用了無數沙子大小的小顆粒,每一顆粒好像我們吃的藥的膠囊,一半黑、一半白,黑白各帶不同正負靜電。夾層的上下薄膜都是電極網,可以組合成任意影像,影像一旦導電,如果是正極就會異性吸引把顆粒負極那頭轉過來,如果顆粒負極那頭是黑色,黑色的影像就呈現出來了。影像顯現之後就靠外界光源照明,直到下次更換影像時才需要電源,電子紙省電的原因就在這裡。
電子墨 (eInk) 是 eInk 公司與電子紙同類的產品,薄膜夾層裡夾了許多透明的小球,小球內裝有透明液體,同時也放了許多帶正電的白色顆粒、與帶負電的黑色顆粒,上下薄膜也都是電極,下層薄膜如果是負極,小球內的白色正極顆粒就沈到小球底下,黑色負極顆粒就浮到小球表面,靠這樣來回操作來顯示影像(技術資料)。eInk 又與荷蘭飛利普公司 (Philips) 合作,把 TFT (Thin Film Transistor) 技術用到電子紙上,研製出雛形展品(圖)。
兩週前飛利普公司宣布了自己的電子紙技術,似較全錄與 eInk 的技術更有發展潛力,核心技術稱為「電濕」(Electrowetting),藉不同液體間張力的變化,達到黑白顯示變化的效果。讀者先看這一網頁裡的圖,圖示是一粒極小的水滴,代表一個像素 (pixel),水滴有很多層結構,最底層是白色塗料,上一層是透明的電極,再上一層是透明的隔水物,然後是一層黑色油,最上層是水。穩定的時候,黑色油平坦散布,蓋住整個水滴,從水滴上面看就是黑色;一旦在電極與水之間加上電壓,則產生電濕作用,水與油之間的表面開始移動,把油推向一旁,約佔水滴面積的三分之一,另三分之二的面積就現出底層的白色塗料,因為白色部分多於黑色油的部分,從水滴上面看就呈白色。
飛利普說這種新技術有很大的潛力,一是反應很快,快到可以放映影視,二是反射的亮度與黑白對比效果好,進一步發展有希望與紙張接近,三是有潛力發展全彩色,因為水滴裡可用兩層不同顏色的油,加一個濾色器,一個水滴裡就能同時獨立的顯示兩種不同的顏色,這樣就比 LCD 的亮度增加一倍。一旦發展成功,就可以在各種需行動顯示的領域上應用了。
好萊塢大導演 Steven Spielberg 終究有眼光,「關鍵報告」(Minority Report) 裡的阿湯哥 (Tom Cruise) 逃亡在火車裡,手拿著一份報紙看,突然報紙的標題換成通輯他的大字,還附帶他的正側兩面的動畫照片,嚇得他驚慌失措。不過大導演恐怕把年代記錯了,說那是 2046 年的事,依現在的研發進展,恐怕應該是 2010 年前後的事。
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