【文．圖／S. Roach】
支援書寫的電子紙顯示技術
美國電子紙公司E-Ink不久前宣布，將出售可以在上面寫字的電子紙，這件事在顯示器技術來說是很大突破，傳統電子紙只能顯示影像與文字，並不能在上面寫字，所以與真正的紙張差異相當大，一旦可以在上面寫字，距離取代傳統紙張的想法又更接近了。
幾乎所有資訊產品都以液晶螢幕作為顯示設備，用來展示文字、圖畫或影像。LCD分很多種，技術差異很大，但一般我們使用的是薄膜液晶顯示器(TFT LCD)，特點是反應快，可以顯示每秒60張畫面，但是資訊必須持續更新不能停止，當你用電腦看漫畫時，雖然可能有10秒鐘沒有任何畫面的改變，實際上電腦已經送出了600張(60×10=600)完全相同的圖案。
TFT LCD的另一個特點是本身不會發光，也幾乎不反光，所以能夠看到畫面上的七彩顏色，是因為TFT LCD的面板背後有背光光源，也許是冷陰極管(CCFL)，也許是LED，反正背後要持續發光，穿透液晶層，才能看到清楚的影像。
這些特性讓LCD在一些場合很難使用，筆者舉兩個例子：大太陽下與長時間連續使用。
Sunlight Readable
相信很多人都曾有類似經驗，在太陽底下拿起手機，畫面非常黯淡根本看不到撥過來的號碼，得用手遮一下周遭的光線才能看清楚。這個問題在北美地區其實更加嚴重，像是美國加州根本每天晴空萬里，沙漠嘛，就是太陽大，要看清螢幕上的資訊可不容易。
這種情形其實有個專有名詞「Sunlight Readable」，可在太陽底下閱讀畫面資訊的意思，現在的手機如果要做到這點，LCD的亮度必須大於太陽亮度，而且事實上是要數倍於此看起來才舒服。LCD的穿透率其實很低，發出十分的光線，穿透出兩分就很好了，所以LCD的背光原始光量又要再乘以5~10倍，這簡直是把手機當探照燈使用了，背光LED說不定會把手機表面烤熱呢！
另一個長時間使用的問題，英特爾一直在想辦法讓筆電延長電池壽命，所以拼命推廣低功率CPU，像是Atom，在沒做什麼事情時，可以進入低功率模式，省下一些電力，但筆電的LCD卻不能這樣做，它只能調整亮度，少吃一些電，可不能關閉光源，因為那就什麼都看不到了，所以用TFT LCD展示資訊時，必須持續不斷供電，一方面是背光持續發光，另一方面如同之前所述，驅動電路在不斷更新畫面資訊，這些都是造成筆電電力不夠長的原因。
電子紙顯示器
與TFT LCD不同，甚至可以說擁有完全相反特性的電子紙，與紙一樣都是利用光線反射顯示內容，所以外部光線越強，反射出去的光線越多，在太陽底下反而更清楚。另一個特性是，電子紙不需要一直更新畫面資訊，像是Canon開發的電子紙，用靜電的原理吸附含有墨水的小顆粒，只要靜電不散，畫面就永遠存在，一張畫面往往可以持續顯示好幾分鐘。
其實光是這兩個特點，離取代真正的紙張還很遙遠，但只要發揮得好，可以讓一個靠電池供電的掌上型設備，顯示資訊長達幾百小時，雖然不能真正翻閱，但靠著更新畫面一樣有變化資訊的效果。
所以電子紙從推出開始，都是瞄準兩大市場，一個是電子書，可以在上面看小說和漫畫，看完好幾本書電池都還沒用完，這個筆電可辦不到。另一個是告示牌的應用，像是百貨公司的生鮮超市，經常會貼出「現切水果五折」的宣傳海報，到關門前又緊急換成「三折出清」，這種偶而需要變換內容的螢幕交給電子紙也非常適合，只要一個使用電池的小電子看板，在辦公室利用無線傳輸更新畫面，接著畫面便可以維持到電力耗盡為止。
Amazon Kindle電子書閱讀器
大概在七、八年前，研發許久的電子紙終於現身江湖，不過價位一點都不便宜，當時唯一可行的市場是電子書，用記憶卡將資料輸入後，便在電子書的畫面上秀出內容，像是Sony的動作很早，「PRS-500」已經上市好一段時間了。
不過要到去年十一月，美國最大的線上書店Amazon，推出了自家的Kindle電子書，才算是真正造成轟動。Kindle的特性一如以往，就是一本造型特殊的PDA，利用電子紙螢幕透過無線傳輸或SD記憶卡，可以閱讀線上購買的書籍。
依筆者的看法，Kindle能夠成功，最重要的是Amazon本身就是線上書店，所以它有一個很好的地位可以跟各書商談版權，線上銷售書籍的電子內容，讓買Kindle的使用者不用擔心沒有電子書可以看。書商將版權賣給Amazon之後，也不用擔心使用者或內容被大量複製，就跟Apple iTunes線上音樂銷售一樣。
Kindle還有一個很有趣的特 點，他使用的電子紙是由國內的元太科技提供，雖然元太在國際間的知名度比不上E-Ink，但元太卻是第一個穩定量產電子紙的廠商，而且已經實際應用在Amazon與Sony的電子書上。
筆者認為元太科技是個很特殊的公司，它成立很久了，約十年前台灣準備開始從事TFT LCD產業時，現在的友達光電與奇美電子，集資都是以百億當單位的，在拼產量的產業中，資金充沛是生存要件，而元太卻另闢途徑，他們不固守產量與規模，反而專走利基市場，在國外投資了許多研究顯示技術的小公司，這幾年下來也有所斬獲。
像是另一種在太陽底下可以看到彩色畫面的iMoD顯示器，現在已經變成Qualcom MEMS Display部門；Qualcom是全世界手機晶片的佼佼者，未來手機如果結合iMoD，就不會有太陽底下看不到的問題了。
支援手寫輸入的電子紙
可能是小時候在課本上亂畫慣了，筆者當年第一次試用電子書時，便問了一個很愚蠢的問題，我可以在上面寫註解嗎？這答案當然是否定的，拿筆在螢幕上直接寫字，可能會先把螢幕刮壞吧，那時候廠商給的答案也很巧妙，有人會在小說上標示重點嗎？
在電子紙上手寫輸入直到現在才開始有解決之道，現在是觸控時代，Apple iPhone、HTC Diamond都是用手指在螢幕上滑啊滑，就瞬間播出電話了，Microsoft Surface更是兩隻手指在桌面上虛擬抓一下，就可以隨心所欲放大縮小地圖。E-Ink也看到了這個趨勢，在電子紙上加個觸控板，感應筆尖的位置，並於對應的螢幕位置繪製圖點，就變成可以書寫的電子紙「Vizplex」。
E-Ink與一般LCD的觸控螢幕有很大不同，現在市面上所看到的設計都是顯示器在下而觸控板在上，一般是用電阻式或電容式感測壓力位置，而新的設計則是用紅外線的方式擷取反光的位置；至於E-Ink的電子紙Vizplex，則是將展示畫面的電子紙放在上層，感應筆尖位置的感應層放在下方，所以筆尖位置穿透電子紙後才被偵測到，而且他們也不是用我們所熟知的幾種方式，反而是尋求手寫板第一品牌WACOM的協助，在顯示面板後方安裝磁場天線電路PET，厚度約為0.35mm，結合WACOM專用的感測筆進行輸入。
加入手寫設備後，新的問題是必須配備大容量記憶體，不然無法儲存使用者隨手亂畫的繪圖資料，之前的電子書只需要儲存書籍內容，如果是純文字，那非常省事，一篇幾百頁的文字檔可能不超過10MB容量，但如果每一頁都要有一張影像檔，用來記錄讀者的隨手繪圖或文字註解，這本書可能會擴充到幾百MB，不過幸好現在記憶卡價格直直落，這問題其實不會增加多少成本。
電子紙的未來研發重點
電子書在具備低功率顯示與寫入功能後，已經逐漸與傳統紙張接近，而工程師希望在可接受的價位內，盡量具備紙張的特性。E-Ink曾對外揭露，他們之後的發展方向有三：提高反應速度、可折疊與彩色顯示。
現有的電子紙，主要用來顯示靜態畫面，因為現在電子紙的反應速度很慢，翻頁時可以感受到前一頁的文字慢慢消失，還有下一頁的文字逐漸浮現，當然電子書本來就是屬於靜態畫面的應用，不過好東西何必自我限制，如果電子書也可以展示動畫甚至取代LCD，那豈不是大生意一樁？
第二是可折疊性的問題，數學課本可以捲起來打蟑螂對吧，我想是不會有人拿電子書起來這樣用啦，一台幾千台幣的東西，要丟出去之前可得考慮清楚。電子書想要具備可折疊性，最主要是要改善閱讀時的便利，而且還可以隨便塞在書包內攜帶，敲到地上時也比較不會壞。已經有好幾間廠商示範可折的電子紙與LCD，但距離要整個捲起來還是有相當進步空間。
最後是顯示色彩。所謂彩色電子紙，並不是說加入紅、藍、綠電子墨水就完成，E-Ink說的是要可以與電腦相容，每種顏色255色階的全彩控制。已經有公司曾經展示彩色電子紙，一樣不耗電，可以關閉電源而且繼續保持色階，也許幾年後的電子紙可以擁有華麗的色彩，觀看寫真集都沒問題。
以筆者觀點看來，上述三個改進方向的影響，都不如可書寫的電子紙來得吸引人，當電子書可以上網下載最新資料，並且在上面手寫註解，最後透過網路直接傳送給別人，這本電子書會比傳統的紙張書籍更加方便好用。
【digitalhome 第109期7月號】
