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。
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。
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