說起電子紙，便不能不瞭解E Ink的電子墨水技術。電泳式電子墨水（electrophoretic ink）技術通稱為電子墨水（electronic ink）。這是將電子墨水塗佈在一層塑膠薄膜上，再貼覆上薄膜電晶體（TFT）電路，經由驅動IC控制以形成像素圖形，如此便可創造電子紙顯示器（EPD）。

電子墨水使用的原料類似印刷產業，但進一步融合了化學、物理學、電子電路等領域的知識和技術，使得電子墨水這種全新的材料得以問世。與其他顯示器技術最大的不同之處，在於電子紙是反射式、雙穩態的顯示技術，所以在視覺上與傳統紙張幾乎無異，故能達到護眼、節能的效益。

雙色電子墨水原理

電子墨水由數百萬個微膠囊（microcapsules）所構成，微膠囊的大小約等同於人類頭髮的直徑。每個微膠囊裡含有電泳粒子，帶負電荷的白色以及帶正電荷的黑色粒子，懸浮在透明液體中。再透過正負相吸的原理，當電場接通時，該區塊對應的黑白粒子會移動至微膠囊的頂端，使得使用者在該區塊上，能看見白色或黑色的影像。

圖一 : 使用不同色彩的粒子，可創造出變色電子紙。

三色電子墨水原理

目前E Ink的技術也可提供三色電子墨水系統，適用於電子貨架標籤（Electronic Shelf Label；ESL）的應用。三色電子墨水系統運作原理與雙色系統類似，透過施加不同的電壓，能使不同顏色的粒子移動至上層，因此能看見不同的顏色。三色系統是在微杯技術（Microcup）架構下開發而成。

圖二 : E Ink已開發出三色電子墨水

先進彩色電子紙顯示器

隨著三色電子紙的問世，E Ink也發表了多色電子墨水系統，稱為先進彩色電子紙顯示器（Advanced Color ePaper；ACeP）。ACeP彩色電子紙透過帶色的粒子，可實現全色域顯示效果，不需要彩色濾光片，可直接在微膠囊或微杯架構下執行。ACeP與雙色或三色電子紙一樣擁有低耗電、類紙張、陽光下可視等特性。

圖三 : 先進彩色電子紙顯示器已經問世

電子紙雙穩態特性

在大型電子看板的應用上，只要不變換畫面，就完全不需要消耗電力。長期下來，就能擁有非常優異的節電性能。

電子紙的特性是在電源完全拔除的狀態下，畫面仍可持續顯示在螢幕上，不會消失。E Ink的電子紙技術通常被稱為「雙穩態」技術。所謂的雙穩態，就是即使移除掉供電的來源，電子紙顯示器上的畫面仍然能正常持續顯示，不會消失。意即僅有在更換畫面時，才需要消耗電力。

實際應用上，當使用電子紙螢幕的電子書閱讀器進行閱讀時，也只有在翻頁的時候，才會消耗到電力，在閱讀時是不會消耗任何電力的。這也就是為什麼使用電子紙做為顯示器螢幕的裝置，往往都能有很長待機時間的主要原因。

另外，在大型電子看板的應用上，只要不變換畫面，就完全不需要消耗電力。這樣長期下來，與相同尺寸的LCD顯示器看板相較之下，就能擁有非常優異的節電性能。

反射式技術

電子紙顯示器也被稱之為「反射式顯示器」，因為完全不需要背光源，而是利用環境光源打在電子紙顯示螢幕上，再透過折射光線至觀看者的眼中，這與傳統紙張、或生活中物體的可視原理相同，因此只要環境光源越亮，電子紙也越清晰可見。

至於LCD或OLED等顯示螢幕，則需要有背光模組或自發光，才能看到影像。但背光源或自發光的光線，會穿透顯示螢幕，直射觀看者的眼睛，容易導致視覺疲勞、或者藍光引起的黃斑部病變等問題。因此，不需要背光模組的電子紙顯示器，非常適合長時間閱讀。此外，沒有背光模組也可節約電力，大幅提升待機時間。

軟性顯示的市場區隔

電子紙的墨水薄膜本身是軟性的，將電子墨水薄膜貼覆至TFT基板上，可構成電子紙顯示器。而依據不同的應用需求，產品開發設計人員可能使用一般的玻璃基板，或者軟性的塑膠基板。例如E Ink Mobius軟性電子紙顯示器，就是使用了軟性基板的電子紙顯示器。

以一片13.3吋塑膠基板的軟性電子紙顯示器模組來看，約等同於15張A4紙張的重量、7張A4紙的厚度。另外的好處是，塑膠基板比易碎的玻璃基板顯示器來得更為堅固、不易碎裂，因此終端產品掉落或遭受撞擊時，可減少產品的損壞機率。

電子紙顯示器是由電子墨水薄膜，貼覆至TFT基板上所構成。由於電子墨水薄膜本身是軟性的，因此電子紙能比其他種類的顯示器更容易、也更適合加速軟性顯示器的發展腳步。採用了塑膠基板後，便能應用於電子紙顯示器了。目前市面上最具代表的產品是輕薄、可撓的E Ink Mobius軟性電子紙。

圖四 : 電子紙顯示器畫質逼近紙張效果

E Ink Mobius軟性電子紙重量僅有玻璃基板的一半，使其更輕薄、防碎。一片13.3吋塑膠基板的軟性電子紙顯示器模組，約等同於15張A4紙張的重量、7張A4紙的厚度。這樣的軟性顯示器模組，能夠讓終端產品更輕薄，例如一台採用13.3吋軟性電子紙的終端產品，僅重349克；而使用12.9吋LCD顯示器的產品，卻重達713克。如此一來，輕薄的終端產品，除了容易攜帶、與不易碎裂外，在教育應用上還能減輕學生的負擔。電子紙顯示器也可適於任何有可撓或輕薄需求的產品，例如：

●穿戴式裝置

●行李標籤：耐摔落

●智慧卡：輕薄，可彎曲

●物流標籤：耐摔落

●教育領域，如電子書包

●電子書閱讀器；電子紙筆記本

●智慧型手機，如雙螢幕或次螢幕

●手機背蓋等配件

結語

圖五 : LCD (左)、電子紙(中)、傳統紙張(右)的戶外表現

目前顯示器市場是由主流的LCD顯示器當道，而OLED顯示器則正逐步擴大勢力範圍，積極搶進行動顯示器、大尺寸顯示器與軟性顯示應用。這些顯示器儘管有其缺點，例如LCD顯示器雖然普及但較為笨重且易碎，OLED可延伸至軟性顯示應用但價格較為昂貴，然而在市場上接受度仍較電子紙來得更為普及。

事實上，E Ink軟性電子紙顯示器能達到彎曲、弧面的效果，可配合人體的弧度設計終端產品，例如特別適合應用於手環、手錶、甚至皮包或鞋面等穿戴式裝置。不但提供客戶更自由寬廣的設計空間，也能與使用平面顯示器的產品做出市場區隔，增加競爭力。因此電子紙的未來發展，便是積極搶進差異化應用市場，與LCD及OLED做出明確區隔，來擴大更多商機。

廠商巡禮

E Ink元太科技

E Ink元太科技為全球電泳式電子紙顯示技術(ePaper based on Electrophoretic technology)的開發商與供應商。以先進的技術，提供全球知名品牌及製造商耐用、低耗電的電子紙模組，協助客戶開發新產品、創造新市場，並持續拓展電子紙的多元應用。

元太科技(E Ink)成立於1992年，為台灣TFT-LCD面板廠先驅，專注於生產優質的中小尺寸面板。2009年，併購專事電子墨水技術、及電子紙研發與量產的美國E Ink公司，其技術源自麻省理工學院多媒體實驗室(MIT Media Lab)。自此元太科技完成電子紙上中游產業鏈的布局整合，並以E Ink品牌行銷全球。2016年底，元太科技正式淡出LCD業務，專注於電子紙的研發與製造。