2004 年11月30日,世界各國科學家投入研究已有近四十年歷史的電子紙領域,又傳來了一個好消息。日本日立公司新近成功開發出了一種超薄的電子紙,這種紙張顯示尺寸為16.2厘米×18.1厘米,厚度僅有3毫米,樣品重量100克。與一般競爭對手開發的只能顯示兩色的電子紙不同,日立的該款產品,其液晶顯示器已經達到能同時顯示64色的水平。最令人驚訝的是,它可以直接貼在墻上,并且可以根據遙控器的指揮而隨意改變顯示的圖像和信息。日立公司稱,這款產品可以用于在墻上顯示各種內容,比如家庭照片、工作計劃表和菜譜等。
技術流派殊途同歸
所謂"電子紙"(Electronic Papers),其實就是一種外觀像紙或像投影片的新型的超薄平面監示器,在各種場合(尤其是戶外)的文字辨認性上,優于常規的LCD,且能夠與報紙相比擬。
"電子紙"概念興起于1980年代前后,彼時,一大批科學家開始投入此領域的研究,在當時研究者的理想中,該種紙張將可以逐漸代替傳統紙張,既便于文字閱讀,又可以改寫內容,反復使用。到了本世紀初,隨著技術研究呈現出若干可喜的回報,有人開始大膽預測,電子紙會在未來三五年內達到大規模應用階段,而10 年左右的時間,傳統平面媒體業將會因電子紙技術的普及而發生顛覆性的變革。
目前的電子紙大致可分液晶型以及非液晶型兩大類。液晶型產品多半是由LCD廠商所開發出,以不使用偏光片或彩色濾光片的方式降低監視器厚度,或是采用特殊的液晶材料及顯示方式達到目標。其中代表廠商是Fuji Xerox和大日本INK公司。而非液晶型領域較知名者為E-Ink公司的電子墨水(Electronic Ink)監視器,以及SONY的電解析出型電子監視器。
在電子紙的研制領域,成立于1997年的美國E-Ink公司的地位顯得首屈一指,這家隸屬于麻省理工學院的公司的電子超薄顯示器技術代表著目前業內的最高水準。公司最新的成果是一種應用于電子報紙、可穿戴式電腦屏幕、便攜信息終端屏幕、電子詞典、電子圖書和智慧型身份辨識卡的電子裝置。公司發言人表示:這是至今為止世界上最完美的電子紙張產品,只有0.3毫米厚,可以任意彎曲而不發生字面的扭曲;支持以無線的方式下載文本內容,如果必要的話,可以隨時進行閱讀內容的網絡刷新和內容改寫。
E-Ink公司所研發的電子紙張,表面看起來與普通紙張十分相似,可以像報紙一樣被折疊卷起,但實際上卻有天壤之別。它上面涂有一種由無數微小的透明顆粒組成的電子墨水,顆粒直徑只有人的頭發絲的一半大小。這種微小顆粒內包含著黑色的染料和一些更為微小的白色粒子,染料使包裹著它的透明顆粒呈黑色,那些更為微小的白色粒子能夠感應電荷而朝不同的方向運動,當它們集中向某一個方向運動時,就能使原本看起來呈黑色的顆粒的某一面變成白色。根據這一原理,當這種電子墨水被涂到紙、布或其他平面物體上后,人們只要適當地對它予以電擊,就能使數以億計的顆粒變幻顏色,從而根據人們的設定不斷地改變所顯現的圖案和文字,這便是電子墨水的神奇功效。當然,電子墨水的顏色并不局限于黑白兩色,只要調整顆粒內的染料和微型粒子的顏色,便能夠使電子墨水展現出五彩繽紛的色彩和圖案來。由于此種監視器具有記憶性,因此只有畫素顏色變化時(例如從黑轉到白)才耗電,關電源后顯示幕上畫面仍可保留,因此非常省電。2顆AA電池即可供數周以上長期使用。
而SONY的電子紙張發展,則以顯示靜態畫面為主,主要是利用銀(Ag)在電子化學反應過程中,在透明電極上析出,或于固態電解質中溶解的方式達到呈現黑與百的效果。 這一技術最主要的貢獻將在于提高電子紙的反射率。
雖然當前有許多廠商進行電子紙相關技術研發,發展方向亦相當分歧,但我們已經可以從中歸結出現代電子紙的產品特性:一為較輕、較薄,比當前通用TFT LCD、STN LCD模塊為薄。二為大多數具有資料保存性,只有畫面異動時(例如由黑轉到白)才耗電,電源關閉后信息仍可留存在監視器上,因此比TFT LCD、STN LCD更為省電。三為反射率高于反射式LCD,更接近報紙水平,有些廠商的產品甚至可達影印用紙水平(因此肉眼對其所顯示的文字內容更易辨識)。四為對比度優于一般報紙。五為初期以黑白方式顯示文字內容為主,較缺乏全彩或動畫功能,應答速度普遍較TFT LCD、STN LCD慢。六為部分電子紙監視器具可撓性或是可以卷曲。
蘊含巨大商機?
電子紙張屬于一種新興技術,各廠商皆在摸索之中,主要市場尚待確認。按照目前業界比較一致的觀點來說,接下來兩三年仍然屬于電子紙的技術成熟階段:更輕更薄,由單色到多色,由靜態到動態。其正式的市場起飛可能要等到2007年或更晚。屆時,信用卡、可貼附在衣服或公文包上、具PDA功能的電子紙張,可能是未來應用的發展方向。但初期應用主要還是以電子海報、超薄電子書為主。依照各廠商產品發展計劃,未來不但可以看到隨身攜帶的電子報紙、電子書、電子速記本外,電子紙張亦可能成為捷運、公車或一般商家的平面廣告載具。當前在上述場所見到的平面印刷廣告,將來有可能出現全新風貌。比如當你擁有一張報社發放的電子報紙閱讀器的話,那么每天的報紙內容將會以無線的方式發送到你的面前.
未來對電子紙需求有正面效益的一個觀察重點,是全球用紙量在近十年來激增,背后因素當然是信息量產出的爆炸,除報紙以外,各式各樣的雜志、宣傳海報以及計算機印出數量均有大幅增加情形。而需求數量龐大的傳統紙張對森林的威脅使環保人士感到憤怒。此一背景對于電子紙監視器有利,因為其有助于節約用紙量。但相應的問題也隨之而來,與報紙、雜志、海報等紙張類媒體相比,目前的電子紙因成本過高而缺乏長遠的競爭力。同時,大部分的電子紙還是不夠薄,反射率不夠高。另一方面,對于所有的顯示用電子紙來說,目前最致命的缺陷是無法表達足夠連貫的視頻畫面--市面上普通的LCD的最短畫面響應時間低于12ms,但即使如此,LCD仍然被指責為無法與CRT進行這方面的性能抗衡。而普通電子紙的畫面響應時間將超過100 ms。如果電子紙無法對動畫畫面的顯示有所突破,那么它被人們接受的可能就會受到極大限制。
諸如以上因素,因此雖然根據預測,2005年電子紙張潛在市場規模具有100億美元商機,不過因為相關技術不成熟,有待改善空間仍大,加上廠商生產成本下降速度以及產能是否能夠配合等多項問題,預估2005年實際市場規模只有預測的1/10左右。
幸而研究人員從未放棄過技術改善的腳步。今年3月,日本千葉大學已經開發出了厚度只有0.1毫米的電子紙產品,這是人類首次將電子紙真正在厚度上接近到了紙的范疇。而早在2002年上半,SONY已展示了一款比報紙反射率(約60%)更高的電子紙張,反射率達到73%,純白表現程度與影印紙相當,有助提高消費者觀看意愿。至于動態圖像的支持,九州大學與普利斯通的研究小組開發的使用粉狀墨的電子紙,相應速度目前為世界最高,已經到達0.2ms。
由此我們完全可以樂觀地推斷,隨著科學技術的不斷完善,電子紙時代也將很快到來。事實上,盡管目前普及顯得遙遠,但真實的應用的確已經出現--SONY的 LIBRIe、Adobe的在線書籍商店,都是電子紙技術初期應用的最好體現。今年4月末,SONY推出了一種被稱為LIBRIe的電子書產品。 LIBRIe的大小和一本普通的書差不多,但是作為一種電子產品,LIBRIe配備了USB和耳機接口,同時內置文字放大和字典查詢的功能。用戶可以憑借 LIBRIe提供的MS卡存儲數字化的文字,也可以通過SONY開設的電子書租賃服務"Timebook Town"以月租的方式從網上下載閱讀內容。這樣的服務模式標志著多年來的電子紙及其下游產品已經進入了真正的實用階段,人類的數字化生活也許要因此而翻開嶄新的一頁。
|