自從美國麻省理工學院媒體實驗室利用電泳現象開發出第一張電子紙以來，由於這項技術具備超輕薄特性，其重量通常在50公克以下，厚度不到一公厘，再加上超低功耗以及顯示效果不受外界光線強弱影響等優點，遂在電子業界受到廣泛的矚目。
集低功耗、低成本、超輕薄等優點於一身的電子紙，從發明之初便廣受各方看好，且可望成為與液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)鼎足而立的第三大顯示技術。然而，喊出取代實體紙張口號的電子紙，除了應用成長空間充滿想像之外，更具備改寫人類文明史的可觀潛力。
技術漸成熟 電子紙應用蓬勃發展
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| 圖1 E-Ink亞太區副總裁桑田良輔認為，電子紙輕薄省電低成本的特性對手機等可攜式應用而言，極具價值。 |
從美國麻省理工學院媒體實驗室將原本應用在化學分析上的電泳原理(Electrophoresis)導入顯示應用，創造出第一張電子紙以來，電子紙就一直是廣為各方所看好的一項新興產品。在電子紙材料--電子墨水(E-Ink)市場上，目前以美商E Ink為產品能見度最高的供應商，產業鏈上下游的合作網路也最為穩固。
E Ink亞太區副總裁桑田良輔(Ryosuke Kuwada)(圖1)指出，以電子墨水材料製造的電子紙顯示幕具備輕、薄、低功耗、以及可撓曲等特性，因此對手持式裝置而言是一個非常理想的解決方案。再加上過去兩三年來，電子紙顯示幕已進入大量生產的階段，因此得以迅速壓低成本。以新力(Sony)所推出的電子書閱讀器為例，從2005年的初代產品售價399美元，到2008年所推出的最新一代產品整合了無線區域網路、手寫輸入功能等額外功能，卻僅要價299美元來看，過去3年來電子紙成本降低之迅速可見一斑。
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資料來源：摩托羅拉
圖2 摩托羅拉於2006年底在印度、巴基斯坦等地推出的F3手機。 |
桑田良輔進一步表示，由於電子紙的成本快速下降，使得向來對成本極為敏感的低成本手機敢於率先採用電子紙作為主要顯示幕。在手機系統中的各項零組件中，螢幕模組向來是最耗電、也是最昂貴的零組件之一。若以電子紙取代液晶顯示螢幕，可以顯著降低手機的原物料成本之外，更可大幅延長手機的電池壽命。圖2為全球第一款採用電子紙取代液晶顯示螢幕的摩托羅拉(Motorola)F3手機。由於採用電子紙作為顯示螢幕，因此即便採用當時仍相當昂貴的電容觸控技術來實現超薄型外觀設計(機身厚度僅9毫米)，其產品售價仍能廣為印度、巴基斯坦等國民所得較低的新興市場所接受。
而在超低價手機率先採用電子紙之後，日本手機製造商也積極跟進，推出以電子紙作為第二顯示幕的機種。桑田良輔透露，在這些應用案例中，手機製造商所看重的特性不是低成本，而是電子紙優異的強固性。由於不含玻璃基板，因此電子紙螢幕對於外力衝擊的忍受程度，比液晶螢幕或有機發光二極體(OLED)螢幕要優異許多。在這類第二顯示幕應用中，由於螢幕位置多半放在手機上蓋外側，若螢幕對抗外力衝擊的能力不足，常會導致螢幕破裂或故障等問題。圖3為日本KDDI與日立(Hitachi)所設計，採用電子紙取代有機發光二極體作為第二顯示幕的手機。
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| 圖3 在先進市場上，電子紙同樣有能力切入手機應用中。 |
先天不足有賴驅動元件補強
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| 圖4 愛普生半導體事業部全球電子書專案經理住田直樹表示，透過量身訂作的驅動器解決方案，電子紙的顯示效能將可獲得大幅改善。 |
雖然電子紙具備諸多優點，但也有其先天劣勢。由於電子紙所採用的電子墨水，事實上是眾多可透過電泳原理來驅動的黑白染料顆粒，若要使畫素從全黑轉換到全白，必須驅動對應的染料顆粒分別上升與下降到畫素的頂部與底部才能完成。愛普生(Epson)半導體事業部全球電子書專案經理住田直樹(Naoki Sumita)(圖4)指出，根據愛普生所做的實測結果顯示，電子紙在黑白模式下，其畫素的反應時間約在260毫秒左右；而在灰階模式下，其反應時間更長達780毫秒。要解決反應時間過長的問題，除了從材料特性方面著手之外，電子紙的驅動控制器也可以提供助力，而這也是愛普生與E Ink兩家公司決定攜手合作的主因。
目前愛普生針對電子紙所推出的專用驅動器S1D13521B，其最主要的特點就在於內建16路驅動管線，可以透過平行處理的方式驅動畫面上的不同區塊，不像傳統序列式驅動必須先完成一個區塊的驅動之後再處理下一個區塊，因此可將電子紙的畫素反應時間從260毫秒降低到40毫秒以內。除此之外，由於電子紙是以取代實體紙張為主要應用目標之一，因此S1D13521B還可支援手寫輸入功能(圖5)，以利於廠商開發允許消費者直接在電子紙上手寫作筆記的產品，也讓電子紙向全面取代實體紙張跨出一大步。
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| 圖5 愛普生與E Ink聯手提供的電子紙顯示開發平台，可支援手寫輸入功能。 |
全彩電子紙誕生 人類文明史寫新頁
就像陰極射線管、液晶、有機發光二極體等顯示技術前輩從黑白走向彩色一樣，電子紙朝向全彩化發展也是必然的趨勢。桑田良輔透露，現階段E Ink其實已經有能力生產具備全彩顯示能力的電子墨水，但E Ink內部認為，目前該產品的彩度與對比距離商品化上市還有一小段路要走，因此公司目前將該產品的上市時程排在2009～2010年之間。
桑田良輔認為，在全彩化電子紙上市後，不僅是可攜式裝置，包含公共資訊顯示、廣告看板、甚至平面印刷產業都將出現一番重大變革。因為在電子紙全彩化後，電子紙閱讀器不只能顯示文字印刷內容，連顯示彩色廣告都不成問題。在廣告商機的驅動下，平面出版業界將更有動力將自己的出版品進行電子化。
事實上，在美國亞馬遜書店仿效新力推出自家的Kindle電子書閱讀器之際，另一波平面出版電子化的浪潮也已經展開。全彩電子紙的出現，只是為這個趨勢錦上添花而已。目前亞馬遜書店共有十六萬冊電子書在線上販售，而且每本電子書的售價只有9.9美元；紐約時報也跟進推出電子版，每個月的訂閱費用同樣是9.9美元(相較之下，印刷版紐約時報的訂閱費用為40美元/月)。
除了北美之外，包含韓國、法國等地的主流日報亦已推出類似的電子報紙，並與北美、韓國、中國等地的電子閱讀器製造商合作開發出對應的可攜式硬體，積極擁抱這波新潮流。
這波平面出版電子化的浪潮，除了將為電子產業帶來更多可攜式硬體商機之外，在與網際網路連結後，更將對人類文明的傳遞方式帶來深遠影響。