节录自国立台湾科技大学光电工程研究所陈鸿兴教授于科学月刊 2026年 3月投稿内容
电子纸（e-paper）是目前最接近纸张效果的影像显示科技，同时它也具有护眼和省电两大优势。目前最被看好的两种主流彩色电子纸技术有电泳式微杯电子墨水」（Microcup Electrophoretic Ink）与「胆固醇液晶」（cholesteric liquid crystal display, ChLCD），这两者的色彩再现原理有什么差别？哪一种电子纸更接近印刷品色彩品质呢？
电子纸－印刷与显示器的巧妙融合
电子纸是目前最接近纸张效果的显示器，它同时具有「护眼」和「省电」两大优势，并且具有「柔软」与「纸感显示」的可能性。它的显示原理接近于一般印刷品，是藉由外在光源照射在印刷纸张所产生反射光，再进入到我们的眼睛。相较于传统的自发光型显示器，即使人们长时间阅读电子纸，眼睛也较不易感到疲劳。此外，电子纸还具有双稳态（bistability）特性，代表它在更换影像资讯时才需耗电，使得它能比传统的自发光显示器更为省电。可以说电子纸融合了显示器与传统印刷纸张的优势，既可随时改变显示内容，又可拥有像纸张一般的视觉感受与阅读体验。
微杯型电子墨水与胆固醇液晶显示器是两种目前最被看好的彩色电子纸技术，以下将简单介绍。为了有效分析电子纸的色彩，以国际色彩联盟（International Color Consortium, ICC）色彩描述档（ICC color profile）的色彩纪录方式，对彩色电子纸的色域特性进行视觉化与明暗对比度分析。
胆固醇液晶显示器的代表厂商为虹彩光电（IRIS Optronics），这种电子纸内部的胆固醇液晶分子透过电场驱动调整液晶开阖的角度以显示图像。胆固醇液晶显示器使用三层胆固醇液晶堆叠而成，它的各层液晶分别能够反射红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）等三色光，藉由不同的电场强弱，控制液晶层内部的液晶分子发生旋转，即使在电场关闭后，液晶分子仍可存在于两种稳定的状态。
图（a）显示胆固醇液晶显示器的混色原理，它的面板内部使用红、绿、蓝等三色液晶层，再加上底部的黑色吸收层，透过调整液晶分子的不同旋距，达到反射不同强弱程度的绿色光、红色光、蓝色光，在画面上达成一个一个次画素并置混色的效果。
电泳式微杯电子墨水为元太科技（E Ink）公司所发展的电子纸技术，目前发表的分别有Gallery与Spectra 6，Gallery的成像原理是在电子纸内部的「微杯」置入青、洋红、黄和白等四种墨水粒子（CMYW四色系统），Spectra 6则是在电子纸内部的「微杯」置入红、蓝、黄和白等四种墨水粒子（RBYW四粒子系统），利用微杯结构圈住墨水粒子，透过不同的电压驱动墨水粒子，使得带电的墨水粒子只能在微杯内移动，再经由演算法混色计算形成彩色显示。
图（b）显示微杯型电子墨水的混色原理（E Ink Gallery CMYW四色系统），在面板内部使用青（C）、洋红（M）、黄（Y）、白（W）等四色粒子置于微杯内，以类似于传统平板印刷的方式，先将色料堆叠（减法混色）之后，再如同印刷网点般进行并置混色（加法混色）。
所谓「加法」表示色光在进行混色后的能量，利用「加法」运算来进行预测。在色光的混色原理当中，加法混色的三原色定义为红色、绿色、蓝色，此三原色是以色光（color light）的型态来表示。
「减法」表示某一色料受到白光照射时，该色料会「吸收」某一成分色光。在颜料的混色原理当中，色料减法混色的三原色定义为青色、洋红色与黄色，此三原色是以色料（colorant）的型态来表示。
有效分析电子纸色彩表现
在本文中制作了三种电子纸（IRIS ChLCD、E Ink Spectra 6与E Ink Gallery）的ICC色彩描述档，来描绘两种彩色电子纸的二维色域与三维色域，并分析两者的色彩是否接近目前的印刷品品质。这里的印刷品是采用日本印刷产业机械工业会（Japan Printing Machinery Association, JPMA）定义的「报纸」（Newspaper）与「轮转涂布纸」（Web Coated）等两种印刷用纸张媒体的色彩描述档规格，作为比较彩色电子纸色彩范围的依据。一般来说，二维色域较常使用于分析成像媒体的色彩范围，但因三维色域多了明度（lightness）或亮度（luminance）的维度，使用三维色域会比二维色域更为准确，可以让我们能够进一步了解彩色电子纸的明度、亮度或对比度特性。
图 (d) 显示三种彩色电子纸(ChLCD, Spectra 6, Gallery)在CIE u’v’均匀色度图之二维色域比较，由结果来看，Gallery在三种彩色电子纸中色域最小，ChLCD在绿色区域与蓝色区域的色彩鲜艳度表现较Spectra 6为大，Spectra 6则在红色区域的色彩鲜艳度表现稍占优势。如果进一步和报纸媒体表现色彩范围进行比较，除了青色区域的色彩鲜艳度表现之外，ChLCD与Spectra 6两种彩色电子纸的色域均大于报纸媒体，但仍然小于一般用轮转涂布纸印刷媒体的色彩品质，这显示现阶段这两种彩色电子纸色彩再现品质，与一般彩色印刷品比较下来仍有相当的进步空间，可以继续加强彩色电子纸的色彩再现能力。
另外，图 (e) 显示ChLCD与Spectra 6二种彩色电子纸在CIE LAB色彩空间之三维色域分析，在同样的标准日光明条件下，依据CIE LAB色域体积分析，ChLCD的色域体积比Spectra 6高出36％，显示色彩覆盖范围更广。在对比度方面，Spectra 6的对比为26:1，ChLCD为10:1，这表示两者之间对比相差约2.6倍，与目前的一般彩色印刷品比较，代表现阶段两种彩色电子纸的对比表现仍显不足。
彩色电子纸承载许多人对于未来显示器的憧憬与梦想，被视为下一世代备受瞩目的新型显示器与类纸新媒体，近年来彩色电子纸也逐渐在电子书载体、电子黑板、电子标签、电子看板等领域得到快速成长的应用。相信在不久的将来，彩色电子纸将朝向更大尺寸、更高色彩饱和度以及更高对比度的显示品质方向突破发展。
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