彩色E Ink Gallery與ChLCD的色彩比較

2024 年 12 月 24 日
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彩色電子紙是節能顯示技術的下一個里程碑,除了擁有省電、日光下可視的優點以外,彩色電子紙需要能完全呈現LCD及海報上的全彩影像,才能讓電子紙在廣告、智慧零售等對顏色要求最高的應用中佔有一席之地。

今天我們使用E Ink ACeP彩色技術的Gallery Palette和虹彩光電的膽固醇液晶ChLCD,分別放上幾種常見的測試圖片,來探討兩種技術在全彩應用上的差異。

電子墨水ACeP Gallery的原理

Gallery Palette使用E Ink的ACeP (Advanced Color ePaper)技術,在電子紙膜的微杯裡放入黃、青、洋紅和白四種墨水粒子,再透過不同的電壓驅動墨水粒子移動,可組成黑、白、紅、黃、藍、綠和橘等較常出現的7種顏色。

gallery palette微杯
Gallery Palette的微杯裡有黃、青、洋紅、白四色墨水。

當電子紙畫面需要呈現以上7種顏色以外的色彩,就需要透過精準的混合7種顏色,在遠距離看畫素時能模擬類似的顏色。

虹彩光電ChLCD電子紙的原理

膽固醇液晶(ChLCD)電子紙使用三層液晶堆疊而成,各層液晶分別反射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B),透過不同的電場控制液晶分子的旋轉,在電場關閉後可穩定地存在介於兩種狀態之間:

  • 平面狀態(planar)時液晶分子排列整齊,可以反射特定波長光線,此狀態可看到反射畫面的顏色。
  • 焦點圓錐狀態(focal conic)的液晶分子排列讓光線穿透,此狀態可以看到液晶層下一層物質的顏色。
人眼所能看到的 ChLCD 波長段
調整不同ChLCD層的分子排列達到全反射(白)、半反射(灰)、穿透(黑)。

在獨立控制RGB三層液晶各自不同的狀態,最終ChLCD可完美呈現1,678萬種顏色,產生與LCD一樣豐富的彩色畫面。所以不論是LCD或ChLCD電子紙都能呈現豐富的彩色顯示器。

色彩測試的環境

為了測試ACeP和ChLCD的色彩表現,我們分別使用了四種具代表性的圖片:

  • 紅、綠、藍、青、洋紅、黃以16個色階轉變為白色或黑色,以便顯示全彩技術色階轉換的均勻性。
  • 橘、紫、藍、綠四色互相融合,測試全彩技術轉變顏色的漸層表現。
  • 風景圖,測試顯示技術在呈現自然景觀的能力。
  • 人像,測試顯示技術在呈現人物照片的能力。
e-paper test images
用左上)16色階、右上)顏色漸層、左下)風景、右下)人物圖片測試全彩電子紙技術。

16色階轉換比較

E Ink ACeP的Gallery Palette表現16色階轉換時,雖然能看到12道顏色的分界,可是畫面無法呈現青色(看起來像綠色)和紫色(看起來像淺藍色),除了色階有斷層外,色階改變時也因為需要摻雜不同比例的白色墨水,畫面出現明顯的顆粒感。

e ink gallery palette 16 grayscales
E Ink Gallery Palette無法呈現青色和紫色,色階有斷層,摻雜的白色墨水呈現顆粒感。

另一方面,虹彩光電的ChLCD技術,能完美呈現每一排的顏色,讓紅、綠、藍、青、洋紅、黃分別呈現原始的顏色。

iris chlcd 16 grayscales
ChLCD可完美呈現紅、綠、藍、青、洋紅、黃的色階。

四色融合的漸層表現

在橘、紫、藍、綠四色互相融合的漸層表現,ACeP Gallery Palette因為墨水的顏色不足,很多區塊使用白色填補缺少的顏色,造成顏色的缺口。

e ink gallery palette blending
Gallery Palette使用白色填補缺少的漸層色。

因為虹彩光電的ChLCD擁有1,678萬色,所以當畫面需要融合橘、紫、藍、綠四色,各種混色的結果都能完整顯示。

iris chlcd blending
ChLCD能完整呈現各種混色的結果。

風景圖的差異

在風景圖的實驗中,Gallery Palette因無法形成鮮豔的綠色和藍色,導致樹葉和遠山的顏色黯淡,除了有顆粒感以外,整體有老舊照片的感覺。

e ink gallery palette scenery
ACeP Gallery呈現的風景照顏色黯淡。

ChLCD豐富的綠色和藍色讓風景照有立體感,顏色也比較鮮豔。

iris chlcd scenery
ChLCD顯示的風景照比較鮮豔、立體。

人像測試

E Ink Gallery Palette因顏色比較少,無法正確顯示臉上陰影,導致人臉缺乏立體感,膚色偏蒼白。而人臉以外的藍、紫色花的顏色也顯得暗淡。

e ink gallery portrait
E Ink Gallery呈現的人臉缺乏立體感,膚色偏蒼白。

另一方面,人臉的線條、化妝都能完美顯示在ChLCD上,背景的藍、紫色花也顯得更立體、生動。

iris chlcd portrait
ChLCD能完美呈現立體的臉龐。

綜合以上兩種電子紙技術的全彩比較,膽固醇液晶更適合彩色需要豐富色彩的數位看板應用

如果想更了解彩色電子紙的應用,歡迎跟我們聯絡。