節錄自國立台灣科技大學光電工程研究所陳鴻興教授於科學月刊 2026年 3月投稿內容
電子紙（ePaper）是目前最接近紙張效果的影像顯示科技，同時它也具有護眼和省電兩大優勢。目前最被看好的兩種主流彩色電子紙技術有電泳式微杯電子墨水」（Microcup Electrophoretic Ink）與「膽固醇液晶」（cholesteric liquid crystal display, ChLCD），這兩者的色彩再現原理有什麼差別？哪一種電子紙更接近印刷品色彩品質呢？
電子紙－印刷與顯示器的巧妙融合
電子紙是目前最接近紙張效果的顯示器，它同時具有「護眼」和「省電」兩大優勢，並且具有「柔軟」與「紙感顯示」的可能性。它的顯示原理接近於一般印刷品，是藉由外在光源照射在印刷紙張所產生反射光，再進入到我們的眼睛。相較於傳統的自發光型顯示器，即使人們長時間閱讀電子紙，眼睛也較不易感到疲勞。此外，電子紙還具有雙穩態（bistability）特性，代表它在更換影像資訊時才需耗電，使得它能比傳統的自發光顯示器更為省電。可以說電子紙融合了顯示器與傳統印刷紙張的優勢，既可隨時改變顯示內容，又可擁有像紙張一般的視覺感受與閱讀體驗。
微杯型電子墨水與膽固醇液晶顯示器是兩種目前最被看好的彩色電子紙技術，以下將簡單介紹。為了有效分析電子紙的色彩，以國際色彩聯盟（International Color Consortium, ICC）色彩描述檔（ICC color profile）的色彩紀錄方式，對彩色電子紙的色域特性進行視覺化與明暗對比度分析。
膽固醇液晶顯示器的代表廠商為虹彩光電（IRIS Optronics），這種電子紙內部的膽固醇液晶分子透過電場驅動調整液晶開闔的角度以顯示圖像。膽固醇液晶顯示器使用三層膽固醇液晶堆疊而成，它的各層液晶分別能夠反射紅色（R）、綠色（G）、藍色（B）等三色光，藉由不同的電場強弱，控制液晶層內部的液晶分子發生旋轉，即使在電場關閉後，液晶分子仍可存在於兩種穩定的狀態。
圖（a）顯示膽固醇液晶顯示器的混色原理，它的面板內部使用紅、綠、藍等三色液晶層，再加上底部的黑色吸收層，透過調整液晶分子的不同旋距，達到反射不同強弱程度的綠色光、紅色光、藍色光，在畫面上達成一個一個次畫素並置混色的效果。
電泳式微杯電子墨水為元太科技（E Ink）公司所發展的電子紙技術，目前發表的分別有Gallery與Spectra 6，Gallery的成像原理是在電子紙內部的「微杯」置入青、洋紅、黃和白等四種墨水粒子（CMYW四色系統），Spectra 6則是在電子紙內部的「微杯」置入紅、藍、黃和白等四種墨水粒子（RBYW四粒子系統），利用微杯結構圈住墨水粒子，透過不同的電壓驅動墨水粒子，使得帶電的墨水粒子只能在微杯內移動，再經由演算法混色計算形成彩色顯示。
圖（b）顯示微杯型電子墨水的混色原理（E Ink Gallery CMYW四色系統），在面板內部使用青（C）、洋紅（M）、黃（Y）、白（W）等四色粒子置於微杯內，以類似於傳統平板印刷的方式，先將色料堆疊（減法混色）之後，再如同印刷網點般進行並置混色（加法混色）。
所謂「加法」表示色光在進行混色後的能量，利用「加法」運算來進行預測。在色光的混色原理當中，加法混色的三原色定義為紅色、綠色、藍色，此三原色是以色光（color light）的型態來表示。
「減法」表示某一色料受到白光照射時，該色料會「吸收」某一成分色光。在顏料的混色原理當中，色料減法混色的三原色定義為青色、洋紅色與黃色，此三原色是以色料（colorant）的型態來表示。
有效分析電子紙色彩表現
在本文中製作了三種電子紙（IRIS ChLCD、E Ink Spectra 6與E Ink Gallery）的ICC色彩描述檔，來描繪兩種彩色電子紙的二維色域與三維色域，並分析兩者的色彩是否接近目前的印刷品品質。這裡的印刷品是採用日本印刷產業機械工業會（Japan Printing Machinery Association, JPMA）定義的「報紙」（Newspaper）與「輪轉塗布紙」（Web Coated）等兩種印刷用紙張媒體的色彩描述檔規格，作為比較彩色電子紙色彩範圍的依據。一般來說，二維色域較常使用於分析成像媒體的色彩範圍，但因三維色域多了明度（lightness）或亮度（luminance）的維度，使用三維色域會比二維色域更為準確，可以讓我們能夠進一步了解彩色電子紙的明度、亮度或對比度特性。
圖 (d) 顯示三種彩色電子紙(ChLCD, Spectra 6, Gallery)在CIE u’v’均勻色度圖之二維色域比較，由結果來看，Gallery在三種彩色電子紙中色域最小，ChLCD在綠色區域與藍色區域的色彩鮮豔度表現較Spectra 6為大，Spectra 6則在紅色區域的色彩鮮豔度表現稍占優勢。如果進一步和報紙媒體表現色彩範圍進行比較，除了青色區域的色彩鮮豔度表現之外，ChLCD與Spectra 6兩種彩色電子紙的色域均大於報紙媒體，但仍然小於一般用輪轉塗佈紙印刷媒體的色彩品質，這顯示現階段這兩種彩色電子紙色彩再現品質，與一般彩色印刷品比較下來仍有相當的進步空間，可以繼續加強彩色電子紙的色彩再現能力。
另外，圖 (e) 顯示ChLCD與Spectra 6二種彩色電子紙在CIE LAB色彩空間之三維色域分析，在同樣的標準日光明條件下，依據CIE LAB色域體積分析，ChLCD的色域體積比Spectra 6高出36％，顯示色彩覆蓋範圍更廣。在對比度方面，Spectra 6的對比為26:1，ChLCD為10:1，這表示兩者之間對比相差約2.6倍，與目前的一般彩色印刷品比較，代表現階段兩種彩色電子紙的對比表現仍顯不足。
彩色電子紙承載許多人對於未來顯示器的憧憬與夢想，被視為下一世代備受矚目的新型顯示器與類紙新媒體，近年來彩色電子紙也逐漸在電子書載體、電子黑板、電子標籤、電子看板等領域得到快速成長的應用。相信在不久的將來，彩色電子紙將朝向更大尺寸、更高色彩飽和度以及更高對比度的顯示品質方向突破發展。
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