電子紙基板的選擇不同於液晶顯示器的玻璃材料，可選擇金屬薄板或塑膠基板，其厚度與重量均比目前使用的玻璃基板還要薄、輕，同時又具有彎曲的特性，進而產品設計上不再局限於平面的環境，而是可將電子紙服貼在任何彎曲面上顯示資訊。
電子紙可利用外界的光源來顯示影像，不像液晶顯示器需要背光源，所以在戶外陽光強烈的環境下，可清楚地看到電子紙上的資訊，而無視角的問題。
電子紙未來除了取代目前的顯示技術外，將再開創出其他非目前顯示器的應用市場，所以全球廠商無非加緊腳步加速研發，希望更早將電子紙產品商品化，以提早搶占市場先機。
雙穩態電子紙顯示技術成主流
在許多顯示技術當中，目前製作電子紙產品的主流顯示技術有電泳(EP)、膽固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal, ChLC)。為此，下文將分述兩大技術之差異：
電泳技術具省電優勢
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| 資料來源：E-Ink，工研院IEK整理(10/2007) 圖1 電泳顯示方式 |
電泳顯示技術原理為於顯示面板導入正或負極電荷，由於面板中間的顯示介質帶有電荷，利用正負相吸的原理，來使得顯示介質可以在上、下面板之間移動或旋轉，以達到顯示訊息的目的，當黑色球被兩正電荷所吸引時，使得白色球移動至上方，所以螢幕上方可見到白色，當均為負電荷時，則顯示為黑色(圖1)。此顯示技術所需的光源，為利用外界環境的光源照射至黑、白色球後反射出黑、白的顏色，所以螢幕毋需背光源。
此種控制顯示的技術，只有在變換螢幕資訊時才須要通電，若不必更換螢幕資訊時，則可關閉電源，螢幕上仍可維持顯示的資訊，螢幕上所有的資訊並不會消失，此種特性稱之為「雙穩態」，具有非常省電的特性。
膽固醇液晶實現多彩化顯示
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| 資料來源：富士通(10/2007) 圖2 膽固醇液晶顯示方式 |
膽固醇液晶與目前普遍採用的液晶種類不同。膽固醇液晶與電泳技術同樣具有雙穩態的特性，且膽固醇液晶屬於反射式的液晶(圖2)，同樣是利用外界環境的光源來顯示影像，所以毋需背光源，所以膽固醇液晶同樣非常省電。而膽固醇液晶技術原理為藉由不同的成分調配，產生出紅、綠、藍等顏色，來達到彩色化顯示的需求。
電子紙擁有可撓曲/耐摔/輕薄/低耗電優勢
有關電子紙兩種顯示技術與液晶技術特性的比較如表1所列，在對比度特性中，電泳與膽固醇液晶的對比度最低，為10：1。在亮度特性中，電泳及膽固醇液晶屬於反射式顯示影像，目前反射率最高為電泳，達40％，其反射率還須要再提升。在解析度的特性中，電子紙的兩種技術的解析度都低於液晶顯示之解析度，液晶顯示已可達到1,920×1,080。在色階特性中，電泳和膽固醇液晶目前只能顯示4,096色。在顯示材料的反應速度中，膽固醇液晶在彩色顯示時的反應速度需要2～10秒。
| 表1 電子紙與液晶顯示器之特性比較 | |||
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特性
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電泳
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膽固醇液晶
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液晶
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| 對比 | 10：1 | 10：1 | 1500：1 |
| 亮度 | R：40% | R：30% | 500 cd/m2 |
| 解析度 | 1,024×768 | 800×600 | 1,920×1,080 |
| 色階 | 4,096 | 4,096 | 16M |
| 反應速度 | 260毫秒 | 2～10秒 | 4毫秒 |
| 彎折程度 | 可捲曲 | 可捲曲 | 無 |
| 易碎程度 | 不易碎 | 不易碎 | 易碎 |
| 厚度 | 0.3毫米 | 0.3毫米 | 2.0毫米 |
| 耗電程度 | 低 | 低 | 高 |
目前廠商展出的樣品中，電子紙均可彎曲，其中電泳與膽固醇液晶更可達成捲曲的條件，而由於液晶使用玻璃材料，只能平面顯示。而電子紙是選用不鏽鋼基板或塑膠基板，並不容易造成面板易碎；液晶顯示器則是採用玻璃，因此有易碎的疑慮。
在厚度特性中，電子紙可以達到0.3毫米的厚度，而液晶由於貼覆許多層零組件，厚度達到2毫米。在耗電程度中，由於電泳與膽固醇液晶具有省電的雙穩態特性，所以耗電程度最低，液晶顯示器因需要背光源，其耗電程度最高。
眾家業者投入電泳顯示技術研發
目前全球各家廠商已投入主流電子紙技術研發的競賽，其中相當被看好的電泳顯示技術已吸引眾家業者競相布局。
Plastic Logic建置第一座電子紙量產廠
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| 資料來源：Plastic Logic(10/2007) 圖3 Plastic Logic展示電子紙產品 |
Plastic Logic為2000年從英國劍橋大學獨立出來所成立的公司，該公司的市場定位為研發軟性主動式顯示器，目前開發的產品為電子紙(圖3)。
Plastic Logic的研發技術為一低溫、無光罩(Mask)的製程技術，具有易大面積化、可大量生產、低成本的生產特性，由於採用新的製程技術，比目前平面顯示器生產投資的成本還要低，所以生產出的電子紙將更具價格競爭力。
2004年，Plastic Logic研發出2吋大小、解析度50ppi的電子紙；爾後在2005年更研發出10吋大小、解析度為100ppi的電子紙；近期則於2006年研發出解析度達到規格為SVGA(800×600)、150ppi等級的電子紙。Plastic Logic除了將電子紙尺寸變大外，也努力提升解析度，力求更貼近目前所使用紙張的顯示效果。
2007年1月Plastic Logic已對外宣布募得一億美元的經費，將在德國興建全球第一座電子紙量產工廠，預計該工廠在2008年可達到年產量一百萬片電子紙的規模。該公司為全球第一個發布興建量產工廠訊息業者。
Polymer Vision鎖定捲軸式電子紙開發
Polymer Vision為2006年從飛利浦(Philips)的研發團隊中獨立出來的公司，該團隊從1991年就開始研發有機電子技術，於2000年發表世界第一個有機電子的顯示器，2002年發表世界第一款電子紙，2004年發表世界第一個捲軸式顯示器(Roll able Display)。公司定位為研發捲軸式顯示器的公司，不同於Plastic Logic的電子紙，捲軸式顯示器具有可捲曲收藏起來的特性，所以產品可做到小型化。
Polymer Vision憑藉著飛利浦多年的有機電子研發能力，規畫於2007年底正式在市場推出第一款電子紙的電子書(Cellular Book)(圖4)，接下來將推出真正捲軸式的電子紙產品，最終目標為可製作出全彩，且可收縮的電子紙，該產品如同保鮮膜一般，不使用時可以「收捲」，當要觀看大量訊息時，再把螢幕「拉開」成為大螢幕的顯示器，使得該產品具有方便攜帶又可同時閱讀大量資訊的優點。
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| 資料來源：Polymer Vision(10/2007) 圖4 Polymer Vision展示捲軸式顯示器示意圖 |
在Plastic Logic發布預期量產的訊息後，在2007年1月底，荷蘭的Polymer Vision亦發布將與英國Innos合作，在英國興建世界第一座量產捲軸式電子紙產品的工廠，並且預期在2007年底正式量產，且將捲軸式電子紙應用在行動裝置的產品上，該電子產品具有輕、小的特性，讓人們在攜帶移動過程中，不會覺得笨重或不方便攜帶，當要觀看螢幕訊息時，拉開捲軸式顯示器就可以看到更多的資訊。在Polymer Vision的努力之下，消費者將可在近期內看到不同於目前硬式玻璃的平面顯示器產品問世。
日立積極測試電子紙應用效能
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| 資料來源：Nikkei BP，工研院IEK整理(10/2007) 圖5 Hitachi彩色電子紙樣品及在戶外測試電子紙之顯示效果 |
日本日立(Hitachi)採用電泳顯示技術，並力圖推廣該項技術，日立採用的是日本Bridgestone的電泳技術，加上自行製作的驅動背板以發展電子紙的產品。該公司展出電子紙的樣品後，仍積極地在戶外空間測試該電子紙的顯示效果，例如在2005年12月即在東京車站公開展示電子紙的顯示效果，於2006年3月展出紅白、黑白雙色的電子紙，在同年7月又展出可顯示4096色的電子紙樣品，12月將該彩色樣品安裝在日本JR電車上，實地測試電子紙在移動電車的顯示效果，於2007年9月在日本厚本公車車站的戶外環境中，測試電子紙可承受陽光直射、風雨侵蝕的程度(圖5)。
三星電子展出高解析度彩色電子紙樣品
南韓三星電子於2006年日本橫濱顯示器展中，展出A4大小的電子紙，於2007年美國SID展中展出色彩達4,096色的14.3吋軟性電子紙樣品；同年在南韓IMID 2007展中展出高解析度的電子紙，解析度為2,120×1,500、180 ppi，反射率提高至40％，對比為10：1(圖6)。三星電子所採用的技術為自行研發的低溫製程，將製程溫度降低至130℃，可使得非晶矽TFT製作在塑膠基板上，目前已製作出電子紙的樣品。
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| 資料來源：Nikkei BP，工研院IEK整理(10/2007) 圖6 三星電子公司展示14.3吋彩色電子紙及高解析度電子紙之樣品 |
從三星電子展出的樣品中，顯示技術已可製作出高解析度、彩色化的電子紙樣品，但尚未有電子紙的產品推出市場販售。
LPL發表14.1吋多彩軟性顯示器
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| 資料來源：LG.PHILIPS LCD(09/2007) 圖7 LPL展示軟性彩色電子紙樣品 |
樂金飛利浦液晶(LPL)於2007年5月13日對外宣布製作出全球第一個14.1吋軟性彩色顯示器，厚度只有300微米(圖7)，並於5月20日於美國所舉辦的SID 2007展覽中展出該樣品。
此全球第一發表的軟性彩色顯示器，其基板材料為不鏽鋼薄板，由於不銹鋼板具有可彎曲、高阻水、阻氣效果，可避免外界環境影響顯示面板內部的電子元件。顯示介質材料選擇E-ink所生產的電子油墨材料，因為目前只能顯示黑、白兩色，為達到彩色化的目的，LPL特別研發可彎曲的彩色濾光片，並將其貼覆在顯示介質上，藉由黑、白油墨的旋轉，來達到不顯示及顯示色彩的效果，該軟性彩色顯示器為4,096色。
元太科技2007年底前出貨電子紙產品
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| 資料來源：元太科技(10/2007) 圖8 元太科技展出電子紙 |
台灣元太科技(PVI)成立於1992年，於2005年購併飛利浦的電子紙顯示事業，開始生產平面的電子紙產品，同年第三季即正式量產平面電子紙產品，並開始銷售給下游廠商，進行販售電泳技術的電子書，如新力(Sony)PRS-500電子書。 元太科技於2007年在美國SID展覽中展出全球第一個量產工廠製作出的電子紙(圖8)，由於該電子紙的上、下層均採用塑膠基板，所以元太科技對於電子紙的定義為摔不破的顯示器，可讓消費者在使用電子紙時，不會有玻璃碎片的疑慮，意即兒童使用電子紙時可以更加安全。元太科技預計在2007年底可正式量產該電子紙。
膽固醇液晶顯示低功耗性能出眾
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| 資料來源：富士通(10/2007) 圖9 富士通展示電子紙之樣品及其彩色電子書 |
日本富士通於2007年展出軟性彩色膽固醇液晶面板(圖9)，並將彩色膽固醇液晶的技術應用於彩色電子書(FLEPia)產品中，為目前非液晶顯示技術的電子書產品中，唯一可顯示彩色的電子書。
由於膽固醇液晶具有雙穩態的特性，在顯示畫面時毋須耗費電力，只有在畫面變換時，才須消耗電力，所以在使用電池的狀態下，毋須像液晶顯示產品要常常充電，使得膽固醇電子書的電池續航力更長。
多彩化/反應速度為電子紙發展瓶頸
目前電子紙的主流技術尚未確定，所以各家公司為能提早在未來市場中占有主導的地位，均採用不同的材料及製程進行研發。其中電泳技術，目前已有黑、白顯示的電子書產品在市面上銷售，然而為使電泳技術能夠顯示彩色，則在面板上方加上彩色濾光片，來達到彩色化的目的，此種製作方式可儘快量產及商品化，但會降低其電子紙的亮度，所以雖可實現彩色化，但並不是最好的製作方式。
目前已有公司可販售彩色膽固醇液晶顯示器，但是在更換螢幕畫面時卻需要2～10秒的時間，使得等待換頁的時間較長，目前只能用於靜態的訊息顯示，無法應用於動態的影像顯示。
電子紙技術當中，電泳與膽固醇液晶具有省電的雙穩態特性，但在彩色化及反應速度上無法等同於目前的液晶顯示器，使得目前的應用商品局限於靜態的影像顯示。雖然電子紙具有優於目前液晶顯示器的特點，但目前尚有許多材料特性及技術規格尚未達到取代液晶顯示器的程度，使得電子紙目前須開闢出非液晶顯示器的應用，以區隔目前液晶顯示器之市場。
(本文作者任職於工研院IEK)
