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科學人新聞

麻瓜的魔法紙

2003/09/30 王心瑩
全新電子紙技術出爐,紙上看電影不是夢!

重點提要

哈利波特看的課本和報紙,圖片裡的人物可以擠眉弄眼動個不停,現在麻瓜科學家也發展出一種可放映影片的電子紙,未來可以在紙上看哈利波特第五集電影!

在哈利波特的魔法世界裡,無論是巫師卡、課本、報紙甚至牆上掛的畫,圖片中的人物都可以動個不停,還可以出聲問「通關密碼」呢。而再過不了多久,麻瓜也可以在紙上看影片囉!荷蘭科學家已經發展出一種全新的「電子紙」,他們所使用的新技術,使得顯色元件可以快速變換顏色,因而具備了顯示動態影像的能力。這種新系統發表在9月25日出版的《自然》。


有好幾個研究團隊一直致力於發展電子紙,希望顯示器可以做到像紙一樣薄,其中佼佼者包括了全錄帕洛亞托研究中心(PARC)與蓋瑞岡媒體公司發展的「智慧紙」(Smart Paper),以及麻省理工學院媒體實驗室與電子墨公司發展的電子墨系統(E Ink)。但是到目前為止,他們所製造的顯像裝置始終無法快速地轉換影像,只能顯示靜態畫面,沒辦法播放影片。


現在,位於荷蘭愛因荷芬飛利浦研究實驗室的海斯(Robert A. Hayes)和芬斯卓拉(B.J. Feenstra)終於跨越這項障礙,他們使用「電濕潤」(electrowetting)技術,設計出新的電子紙原型系統。這種技術中的每一個成像元素都是一個微形的容器,底部為白色不透水的基質,並附有透明的電極。這些小容器裡面裝有油性顏料,最上面再鋪了一層水,也就是說,油性顏料在容器底部與水層之間,形成扁平的薄膜。


如未施加電壓(如左圖a),則有色油膜平鋪於容器底部,顯現出油墨的顏色;一旦施加電壓,油膜會收縮,顏色變淡。Photo: Philips


一旦在電極與水之間施加電壓,其接觸面的張力會發生變化,因此油膜會變形縮小且被水層擠到一邊,部份露出的白色底部便可反射光線,像素所顯現的顏色就變淡了。以此原理,將許許多多裝有三種基本色(黃色、青色與洋紅色,類似噴墨印表機的顯色方式)顏料的微小容器組合在一起,各自接收不同的電壓訊號,就可以是全色系的顯示器了。


由於轉換顏色所需的電壓非常低,耗電量小,因此科學家認為這個系統非常適合用來發展成可攜式電子紙裝置。此外,成像元素改變顏色所需的時間還不到10毫秒,已經與放映影片所需的反應時間相當,而且這種動態電子紙的亮度是傳統反射式液晶螢幕的四倍,而微形容器的白色背景使這種顯示器的對比度相當高,可說是優點多多。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2002年第3期5月號】


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