樣本一：黑白微杯型電泳電子紙

實驗中選擇的第一個樣本是九吋大小的黑白微杯型電泳式電子紙，其結構 如圖 4-3 所示，包含聚合物材質的微杯、透明電泳液及帶有相反極性的黑白色料。

藉由調整上下電極板的電壓，可以使每個獨立像素表現出 16 種灰階。由於在實 際操作時輸入的電壓為交流電，微杯中的色料會隨著電壓變化鬆散分布，而不是 圖 4-3 所描繪的緊密堆積成色料層，因此黑白色料的混合結果很難以一個直觀的 物理模型描述。我們希望利用此種較為單純的黑白樣本，檢驗由獨立成份分析法 所建立的電泳式電子紙之特性化模型是否具有足夠的可靠性。從圖 4-3 的結構可 以發現對於此微杯型電泳電子紙來說，其灰階的變化主要來自黑白色料的頻譜表 現混合結果，可以預期系統特性矩陣內會有兩個主要特徵頻譜決定畫面呈現的灰 階頻譜。

圖 4-3 黑白微杯型電泳電子紙結構示意圖

我們根據前述實驗步驟，量測 16 個灰階的反射頻譜並輸入獨立成份分析 流程，以此找到足以代表電子紙的系統特性矩陣並建立色彩特性化模型。在計算 變異量百分比時，我們發現只要取兩個特徵向量，變異量百分比便已超過 99%，

如圖 4-4 所示。因此我們判斷只需要兩個獨立特徵頻譜就能代表系統的頻譜表現，

此分析結果也符合我們前述的預期結果。

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圖 4-4 取 1 至 4 個本徵向量之變異量百分比

而此黑白電泳電子紙經過獨立成分分析後得到的兩個獨立特徵頻譜，其頻 譜經過正規化的表現如圖 4-5 所示(IC1 與 IC2)。在此黑白樣本中，我們發現使用 前面介紹的所有非高斯度量測準則都會收斂到相同的獨立成份，在遞迴次數上也 沒有明顯差異，顯然使用不同的量測準則並不影響我們分析此黑白樣本的獨立特 徵頻譜。為了更進一步探討獨立特徵頻譜的物理意義，我們將灰階中的最暗態(G0) 及最亮態(G15)的反射頻譜正規化後加入圖 4-5 中比較。其中 IC1 與 G15 的曲線 幾乎完全相同，這表示 IC1 可以被視為子像素中白色色料的色彩表現。另一方面，

從圖 4-5 中可以看出 IC2 頻譜表現的整體強度比 G0 要來得小。由於在電子紙在 實際操作時色料是鬆散分布，且實際結構上白色色料的顆粒比黑色色料大，因此 即使利用電極板將黑色色料控制在溶液上層，其分布密度依然無法完全遮蓋白色 色料的反光而會產生漏光的情形。基於這個原因，我們認為 IC2 的頻譜曲線比起 代表暗態的零階頻譜，更真實地反映了黑色色料的頻譜表現。

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圖 4-5 獨立特徵頻譜之頻譜曲線(IC1、IC2)及灰階暗態(G0)及亮態(G15)之反射頻譜曲 線

建立電子紙的特性化模型後，就能利用模型預測或重建反射頻譜。由於黑 白電子紙只能表現出 16 個灰階，因此在這裡依然是使用灰階頻譜作為樣本。如 章節 3-6 所述，我們透過找到每個灰階對應特徵頻譜的係數，從而實現灰階反射 頻譜的重建，並且以 CIEDE2000 評估與實際反射頻譜的差異，其結果如圖 4-6 所示。平均的 CIEDE2000 色差值為 0.4，且每個灰階單獨的色差值都在 1 以下，

符合我們設定的評估標準。由此可知，對於具多重色料之黑白微杯型電泳式電子 紙，其隱含的色料表現可利用獨立成份分析法來尋找系統特性矩陣，且分析結果 具有相當的可靠性。

IC1 G15 IC2 G0

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圖 4-6 根據特性化模型預測之頻譜與實際灰階反射頻譜之色差值