電子紙的工作原理

　　當這種電子墨水被涂到紙、布或其他平面物體上后，人們只要適當地對它予以電擊，就能使數以億計的顆粒變幻顏色，從而根據人們的設定不斷地改變所顯現的圖案和文字。只要調整顆粒內的染料和微型粒子的顏色，便能夠使電子墨水展現色彩和圖案來。該方式是利用在電壓下能夠改變黑白狀態(tài)的微膠囊來實現圖像顯示的。微膠囊中帶電的白色氧化鈦顆粒和黑色碳粉粒子在電壓下上下移動，從而繪制出黑白圖像。其特點是在反差、明亮度視覺等方面較理想，耗電低，重量輕而容易使其薄型化，形狀自由等。此外，有的產品是利用帶電色粉的電泳現象，通過加大色粉的密集度來提高黑白反差的。

　　電子紙顯示技術的分類

　　目前各國開發(fā)中的電子紙顯示技術主要有以下四種：

　　1.電泳顯示技術（EPD）
　　電泳顯示技術系將黑、白兩色的帶電顆粒封裝于微胞化液滴結構中，由外加電場控制不同電荷黑白顆粒的升降移動，以呈現出黑白單色的顯示效果，代表廠商是美國E-Ink公司與SiPix公司。由于EPD技術可呈現出高反射率、高對比的黑白顯示效果，因此十分適合做電子紙。目前韓國三星、LG Display，日本精工愛普生、凸版印刷以及中國臺灣元太科技等公司均與E-Ink合作，采用其EPD面板“Vizplex”開發(fā)各種電子紙顯示器。

　　2.電子粉流體顯示技術（QR-LPD）
　　電子粉流體顯示技術為日本普利司通（Bridgestone）公司所發(fā)布，顯示介質是將樹脂經過納米級粉碎處理后所產生的黑色與白色不同電荷的粉體。將粉體填充于空氣介質的微杯結構中，利用上下電極電場使黑白粉體在空氣中發(fā)生電泳動現象，其中控制粉體的操作電壓為實際應用時重要的課題。由于使用空氣作為電泳粉體的介質，所以QR-LPD具有高反應速度。不過，其缺點是需要高電壓來驅動電子粉流體，這使得在耐高電壓的TFT（薄膜場效應晶體管）組件尚未成功開發(fā)的情況下，目前只能以被動式的方式來驅動電子粉流體。目前普利司通公司正與日立公司共同合作，投入QR-LPD電子紙“Albirey”產品的研發(fā)。

　　3.膽固醇液晶顯示技術（Ch-LCD）
　　該技術的研發(fā)機構包括美國Kent Display、日本富士通、日本富士施樂等公司以及中國臺灣的工業(yè)技術研究院。膽固醇液晶為一種呈螺旋狀排列的特殊液晶模式，是通過在向列型液晶中加入旋光劑來達到特殊排列結構，并利用膽固醇液晶分子在不同電位下呈現的“反射”與“透過”兩種不同偏極光旋轉狀態(tài)來達到顯示效果。膽固醇液晶屬于反射式顯示器，利用外界環(huán)境光源來顯示影像，無需背光源，同時具有雙穩(wěn)態(tài)特性，所以膽固醇液晶顯示技術同樣非常省電。同時，該技術可以通過添加不同旋轉螺距的旋光劑，調配出紅、綠、藍等顏色，以滿足彩色化顯示的需求。

　　4.雙穩(wěn)態(tài)向列液晶顯示技術（Bi TNLCD）
　　該技術由法國Nemoptic公司開發(fā)。該技術使用向列型液晶，顯示面板是兩種底板，其液晶分子保持力不一致，當長時間施加某一額定電壓時，液晶分子會相對于底板呈垂直豎立狀態(tài)，此時，若將電壓值急速降至零，強保持力底板周圍的液晶分子便會拉向倒下的方向，而弱保持力底板周圍的液晶分子則呈反方向倒下，而處于底板中間位置上的液晶分子則會產生扭曲角度。如果分兩步進行緩慢解除加電狀態(tài)操作，液晶分子便會因彈性能力減弱而倒向同一個方向，不會產生扭曲角度。在這兩種狀態(tài)下，一種顯示為黑，另一種則顯示為白，基本上形成了雙穩(wěn)態(tài)顯示。通過在第二步改變解除電壓時的電壓幅度，黑色區(qū)域和白色區(qū)域的比率就會發(fā)生變化，即可調制出中間色調。

　　電子紙的發(fā)展歷程

　　1975年，施樂的PARC研究員Nick Sheridon率先提出電子紙和電子墨的概念。
　　1996年4月，MIT的貝爾實驗室成功制造出電子紙的原型。
　　1997年4月， E-Ink成立，并全力研究把電子紙商品化。1999年5月，E-Ink推出名為Immedia的用于戶外廣告的電子紙。
　　2000年11月，美國E-Ink和朗訊科技公司（Lucent Technologies）正式宣布已開發(fā)成功第一張可卷曲的電子紙和電子墨。
　　2001年5月，E-Ink與ToppanPrinting合作，宣布利用Toppan的濾鏡技術，生產彩色電子紙。
　　2001年6月，E-Ink再宣布推出"Ink-h-Motion"技術，電子紙上可顯示活動影像。同時，美國的大型百貨公司Macy宣布，店內的廣告牌采用SmartPaper。
　　2002年3月召開的東京的國際書展上，出現了第一張彩色電子紙。

　　E Ink公司于2003年5月18日～23日在美國巴爾的摩舉辦的“SID 2003”上，展出了壽命大幅提高的電子紙樣品，此次所展示的樣品采用了E Ink與飛利浦聯(lián)合開發(fā)出的，與電子紙材料特性相匹配的專用驅動控制器IC，大小約為6英寸，精細度約為160ppi。對比度在8：1到10：1之間，顯示切換時間不足一秒。耗電量方面，2節(jié)7號電池在電子圖書上正常使用的話，大約能保持6個月。此產品已于04年量產。


　　由philips Polymer Vision 在2005 IFA上展出的pocket e-Reader，Polymer Vision公司將該設備描述成一款“移動e-reader”，命名為Readius，同時將展示其作為可伸縮（卷曲）的顯示器的特征。Readius是一款為商務專業(yè)人士設計的消費電子品裝置的原型，該公司說，該原型并不以犧牲作為口袋電子閱讀器的可讀性、可移動性、性能和重量為代價。這款Readius是基于PV-QML5顯示模塊，PV-QML5厚度100微米，分辨率320×240，對角線5英寸。而不使用的時候可以以曲率半徑不到7.5毫米卷起來。這款顯示設備四階灰度，對比度10:1，卷起來以后可以回到100mm。

　　電子紙顯示器技術發(fā)展大致上可分為電子顯示器與紙媒體兩大類，電子顯示器方面主要是將LCD與OLED等的顯示器進一步輕量化與可撓性顯示器為主，主要特性為高彩度、高畫質與高亮度等顯示器；另一為紙媒體，其主要采用電氣泳動方式與電子墨水（Electronic-Ink）技術的可撓性紙張，并以新聞與雜志等的紙媒體之置換為目的，因此結合兩者技術的顯示器。目前市場已達實用化的電子顯示技術仍以電氣泳動方式微膠囊電子墨水（E-Ink）為主。

       【點擊查看更多精彩內容】

        相關新聞：

　　2015年中國將成最大電子紙產品產銷國
　　基于電子紙技術的無線電子標簽研究
　　lg display研制出柔性電子紙屏幕