电子纸的工作原理

　　当这种电子墨水被涂到纸、布或其他平面物体上后，人们只要适当地对它予以电击，就能使数以亿计的颗粒变幻颜色，从而根据人们的设定不断地改变所显现的图案和文字。只要调整颗粒内的染料和微型粒子的颜色，便能够使电子墨水展现色彩和图案来。该方式是利用在电压下能够改变黑白状态的微胶囊来实现图像显示的。微胶囊中带电的白色氧化钛颗粒和黑色碳粉粒子在电压下上下移动，从而绘制出黑白图像。其特点是在反差、明亮度视觉等方面较理想，耗电低，重量轻而容易使其薄型化，形状自由等。此外，有的产品是利用带电色粉的电泳现象，通过加大色粉的密集度来提高黑白反差的。

　　电子纸显示技术的分类

　　目前各国开发中的电子纸显示技术主要有以下四种：

　　1.电泳显示技术（EPD）
　　电泳显示技术系将黑、白两色的带电颗粒封装于微胞化液滴结构中，由外加电场控制不同电荷黑白颗粒的升降移动，以呈现出黑白单色的显示效果，代表厂商是美国E-Ink公司与SiPix公司。由于EPD技术可呈现出高反射率、高对比的黑白显示效果，因此十分适合做电子纸。目前韩国三星、LG Display，日本精工爱普生、凸版印刷以及中国台湾元太科技等公司均与E-Ink合作，采用其EPD面板“Vizplex”开发各种电子纸显示器。

　　2.电子粉流体显示技术（QR-LPD）
　　电子粉流体显示技术为日本普利司通（Bridgestone）公司所发布，显示介质是将树脂经过纳米级粉碎处理后所产生的黑色与白色不同电荷的粉体。将粉体填充于空气介质的微杯结构中，利用上下电极电场使黑白粉体在空气中发生电泳动现象，其中控制粉体的操作电压为实际应用时重要的课题。由于使用空气作为电泳粉体的介质，所以QR-LPD具有高反应速度。不过，其缺点是需要高电压来驱动电子粉流体，这使得在耐高电压的TFT（薄膜场效应晶体管）组件尚未成功开发的情况下，目前只能以被动式的方式来驱动电子粉流体。目前普利司通公司正与日立公司共同合作，投入QR-LPD电子纸“Albirey”产品的研发。

　　3.胆固醇液晶显示技术（Ch-LCD）
　　该技术的研发机构包括美国Kent Display、日本富士通、日本富士施乐等公司以及中国台湾的工业技术研究院。胆固醇液晶为一种呈螺旋状排列的特殊液晶模式，是通过在向列型液晶中加入旋光剂来达到特殊排列结构，并利用胆固醇液晶分子在不同电位下呈现的“反射”与“透过”两种不同偏极光旋转状态来达到显示效果。胆固醇液晶属于反射式显示器，利用外界环境光源来显示影像，无需背光源，同时具有双稳态特性，所以胆固醇液晶显示技术同样非常省电。同时，该技术可以通过添加不同旋转螺距的旋光剂，调配出红、绿、蓝等颜色，以满足彩色化显示的需求。

　　4.双稳态向列液晶显示技术（Bi TNLCD）
　　该技术由法国Nemoptic公司开发。该技术使用向列型液晶，显示面板是两种底板，其液晶分子保持力不一致，当长时间施加某一额定电压时，液晶分子会相对于底板呈垂直竖立状态，此时，若将电压值急速降至零，强保持力底板周围的液晶分子便会拉向倒下的方向，而弱保持力底板周围的液晶分子则呈反方向倒下，而处于底板中间位置上的液晶分子则会产生扭曲角度。如果分两步进行缓慢解除加电状态操作，液晶分子便会因弹性能力减弱而倒向同一个方向，不会产生扭曲角度。在这两种状态下，一种显示为黑，另一种则显示为白，基本上形成了双稳态显示。通过在第二步改变解除电压时的电压幅度，黑色区域和白色区域的比率就会发生变化，即可调制出中间色调。

　　电子纸的发展历程

　　1975年，施乐的PARC研究员Nick Sheridon率先提出电子纸和电子墨的概念。
　　1996年4月，MIT的贝尔实验室成功制造出电子纸的原型。
　　1997年4月， E-Ink成立，并全力研究把电子纸商品化。1999年5月，E-Ink推出名为Immedia的用于户外广告的电子纸。
　　2000年11月，美国E-Ink和朗讯科技公司（Lucent Technologies）正式宣布已开发成功第一张可卷曲的电子纸和电子墨。
　　2001年5月，E-Ink与ToppanPrinting合作，宣布利用Toppan的滤镜技术，生产彩色电子纸。
　　2001年6月，E-Ink再宣布推出"Ink-h-Motion"技术，电子纸上可显示活动影像。同时，美国的大型百货公司Macy宣布，店内的广告牌采用SmartPaper。
　　2002年3月召开的东京的国际书展上，出现了第一张彩色电子纸。

　　E Ink公司于2003年5月18日～23日在美国巴尔的摩举办的“SID 2003”上，展出了寿命大幅提高的电子纸样品，此次所展示的样品采用了E Ink与飞利浦联合开发出的，与电子纸材料特性相匹配的专用驱动控制器IC，大小约为6英寸，精细度约为160ppi。对比度在8：1到10：1之间，显示切换时间不足一秒。耗电量方面，2节7号电池在电子图书上正常使用的话，大约能保持6个月。此产品已于04年量产。


　　由philips Polymer Vision 在2005 IFA上展出的pocket e-Reader，Polymer Vision公司将该设备描述成一款“移动e-reader”，命名为Readius，同时将展示其作为可伸缩（卷曲）的显示器的特征。Readius是一款为商务专业人士设计的消费电子品装置的原型，该公司说，该原型并不以牺牲作为口袋电子阅读器的可读性、可移动性、性能和重量为代价。这款Readius是基于PV-QML5显示模块，PV-QML5厚度100微米，分辨率320×240，对角线5英寸。而不使用的时候可以以曲率半径不到7.5毫米卷起来。这款显示设备四阶灰度，对比度10:1，卷起来以后可以回到100mm。

　　电子纸显示器技术发展大致上可分为电子显示器与纸媒体两大类，电子显示器方面主要是将LCD与OLED等的显示器进一步轻量化与可挠性显示器为主，主要特性为高彩度、高画质与高亮度等显示器；另一为纸媒体，其主要采用电气泳动方式与电子墨水（Electronic-Ink）技术的可挠性纸张，并以新闻与杂志等的纸媒体之置换为目的，因此结合两者技术的显示器。目前市场已达实用化的电子显示技术仍以电气泳动方式微胶囊电子墨水（E-Ink）为主。

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