一、电子纸简介

　　“电子纸”或“电子纸张”（Electronic Papers）是一种新型平面监视器，厚度大多小于1mm，通过反射光或自发光而发色，可以在柔性和弯曲表面显示。电子纸的另一个显著特点是借助于电子墨水的双稳态可以实现对图像信息的长时间存储，而只有在图像转换时才耗电。与相应尺寸的LCD相比，电子纸所需功率仅为其1/10~1/1000。

　　电子纸张就其应用来说，必须具备三个基本要素：

　　1．便于阅读，这对反射率、对比度和分辨率提出了一定的要求；
　　2．持续显示，要求关闭电源也能够继续显示；
　　3．像纸张一样的易用性，包括像纸张一样薄，可弯曲，并具有较强的抗冲击性。

　　目前正在开发的电子纸张均为单色显示静态图像，今后技术发展的方向一方面包括能书写、可折叠，另一方面则为全彩色和显示动态图像。

　　就其技术层面来说，电子纸张的技术主要由三大块组成，包括：

　　1．构成基本显示像素的电子墨水的设计与制作；
　　2．薄膜电晶体（TFT）等电路技术；
　　3．人机交互、信息传输等计算与通信技术。
 
　　自从1977年施乐公司PARC研究中心的Sheridon提出电子纸概念以来，已经有施乐、朗讯、飞利浦、柯达、3M、东芝、摩托罗拉、佳能等国际知名公司涉足电子纸类显示器件的研发。

　　二、电子纸的类型

　　就构成电子纸基本像素的电子墨水的类型来分，主要有扭转球显示型和电泳显示型，而电泳显示型中，又可分为微胶囊电泳影像显示和微杯化电泳影像显示。下面分别就不同类型电子纸加以介绍。

　　（一）扭转球显示型电子纸

　　主要有施乐公司开发，并根据此技术设立分公司Gyricon Media Inc.进行开发，Gyricon为希腊文，即“扭转”的意思。其与3M合作开发成功的电子纸商品名为Smartpaper，现已可实现较长尺度制造，并已初期应用于电子广告看板，商品名为SyncroSign信息面板。Gyricon电子纸的基本显示单元是如下图所示的双色小球，在电极作用下实现扭转显色。

　　具体地说，这项技术是将掺杂了不同颜料并具有不同电性能的树脂分层挤出制造圆球，白半球具有符合朗伯定律的高反射率，黑半球吸收入射光，该圆球直径为70微米，圆球外表面具有蜡封保护层，使其直径约100微米。使用硅橡胶树脂作粘合剂将该二色性圆球涂布在基体上，微粒的空穴部位充满油液，上层以透明塑料密封。另外，还可以用圆柱体来代替上述圆球体。

　　该技术的要点之一是油液和小球的比重应非常接近，这可以保证球体在油液中不会自发运动，又不会由于电场消失而致使显示内容很快消失。Gyricon的优点为：
 
　　1．材料成本低，结构和性能稳定，实验操作三百万次，无明显疲劳现象；
　　2．显示屏薄，整个显示屏厚度最低可为200微米；
　　3．柔韧性好，相当于一般包装薄膜；
　　4．双稳态显示，图像可以保持较长时间。

　　同时，Gyricon的缺点为：

　　1．分辨率低；
　　2．响应时间较长；
　　3．实现全彩难度较大。

　　（二）电泳显示型电子纸

　　电泳显示器的概念主要是由MIT的Jacobson提出的，由吸收风险投资成立的E Ink公司实现。E Ink的研发合作对象包括朗创、飞利浦、日本　　凸版印刷和IBM，可以看出其立志成为基本显示单元——电子油墨——的最大供应商的决心。
 
　　E Ink公司原创的微胶囊化电泳显示技术的基本原理是将不同电性且不同颜色的颜料颗粒和悬浮液包裹在微囊内，也可以是只有一种颜料颗粒，而由对比色的悬浮液取代另一种颜料颗粒。在外电场作用下，颜料颗粒感应电荷而向不同方向运动，可以显示图案和文字。如下图所示。

　　组成该电子墨水的连续相应为绝缘性有机溶液，应具备较低的介电常数、较高的电阻率和较低的水溶性，一般选择一种或两种以上的溶剂复配，可以使用的有机溶剂包括环氧化合物、芳烃、卤代烃和硅氧烷等。为提高与固体颗粒的强烈对比，可以添加颜料，必要时还可以对颜料进行化学处理以降低其与固体颗粒的粘附。

　　作为电子墨水分散相的是电泳颗粒，它的密度一般与溶剂接近，尺寸应尽可能小，可以是单相颜料和复合颜料，例如白色颗粒可以用二氧化钛等。颗粒表面可以经过改性，改性的方法可以是重沉淀法或乳液聚合法等。

　　电子墨水中还要加入电荷控制剂，其作用是使固体电泳颗粒表面带电。电荷控制剂可以是有机硫酸盐或磺酸盐，还可以是聚合物或接枝共聚物及它们的单体。电荷控制剂在有机溶剂中电离，电离得到的一种离子能优先吸附在固体颗粒表面，并且不吸附的自由离子必须降到最低，以降低自由离子的电导，节约电能。另外，囊心溶液中还应加入高分子表面活性剂作为稳定剂。

　　微胶囊的制备可以采用界面聚合法、原位聚合法等化学方法，以及锅包法、喷雾法等物理方法。微胶囊制备的关键是选择满足特性要求、具备良好性能的囊壁材料。制成的胶囊直径小至30微米，可以直接印刷于柔性基底，而通过电压调节电泳，可以实现灰度等级控制。

　　如需详细电子纸有关原理，请email至：xssmail468@163.com

[时间：2006-04-14  来源：网络]