我们在这儿要谈论的电子纸张是将纸张的可视性与无设备、无动力便可阅读的优点及电子显示的可变化性结合在一起，形成的崭新的电子图文显示媒介。
电子油墨显示技术
第一代电子油墨是由Xerox公司的Polo Alto研究中心在 1975年开发出来的。该技术是采用一张透明、柔软的薄硅胶层，在其中随机嵌入上百万个只有100微米大小甚至尺寸更小的聚乙烯球体。这些细小球体在其各半球有着明显反差对比的颜色，如一半白色，另一半黑色。这些细小球体在薄硅胶层中充满油的小洞穴内，并且可以在小洞穴内自由旋转。在外部对薄硅胶层充电时，薄硅胶层内可形成电偶极，电场作用吸引或排斥有着相反色的两半球，使小球在小洞穴内旋转，而在薄硅胶层某面改变所呈现的颜色。自旋转这个名词就是用来描述小球旋转特性的，它也是这家公司Gyricon Media的名称。
美国马塞诸塞州技术媒介实验研究所的开发人员在20世纪90年代中期开发出了电子墨的另一种显示技术。与Gyricon公司的电子墨显示方法相似。他们的电子墨显示技术也是采用一层薄硅胶层，其中嵌入了大量尺寸相同的中空胶囊，在此胶囊中填入了带颜色的油和可带电的细小颗粒颜料，这些颜料颗粒的颜色与油的颜色呈对比色。当外部电场电压施加到胶囊上时，颜料颗粒被电场吸引或排斥其到胶囊的上半部或下半部，有颜色的油则相对颜料颗粒被推向胶囊的下半部或上半部，使颜料颗粒显色可视。
尽管这两种显示技术显色的方式不同，但都是应用了颜色差异的可视特性，并且都是采用15-125V的局部电压形成电场的原理来得到图像和改变原有的图像，其平均功率消耗很低，所需功耗只有一个同样尺寸的低功率反射式液晶显示器正常阅读时所需功耗的十分之一。电子墨技术现在能够显示的图文分辨力还只有100dpi但已比掌上电脑的屏幕显示要好一些。电子墨显示技术作为一种反射式显示技术，其与传统纸张上印刷的油墨有着类似的光学特性，如宽阔的视角、不眩目、在正常日照光线下具有良好的阅读性、无需其他发射形式显示媒介要求的逆光要求。它与发射形式的显示媒介不同，所反射的图文在荧光和明亮光线下不会隐，读者也不会遇到长期使用发射显示媒介时可能出现的"眼疲劳"问题，因为"眼疲劳"只有所显示图文频繁闪烁时才会发生。进一步的试验已经发现电子油墨可以经历五百万次的切换而不会失效或出现褪色。
如何形成可视图文
采用电子油墨技术形成的电子纸张厚度为1／10英寸并且十分柔软，可以像传统纸张那样卷曲，还能复合到几乎任何材料上。电子纸张是一种被动显示电子器件，在电子纸张上形成的图文对重力和摇晃的影响并不十分敏感。但是，如果电子纸张没有处于电子保护屏蔽之内，当周围有某种电场存在时，就可能出现意外的图文改变。通过对电子纸张的屏蔽处理，使读者能够对电子纸张进行编址从而将其作为一种主动显示器件、对电子纸张进行图文“印刷”（形成图文）的方法有许多种，每一种方法都有着不同的灵活性和成本。
如可以将电子纸张通过某种印刷装置印刷出可显示图文，也可以用一根带有晶体管的感应辊在电子纸张上写上图文。需要改变原有图文时，将此电子纸张再通过印刷装置或感应辊即可。这两种方法是迄今为止最便宜的电子图文形成方法，但贯穿于一般电子纸张中没有集成进编址电路，也就不能进行图文的自动更新。
将编址电路集成进电子纸张后，就可以得到无需编址装置和手工控制即可自动更新的主动型电子纸张。最为廉价的选择是电子纸张的底面包含几个预先已编程的固定图文或信息，改变程序时就更新了原有图文。另一种方法是电子纸张的底面包括了编址和控制图文每个像素排列的电路式被动型编址母版，由晶体管感应装置对每一行和每一列的像素控制其开和关动作，但其无法实现高分辨力的图文。这种与液晶显示器同样原理的被动型编址母版，由于采用独立的晶体管控制图文的每一个像素，使其生产成本提高，并且也限制了电子纸张的尺寸。就目前的技术水平，电子纸张采用底面就意味着电子纸张是硬性不可弯曲的，因此也就失去了纸张柔软的特性。电子油墨技术公司和研究透明技术的公司正在努力开发柔软型的主动型母版显示技术，初步方法是采用有机晶体管和柔性版平印工艺将编址电路置入透明的聚酯膜Mylar中，电子纸张由两片透明薄膜组成，其中一片有已印刷的有机晶体管，另一片内有新型电子油墨，然后将两片薄膜复合在一起形成软性主动型电子纸张。这种电子纸张的样张大小为5英寸×5英寸，包含256个像素。
未来发展
电子墨技术构成的电子纸张作为一种显示媒介仍然处于开发初期，可能还会遇到反射显示媒介曾经历过的色饱和、分辨力和更新速率等一系列问题。但是从加工工艺角度，仍然还有能力通过加工温度和真空度控制方面的改善，提高当前视频应用中尚不能令人满意的色饱和、分辨力和更新速率等性能，正是因为完全有可能逐步解决这些问题，电子纸张也完全有可能成为良好的新型显示媒介。
当前的电子墨只能实现两色显示特性，但不仅限于黑白两色。然而，如果采用较低和较短的电脉冲形成的电磁场，其颜色效果就有可能是两种不同对比颜色构成的可现混合颜色。电子墨可以显示出这两种颜色之间的渐变色。如红色与白色之间的粉红色等。如果再用黄、品、青滤色片进行减色处理，并且采用扩展技术显示两种颜色间的渐变色，就能够显示出多于两种基色的多种颜色。
当前电子纸张的编址功能并不是影响电子纸张高分辨力显示的主要技术因素，比液晶显示器使用的晶体管还要低一档的晶体管都足以显示当前开发出的高分辨力电子纸张，所以提高电子油墨的分辨力和电子纸张的显示分辨力的关键，是电子纸张的生产工艺的进一步改进，能够在薄硅胶层内获得更小的球体，提高电子墨的容纳密度。
当前，电子油墨的更新速率在不到10Hz时还是可以接受的，更低的更新速率将带来更锐利和高反差的图文，更高的更新速率则导致图文明显的锐度降低和反差减小。电子纸张中细小孔洞中油的黏度大小以及外加电场的电压值都影响电子显示的更新速率，低黏度油可得到更快的图文更新转换，但会面临油的挥发问题。较高电压意味着更快、更清晰的更新转换，而使用低电压却可以得到更多渐变色。所以，电子纸张的加工和编址更新必须随着电子墨技术的不断成熟而逐渐成长。
在电子储存方式能够通过编址而便宜和可靠地进行数据保护、保证传输数据的不断可进入性、保证存储内容在未来仍然能够兼容并阅读之前，传统纸张仍然是档案资料储存的主要介质，其信息资料的持久性、可靠性、高分辨力和低更新速率仍将十分突出。但是电子纸张表现出的低功耗、超强可视率和可以反复成像，并且还可复合在几乎任何材料上等特点，使电子纸张正在成为取代不耐用的传统纸张，取代现代控制计算和娱乐显示技术的、代表未来反射显示技术的新型显示媒介。
[时间：2003-08-11 作者：赵志强 陈虹 来源：数码印刷]
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