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一、电子纸的原理
电子纸是一种用电场驱动的显示装置,它用于显示材料主要是“电子墨”和“微胶囊”。电子墨本身是一种液体,能印刷或涂抹到任何载体表面,最初的电子墨由非常微小的黑白两种微粒悬浮在透明液体中而组成。而微胶囊技术,就是把电子墨包裹在微胶囊内,从而解决了色素粒子的聚集问题。
这些注入电子墨的胶囊微粒带有电荷,白色微粒带有正电荷,黑色微粒带有负电荷。当在上面的电极板上方施加一个负电场时,带有正电荷的白色粒子就会在电场的作用下被吸引到电极板处,在那里聚集,使电极板处显示白色,同时,带有正电荷的黑色粒子在电场作用下被排斥到底部隐藏起来。当在上面的电极板上施加一个正电场时,黑色粒子和白色粒子的运动正好相反,这就是电子纸的基本原理(图3)。

在实际运用中,在下面的电极板上做出许多点状的电极,在这些电极上施加不同的电场就可控制每个点显示白色或黑色,从而组成任意的图案。如今的电子墨已不局限于黑白两色,只要调整组成颗粒的染料的颜色,便能够使电子墨呈现出五彩缤纷的色彩和图案。
二、电子纸的特点
1.柔韧性
理论上,电子墨可以通过丝印的方法承印在任何轻薄柔软的材料上,如:塑胶薄膜,纤维,甚至是传统纸张。因此,电子纸显示单元可以做到小于1mm的厚度,还可以折叠,更加容易携带。当然根据材料的不同,电子纸的柔韧度也分为四级。
2.可读性
无论是在光线很暗的环境里,还是在阳光直射下,电子纸都能保持完美的可视性,这一方面与纸基本上没区别。另一方面,由于材料微胶囊可以小到纳米级,因此电子纸的分辨率可轻松超越纸张,也不输于其他显示技术。而且与各类发光显示技术相比,在相同的条件下,电子纸的亮度和对比度总是最适宜的。
3.可书写
电子纸是真正“可书写”的显示器。无需数字芯片的处理,通过简单的物理和化学反应,就可以在电子纸上“书写”内容,即使断电,仍然可以正常阅读,并能长久保存。而且与使用纸张一样,在电子纸上也可以将任何文字和图像多次重写。可见,电子纸就是“纸一样的显示器”(图4)。

4.环保
电子纸是一种靠染色材料维持显示而无须消耗电能的技术,直到变更显示信息时才需要很低的电压来驱动。而传统的显示方式,需要不断地扫描或刷新才能保持显示,因而会持续消耗电能,还会产生大量电磁辐射。
另外,既然是“纸一样的显示器”,可以多次使用和长期保存,那么电子纸就可以显著地减少办公室和家庭的纸张浪费。
三、电子纸的应用
电子出版发展到现在,主要有三种方式:光盘、电子书和电子图书阅读器。前两种方式虽然现在应用得很多,但都要在计算机上阅读,且缺少纸张般的良好阅读性。电子图书阅读器则可以脱离对计算机的依赖而随身携带,可事实上电子图书阅读器一直不能被消费者广泛接受。这和电子图书阅读器可读性欠佳,体积大,耗电量大有很大关系。
电子纸的出现将打破这一技术瓶颈。电子阅读器采用电子纸显示技术以后重量会大大减轻,体积会减小,更易于携带,又非常省电,类似纸张的可阅读性带给人们良好的阅读感受,所有这些会使电子图书阅读器获得人们的重新认识,进而推动电子出版的发展。
写在最后
IT领域的技术革新永远是残酷的!在显示器的发展史中,以LCD,PDP为代表的平板技术是一个令人惊喜的里程碑,而现在看来,这句话已经显得过时了。这里我们同样不能断定OEL和电子纸就是先进显示技术的代表,但可以肯定的是,两者表现出的薄膜化、可弯曲、低能耗、多功能等特性,将是未来显示技术发展的方向。
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