電子書(shū)，是一種傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書(shū)的替代品。需要使用額外的數(shù)字設(shè)備來(lái)閱讀，如個(gè)人電腦、電子辭典等。

 簡(jiǎn)介

約2000年前，中國(guó)東漢人蔡倫發(fā)明了造紙術(shù)，從此世界文明發(fā)生了翻天覆地的變化，中國(guó)文明籍此曾領(lǐng)先世界1000余年。今天，電子紙技術(shù)又將給人們的生活帶來(lái)一場(chǎng)怎樣的變革呢?

電子紙技術(shù)實(shí)際上是一類(lèi)技術(shù)的的統(tǒng)稱。一般把可以實(shí)現(xiàn)象紙一樣閱讀舒適、超薄輕便、可彎曲、超低耗電的顯示技術(shù)叫做電子紙技術(shù);而電子紙即是這樣一種類(lèi)似紙張的電子顯示器，其兼有紙的優(yōu)點(diǎn)(如視覺(jué)感觀幾乎完全和紙一樣等)，又可以象我們常見(jiàn)的液晶顯示器一樣不斷轉(zhuǎn)換刷新顯示內(nèi)容，并且比液晶顯示器省電得多。電子紙顯示長(zhǎng)期以來(lái)一直是停留在人們頭腦中的幻想，但是隨著上個(gè)世紀(jì)末以來(lái)顯示技術(shù)方面一系列突破性進(jìn)展，革命性的電子紙顯示技術(shù)終于開(kāi)始走向大眾走向?qū)嵱谩?/p>

實(shí)現(xiàn)電子紙技術(shù)的途徑

目前實(shí)現(xiàn)電子紙技術(shù)的途徑主要包括有膽固醇液晶顯示技術(shù)、電泳顯示技術(shù)(EPD)以及電潤(rùn)濕顯示技術(shù)等。其中以電泳顯示技術(shù)為最有前途的技術(shù)途徑。這種技術(shù)最早為美國(guó)的E Ink公司所掌握，但實(shí)際上多家國(guó)際巨頭對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有過(guò)貢獻(xiàn)，包括施樂(lè)、朗訊、飛利浦、愛(ài)普生等。就目前而言，較成熟地掌握了這項(xiàng)技術(shù)的公司包括美國(guó)E Ink公司、SiPix公司、廣州奧示科技公司，以及愛(ài)普生、普利斯通等。這些公司都有自己的核心專(zhuān)利技術(shù);目前廣州奧熠科技公司亦在積極地將電子紙技術(shù)推向市場(chǎng)。開(kāi)展電子紙研究的國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)還包括有中山大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)以及清華大學(xué)等。

用途

電子紙的用途相當(dāng)廣泛，第一代產(chǎn)品用于代替常規(guī)顯示設(shè)備，第二代產(chǎn)品包括移動(dòng)通訊和PDA等手持設(shè)備顯示屏，計(jì)劃開(kāi)發(fā)的下一代產(chǎn)品定位在超薄型顯示器，形成與印刷業(yè)有關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，例如便攜式電子書(shū)、電子報(bào)紙和IC卡等，能提供與傳統(tǒng)書(shū)刊類(lèi)似的閱讀功能和使用屬性。長(zhǎng)期以來(lái)，紙張一直用作信息交換的主要媒介，但圖文內(nèi)容一旦印在紙張上后就不能改變，成為油墨/紙張復(fù)制工藝的最大缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代社會(huì)信息快速更新對(duì)復(fù)制工藝的要求。因此，開(kāi)發(fā)能動(dòng)態(tài)改變的高分辨率顯示技術(shù)成為人們追逐的目標(biāo)，要求顯示材料很薄，可彎曲，表面結(jié)構(gòu)與紙張類(lèi)似，從而有條件成為新一代紙張。

電子墨水(E-ink)

電子墨水(Electronic Ink)其實(shí)是一種新型材料，它是化學(xué)、物理學(xué)和電子學(xué)多學(xué)科發(fā)展的產(chǎn)物，這種材料可被印刷到任何材料的表面來(lái)顯示文字或圖像信息。

由于電子墨水是一種液態(tài)材料，所以被形象地稱為電子墨“水”。在這種液態(tài)材料中懸浮著成百上千個(gè)與人類(lèi)發(fā)絲直徑差不多大小的微囊體，每個(gè)微囊體由正電荷粒子和負(fù)電荷粒子組成。只要采取一定的工藝就能將這種電子墨水印刷到玻璃、纖維甚至是紙介質(zhì)的表面上，當(dāng)然這些承載電子墨水的載體也需要經(jīng)過(guò)特殊的處理，在其內(nèi)針對(duì)每個(gè)像素構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單的像素控制電路，這樣才能使電子墨水顯示我們需要的圖像和文字。

當(dāng)微囊體兩端被施加一個(gè)負(fù)電場(chǎng)的時(shí)候，帶有正電荷的白色粒子在電場(chǎng)的作用下移動(dòng)到電場(chǎng)負(fù)極,與此同時(shí)，帶有負(fù)電荷的粒子移動(dòng)到微囊體的底部“隱藏”起來(lái)，這時(shí)表面會(huì)顯示白色。當(dāng)相鄰的微囊體兩側(cè)被施加一個(gè)正電場(chǎng)時(shí)，黑色粒子會(huì)在電場(chǎng)的作用下移動(dòng)到微囊體的頂部，這時(shí)表面就顯現(xiàn)為黑色。電子墨水技術(shù)可以讓任何表面都成為顯示屏，它讓我們完全跳出了原有顯示設(shè)備的概念束縛，并慢慢滲透到我們生活空間的每一個(gè)角落。

但如果電子墨水僅具有可顯示這一特性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對(duì)于一款希望取代紙介質(zhì)的電子顯示設(shè)備而言，它必須具有可讀性及便攜性。

決定可讀性的主要因素

現(xiàn)在的LCD和CRT顯示器的分辨率遠(yuǎn)低于紙張的，長(zhǎng)時(shí)間使用極易讓人疲勞，所以就信息的可讀性而言，現(xiàn)在的電磁顯示設(shè)備根本無(wú)法代替紙介質(zhì)的地位。而決定顯示設(shè)備可讀性的兩個(gè)要素是顯示亮度和對(duì)比度。

顯示亮度是顯示屏表面?zhèn)鬟f到觀察者眼中的光通量。對(duì)于發(fā)散型顯示設(shè)備來(lái)說(shuō)，亮度取決于產(chǎn)生的光線，而反射型顯示設(shè)備的亮度取決于周?chē)恼彰髑闆r和顯示設(shè)備自身的反射率，其中尤以產(chǎn)品的反射率最為關(guān)鍵。而對(duì)比度是屏幕的白色亮度與黑色亮度的比值，也正是我們眼睛能夠區(qū)別不同表面的原因之一?？磥?lái)要想提高顯示設(shè)備的可讀性，就必須具有足夠的亮度和良好的對(duì)比度。

反射型顯示器更適于閱讀

發(fā)散型顯示設(shè)備可以自己發(fā)光，所以即使在光線暗淡的條件下也可以正常使用。但是，隨著環(huán)境光強(qiáng)度的增加，這種顯示器的顯示效果就不那么令人滿意了，因?yàn)檩^強(qiáng)的環(huán)境光提高了黑色素的亮度并降低了對(duì)比度，這也是我們無(wú)法在陽(yáng)光直射的情況下看清顯示器上文字的原因。而反射型顯示器是通過(guò)反射環(huán)境光來(lái)顯示圖像的，圖像的亮度會(huì)根據(jù)環(huán)境光線的強(qiáng)度改變，而且對(duì)比度也會(huì)隨之變化，所以在強(qiáng)烈光線下反射型顯示器的優(yōu)勢(shì)更明顯。

在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)境光線的跨度相當(dāng)大，亮度從100 lux(室內(nèi)昏暗的光線條件)、1000 lux(辦公室內(nèi)適中的光線)到50000 lux(陽(yáng)光直射的光線條件)。發(fā)散型顯示器要想在如此寬范圍下保持可讀性，就必須將背光光源調(diào)整得夠強(qiáng)才行，但是這就對(duì)電池提出了更為嚴(yán)格的要求，最終結(jié)果肯定會(huì)使設(shè)備造價(jià)提高，設(shè)備的便攜性能也大大降低。要知道目前由鋰電池供電的筆記本顯示屏也不能在這樣寬范圍的環(huán)境光下工作，由此可見(jiàn)反射型顯示器的確更適合應(yīng)用于便攜式設(shè)備中。

(表1):

顯示技術(shù) 屬性 反射率 對(duì)比度

反射型單色 STN LCD (普通PDA, 具有觸摸屏) 4.2% 4.1

反射型單色 TN LCD (普通Ebook 具有觸摸屏) 4.0% 4.6

E lnk 具有觸摸屏 26.6% 9.2

E lnk 無(wú)觸摸屏 38.1% 10.0

華爾街報(bào) 61.3% 5.3

(表2):

顯示技術(shù) 功耗(5英寸QVGA格式) 功耗(8英寸SVGA格式)

透射型彩色QMLCD(普通PDA) 100mW 3830mW

反射型單色STN LCD(普通PDA) 60mW n/a

反射型彩色AMLCD(普通PDA) 25mW 600mW

單色電子墨水(每10秒刷新一次) 0.7mW 7.1mW

單色電子墨水(每60秒刷新一次) 0.1mW 1.2mW

注意:AMLCD就是有源矩陣LCD,STN LCD是超扭曲向列LCD,我們平常使用的LCD顯示器一般都是TFT LCD。

(表3)：

顯示尺寸 3-8英寸(對(duì)角線)

分辨率 125+ ppi

顏色 黑 白

反射率 2-4bit

灰色 40%

對(duì)比度 10:1

可視角度 無(wú)限制

反應(yīng)時(shí)間 150ms

此外，在實(shí)際應(yīng)用中，觀察角度和是否有觸摸屏等因素都會(huì)影響顯示器的可讀性。表1顯示了不同顯示介質(zhì)所具有的反射率和對(duì)比度。

表中數(shù)據(jù)都是在同樣條件下測(cè)試的，由此可以看出電子墨水的一大特點(diǎn)，就是它的反射率和對(duì)比度遠(yuǎn)高于目前的顯示器，反射率是LCD的6倍，對(duì)比度則是LCD 的兩倍。就是與報(bào)紙相比，它的對(duì)比度也高了一倍，所以EInk顯示設(shè)備的可讀性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的電子顯示設(shè)備，基本達(dá)到了報(bào)紙的效果。

是不同反射介質(zhì)在20—70度之間的反射率測(cè)試結(jié)果，20度的時(shí)候意味著光源在觀察者肩膀附近，這是最適合觀察的角度，45度基本同你乘坐飛機(jī)時(shí)的光源條件差不多，70度則一般代表光源條件不好的環(huán)境，比如你坐在沙發(fā)上，臺(tái)燈卻在距離你比較遠(yuǎn)的桌子上。從測(cè)試結(jié)果可以看到E Ink非常明顯地超過(guò)了PDA和Ebook使用的LCD(當(dāng)然距離報(bào)紙還有一定的差距)。

是E Ink同報(bào)紙?jiān)诳梢暯嵌鹊膶?duì)比。這里我們必須提到由Louis Silverstein及其VCD Sciences團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的TTV(Time-To-Visibility)模型，利用它可以測(cè)量不同介質(zhì)、不同環(huán)境光線下人眼適應(yīng)顯示文字及圖形的時(shí)間，時(shí)間越短表示這種介質(zhì)在不同光線下的可讀性越好。這個(gè)模型綜合考慮了顯示屏的各種屬性，諸如顯示尺寸、分辨率、對(duì)比度以及顯示屏發(fā)散出來(lái)的光強(qiáng)等，就是周?chē)彰鳝h(huán)境和人眼的適應(yīng)能力也被納入了考慮范圍。

E Ink顯示屏因?yàn)榫哂休^高的反射率，所以它可以在不同光線條件下反射更多光到用戶眼中。是環(huán)境光線亮度低于1000 lux的測(cè)試成績(jī)，在200 1ux以下因?yàn)楣饩€太暗淡，所有介質(zhì)的TTV測(cè)試結(jié)果都不理想。當(dāng)環(huán)境光線亮度在200 lux以上時(shí)，E Ink的性能是反射型STN LCD的10倍以上。在強(qiáng)光測(cè)試環(huán)境下，各種介質(zhì)的TTV時(shí)間明顯延長(zhǎng)，但是E Ink的優(yōu)勢(shì)依然明顯，它在這方面的性能同報(bào)紙最接近。

超輕、超薄

電子墨水顯示設(shè)備的厚度通常都非常小，重量也相當(dāng)輕，結(jié)構(gòu)卻較普通的LCD更加堅(jiān)固耐用，這些優(yōu)點(diǎn)能不讓那些便攜設(shè)備廠商對(duì)它青睞有加嗎?傳統(tǒng)LCD設(shè)備限于結(jié)構(gòu)方面的限制使它的厚度不可能太薄(如果液晶顯示屏兩層玻璃的厚度都為0.7mm，兩層基板的厚度加起來(lái)有0.5mm厚，那么LCD顯示屏的厚度就不會(huì)低于2mm)，重量也不可能太輕。而電子墨水顯示設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，它的厚度可以做到1mm左右，顯示屏厚度還不到LCD的一半。此外，電子墨水的適用范圍相當(dāng)廣泛，它不僅可以用于玻璃表面，還可以應(yīng)用于塑料等材質(zhì)表面，所以它不會(huì)像LCD顯示屏那樣脆弱。顯示了TFT LCD顯示屏、第一代電子墨水顯示屏和未來(lái)的電子墨水顯示屏的厚度對(duì)比。

低功耗

電子墨水的功耗相當(dāng)?shù)?，甚至在電源供?yīng)短暫停止的情況下它還能顯示一幅圖畫(huà)。它的功耗非常低的原因在于它的反射率和對(duì)比度非常高，完全不需要采用背光方式來(lái)提高可讀性。

綜上所述，應(yīng)用電子墨水技術(shù)的顯示設(shè)備將具有紙介質(zhì)一樣的視覺(jué)特點(diǎn)，同時(shí)又具有低功耗和厚度薄重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使它成為便攜式設(shè)備的新寵，特別適用于那些要求在各種光線下都有較好顯示效果的應(yīng)用場(chǎng)合，這些都是透射型LCD和反射型LCD無(wú)法滿足的。

生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單

現(xiàn)在的電子墨水顯示設(shè)備可以沿用AMLCD的生產(chǎn)設(shè)備，且生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單。只需將電子墨水涂到IT0塑料基片上，再利用疊片(Laminator)處理工藝附著在TFT底板上即可，這個(gè)過(guò)程同LCD生產(chǎn)過(guò)程中的偏振膜附著法是相同的，而且這個(gè)過(guò)程可以使用現(xiàn)有設(shè)備或者類(lèi)似的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化意味著成品率的提高和產(chǎn)量的提高，再加上基板厚度減小也使成本大幅降低(當(dāng)然還是比紙張的制造成本高)。

電泳顯示技術(shù)(EPD)

電泳顯示(Electrophoretic，E-Paper)技術(shù)由于結(jié)合了普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點(diǎn)，因而是最有可能實(shí)現(xiàn)電子紙張產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。目前它已從眾多顯示技術(shù)中脫穎而出，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ娜嵝噪娮语@示技術(shù)之一。據(jù)iSuppli預(yù)測(cè)，電泳顯示全球市場(chǎng)2006年僅僅900萬(wàn)美元，但是預(yù)計(jì)到2013年將增加到2.47億美元，年均增長(zhǎng)率高達(dá)60.5%。該增長(zhǎng)的大部分市場(chǎng)在指示標(biāo)和新穎的直接驅(qū)動(dòng)顯示器，另外電子顯示卡、柔性電子閱讀器、電子紙張和數(shù)字簽字等產(chǎn)品也將獲得應(yīng)用。

電泳技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

何為電泳技術(shù)?照字面意味著“在一定的電壓下可泳動(dòng)”，其顯示的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動(dòng)，即通過(guò)翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)的微粒子來(lái)使像素變亮或變暗，并可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。具體技術(shù)是將直徑約為1mm的二氧化鈦粒子被散布在碳?xì)溆椭?，黑色染料、表面活性劑以及使粒子帶電的電荷控制劑也被加到碳?xì)溆椭?這種混合物被放置在兩塊間距為10—100mm的平行導(dǎo)電板之間，當(dāng)對(duì)兩塊導(dǎo)電板加電壓時(shí)，這些粒子會(huì)以電泳的方式從所在的薄板遷移到帶有相反電荷的薄板上。當(dāng)粒子位于顯示器的正面(顯示面)時(shí)，顯示屏為白色，這是因?yàn)楣馔ㄟ^(guò)二氧化鈦粒子散射回閱讀者一方;當(dāng)粒子位于顯示器背面時(shí)，顯示器為黑色，這是因?yàn)椴噬玖衔樟巳肷涔?。如果將背面的電極分成多個(gè)微小的圖像元素(像素)，通過(guò)對(duì)顯示器的每個(gè)區(qū)域加上適當(dāng)?shù)碾妷簛?lái)產(chǎn)生反射區(qū)和吸收區(qū)圖案，即可形成圖像。

電泳技術(shù)具有幾大優(yōu)勢(shì)。一是能耗低。由于具有雙穩(wěn)定性，在電源被關(guān)閉之后，仍然在顯示器上將圖像保留幾天或幾個(gè)月。二是電泳技術(shù)生產(chǎn)的顯示器屬于反射型，因此具有良好的日光可讀性，同樣也可以跟前面或側(cè)面的光線結(jié)合在一起，用于黑暗環(huán)境。三是具有低生產(chǎn)成本的潛力，因?yàn)樵摷夹g(shù)不需要嚴(yán)格的封裝，并且采用溶液處理技術(shù)如印刷是可行的。四是電泳顯示器以形狀因子靈活為特色，容許它們被制造在塑料、金屬或玻璃表面上，所以它是柔性顯示技術(shù)的最佳選擇。

電泳技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)

目前投入電泳技術(shù)開(kāi)發(fā)的企業(yè)有美國(guó)E—Ink和SiPix公司、英國(guó)Plastic Logic、荷蘭飛利浦旗下Polymer Vision、日本Bridgestone、Hitachi、Seiko Epson、南韓三星電子與樂(lè)金飛利浦(LPL)等廠商。

E-Ink公司在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面走在最前面。2004年E-Ink公司與索尼公司和飛利浦公司聯(lián)合于推出電泳顯示電子書(shū)，在歐洲與德國(guó)的Vossloh公司聯(lián)合推出了電子紙信息顯示屏，與韓國(guó)的Neolux公司聯(lián)合推出了電子紙式廣告屏。SiPix公司和日本的Bridgestone公司聯(lián)合展示了一些電泳顯示屏樣屏，但目前還沒(méi)有產(chǎn)品推出。

2007年E—Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手表外，E—Ink與Sony、大陸金科、臺(tái)灣eREAD等公司合作推出了電子書(shū);諾基亞發(fā)布了概念手機(jī)Nokia888;香港o.d.m.公司推出柔性手表、數(shù)字卷標(biāo)等產(chǎn)品;三星電子與LPL則在電泳顯示介質(zhì)上加裝彩色濾光片，形成彩色化，不過(guò)也因?yàn)樵黾恿瞬噬珵V光片，讓其推出的產(chǎn)品因反射率降低而看來(lái)亮度有些暗淡。荷蘭Polymer Vision積極投入電子紙與全彩柔性顯示器產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)，已在英國(guó)設(shè)立生產(chǎn)廠，預(yù)計(jì)在2007年底可開(kāi)始正式量產(chǎn)，屆時(shí)并將推出全球首款折迭式電子書(shū)。

各公司在電泳技術(shù)方面略有差異。E—Ink采用的是微結(jié)構(gòu)(Micro Structure)屬于微膠囊(Microcapsules)，每個(gè)顯示元素的大小不均且排列零散，因采用黑白雙粒子，光反射率較佳是其優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到約35%～40%左右，閱讀時(shí)的感覺(jué)更貼近真正的紙張，缺點(diǎn)則是不夠堅(jiān)固強(qiáng)韌，無(wú)法承受重壓。而SiPix公司采用的微結(jié)構(gòu)則是專(zhuān)利的微杯數(shù)組(Microcup—Array)，顯示元素大小一致并以數(shù)組方式排列整齊，具有較佳的機(jī)械與電氣特性，承受重壓也不會(huì)損壞，缺點(diǎn)則是光反射率稍差，目前約可達(dá)到28%。由于在技術(shù)上采用的微結(jié)構(gòu)不同，連帶也影響到制程的選擇。有關(guān)專(zhuān)家指出：SiPix的微杯數(shù)組結(jié)構(gòu)最大好處，在于可以使用連續(xù)滾動(dòng)條式(Roll to Roll;R2R)的制程可實(shí)現(xiàn)大批量產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低;反觀E—Ink的微膠囊結(jié)構(gòu)由于不夠堅(jiān)固，因此無(wú)法實(shí)行以壓印方式生產(chǎn)的R2R制程，只能以較高的成本噴墨方式制造生產(chǎn)。

面臨的技術(shù)難題

響應(yīng)速度比較慢

因?yàn)殡娪炯夹g(shù)依賴于粒子的運(yùn)動(dòng)，用于顯示的開(kāi)關(guān)時(shí)間非常長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)幾百毫秒，這個(gè)速度對(duì)視頻應(yīng)用是不夠的。目前用于電泳顯示的使開(kāi)關(guān)時(shí)間達(dá)到幾十毫秒的更快的材料正在開(kāi)發(fā)之中。

轉(zhuǎn)換速度慢

顯示的雙穩(wěn)態(tài)、以及轉(zhuǎn)換速度慢，也影響了其連續(xù)顯示色彩的性能。一些電泳顯示器在兩種色彩之間切換，如果彩色顯示還需要一個(gè)彩色濾光片。該技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器正因雙穩(wěn)定性問(wèn)題而面臨挑戰(zhàn)，雙穩(wěn)定性對(duì)顯示有利，但它也給帶來(lái)了挑戰(zhàn)，因?yàn)樗枰捎靡环N獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)，從而導(dǎo)致顯示器的成本上升。

制造工藝復(fù)雜

是制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成本較高。

我國(guó)電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)電泳顯示研究起步晚，但進(jìn)步很快，在材料研究及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面有基礎(chǔ)，并已有企業(yè)在積極開(kāi)拓相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。例如中山大學(xué)和廣州奧示科技有限公司合作，研制出黑白、紅綠藍(lán)彩色三原色電子墨水，并研制出了柔性顯示屏，制作出了彩色三原色的顯示屏。目前，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的技術(shù)差距主要在顯示屏、材料和功能產(chǎn)品方面。我國(guó)企業(yè)從發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平板顯示屏制作技術(shù)和產(chǎn)品出發(fā)，利用自主開(kāi)發(fā)的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結(jié)構(gòu)，開(kāi)展電子墨水超薄平板顯示器件產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出了類(lèi)紙式信息顯示屏，實(shí)現(xiàn)電泳平板顯示器件產(chǎn)品化。我國(guó)臺(tái)灣工研院也已鎖定　柔性顯示為未來(lái)幾年的發(fā)展重點(diǎn)，并且正與SiPix進(jìn)行相關(guān)技術(shù)合作。

瞄準(zhǔn)未來(lái)市場(chǎng)，研究未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開(kāi)發(fā)新技術(shù)，超前謀劃，是當(dāng)前我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重中之重的工作。

膽固醇液晶(CLCD)

膽固醇液晶顯示(Cholesteric Liquid Crystal Display)是種非傳統(tǒng)的顯示技術(shù)，即使移除控制板的供電，影像仍會(huì)保留在顯示器上。它的影像可媲美在紙上閱讀，功能包括高對(duì)比、視角寬闊、高反映度及在日光下仍維持極高的可讀性，此外產(chǎn)品還具有雙穩(wěn)態(tài)特征、能耗低的特質(zhì)。

膽固醇液晶使用的材料結(jié)構(gòu)類(lèi)似于膽固醇分子，因此而得名。除了純粹的膽固醇液晶，延伸材料還有添加旋光劑的向列型液晶，或是添加膽固醇液晶分子的向列型液晶，添加了材料的液晶具有不同的波長(zhǎng)和光電特性。向列型液晶在添加了旋光劑之后，液晶材料就會(huì)產(chǎn)生螺旋結(jié)構(gòu)。將膽固醇液晶至于兩片水平的基板中，在不施加電場(chǎng)配向的情況下，膽固醇液晶會(huì)傾向成平面螺旋型排列，在符合特定光波長(zhǎng)的反射情況下，即可反射出具有色彩的光線，或者是呈現(xiàn)透明狀態(tài)。膽固醇液晶可以達(dá)到雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，方式有兩種：一種是表面安定型(SurfaceStabilized Cholesteric Texture，SSCT);另一種則是高分子安定型(polymerstabilized cholesteric Texture，PSCT)，這兩項(xiàng)技術(shù)都是近年來(lái)相當(dāng)熱門(mén)的膽固醇液晶顯示技術(shù)之一。

膽固醇液晶顯示器的工作原理是：在組成組件上，與一般被動(dòng)驅(qū)動(dòng)液晶一樣包含了上下基板、間隙子以及黑色吸收材質(zhì)，其中上下基板材質(zhì)可為玻璃或塑料基板，除了包含被動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極以及配向?qū)右酝?，為了達(dá)到良好的反射效果，間隙子的大小約為螺距的6—8倍左右。

電子紙的研究歷史

發(fā)展簡(jiǎn)史

電子紙和電子墨的研究開(kāi)發(fā)，至今已走過(guò)了20多個(gè)年頭。在20世紀(jì)70年代，日本松下公司首先發(fā)表了電泳顯示技術(shù)，施樂(lè)公司當(dāng)時(shí)也已開(kāi)始研究，然而最初研究出的普通電泳由于存在顯示壽命短、不穩(wěn)定、彩色化困難等諸多缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)曾一度中斷。20世紀(jì)末，美國(guó)E-Ink公司(它是由朗訊公司，摩托羅拉公司以及數(shù)家風(fēng)險(xiǎn)投資公司為了開(kāi)發(fā)電子紙于1997年成立的企業(yè))利用電泳技術(shù)發(fā)明了電泳油墨(又稱電子墨水)，極大地促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展。目前，施樂(lè)、柯達(dá)、3M、東芝、摩托羅拉、佳能、愛(ài)普生、理光、IBM等國(guó)際著名公司都在涉足電子紙。

電子紙和電子墨的研究與發(fā)展，基本上可分為：

·1975年，施樂(lè)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(shí)驗(yàn)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(guó)E-Ink和朗訊科技公司(Lucent Technologies)正式宣布已開(kāi)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(shù)，生產(chǎn)彩色電子紙。

·2001年6月，E-Ink再宣布推出"Ink-h-Motion"技術(shù)，電子紙上可顯示活動(dòng)影像。同時(shí)，美國(guó)的大型百貨公司Macy宣布，店內(nèi)的廣告牌采用SmartPaper。

·2002年3月召開(kāi)的東京的國(guó)際書(shū)展上，出現(xiàn)了第一張彩色電子紙。

IBM推出“電子報(bào)紙”

也許你沒(méi)有意識(shí)到，“電子紙”闖入人們的生活已經(jīng)有很多年了。例如，手機(jī)SIM卡和地鐵磁卡就是兩種電子紙的具體表現(xiàn)——它們可以被記錄入數(shù)據(jù)、可以被反復(fù)擦寫(xiě)和讀取。就最基本的特性來(lái)說(shuō)，它們與傳統(tǒng)的紙張沒(méi)有什么不同。事實(shí)上，電子紙的最初萌芽就是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)紙張的目的而來(lái)。

1999年左右，IBM在美國(guó)最大的報(bào)紙展覽會(huì)中展出了一個(gè)“電子報(bào)紙”模型。技術(shù)上，它就是一個(gè)“電子矩陣”，與液晶的顯示原理差別不大。在IBM的這個(gè)模型中，閱讀夾板中間被嵌入了一個(gè)電子顯示層，憑借預(yù)先輸入的內(nèi)容，用戶可以通過(guò)這個(gè)電子顯示層閱讀各種文字和圖片信息。

IBM的這項(xiàng)發(fā)明一下子招來(lái)了社會(huì)各界的關(guān)注，許多美國(guó)大報(bào)的編輯對(duì)其表示出了濃厚的興趣。這其中，包括《紐約時(shí)報(bào)》和《華盛頓郵報(bào)》等，而“電子閱讀”則被認(rèn)為對(duì)報(bào)紙、書(shū)籍等出版行業(yè)具有“劃時(shí)代”的意義，因?yàn)樵诠?jié)約印刷成本、可循環(huán)使用、縮短新聞發(fā)布時(shí)間方面，電子報(bào)紙具有革命性的改進(jìn)——“你可以在世界任何地方閱讀任何報(bào)紙或只閱讀自己感興趣的專(zhuān)題，而下載的內(nèi)容會(huì)像電臺(tái)和電視中播出的新聞一樣保持新鮮”。作為IBM公司的策略設(shè)計(jì)經(jīng)理和“電子報(bào)紙”模型的核心研發(fā)人員，Robert Steinbugler這樣評(píng)價(jià)他的得意之作。為了表彰IBM提出的這個(gè)思想，《商業(yè)周刊》特地為它頒發(fā)了當(dāng)年的設(shè)計(jì)金牌大獎(jiǎng)。

第一本電子書(shū)問(wèn)世

雖然“電子報(bào)紙”具有諸多好處，但遺憾的是，由于受到當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)條件的限制，IBM的這個(gè)“電子報(bào)紙”模型最終并沒(méi)有真正進(jìn)入商業(yè)操作。但是，這個(gè)設(shè)計(jì)思想被保留了下來(lái)。在這以后，以IBM、Eink、Philips、SiPix、Fujitsu、Siemens和Ntera為代表的公司都在專(zhuān)注于這個(gè)領(lǐng)域，希望待時(shí)機(jī)成熟，自己的產(chǎn)品能夠在第一時(shí)間獲得最多客戶的認(rèn)可，而搶得市場(chǎng)先機(jī)。對(duì)于這么多公司熱衷于研究電子紙技術(shù)的行為，國(guó)際報(bào)業(yè)和傳媒印刷組織Ifra的專(zhuān)家Harald·Ritter對(duì)此予以了高度肯定。

天道酬勤，孜孜不倦的努力終于結(jié)出了豐碩的成果。2004年，由Eink和Philips提供技術(shù)支持、由Sony生產(chǎn)的世界上“第一本”實(shí)際商用的電子書(shū)問(wèn)世，這極大地轟動(dòng)了整個(gè)IT業(yè)界。Sony的這本電子書(shū)被命名為L(zhǎng)IBRIe，售價(jià)4萬(wàn)日元。其長(zhǎng)190毫米、寬126毫米，最薄的地方只有9.5毫米厚，重量為190克，防反射顯示屏達(dá)到4級(jí)灰度和800×600的分辨率標(biāo)準(zhǔn)，有10MB的存儲(chǔ)空間(大約能顯示最多1萬(wàn)頁(yè))，2節(jié)AAA電池供電，同時(shí)支持Sony的記憶棒。為了使LIBRIe不至于成為“空中樓閣”，Sony特地為它開(kāi)通了Timebook Town租賃服務(wù)。

LIBRIe的打響頭炮使科學(xué)家意識(shí)到，電子紙產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境已經(jīng)趨于成熟。于是在這之后，Sharp、Toshiba、Panasonic、Hitachi和Fujitsu等日本電子公司紛紛效仿。短短的一年里，電子書(shū)產(chǎn)品突然遍地開(kāi)花。而在技術(shù)上，電子紙也一改以往對(duì)比度低、只能顯示黑白文字等缺陷，利用電泳等技術(shù)，出現(xiàn)了能顯示彩色漫畫(huà)、耗電低、面積大、折疊以后不會(huì)使字體變形、像紙張一樣柔軟的產(chǎn)品。

作為一個(gè)例子，富士通在7月13日推出的“全球首張”、具有圖像記憶功能、可彎曲彩色電子紙是個(gè)典型的代表。這張“紙”的厚度只有0.8毫米，可以用于巨幅海報(bào)、火車(chē)站或建筑物上廣告信息的發(fā)布以及小型數(shù)碼(例如手機(jī)屏幕等)。而在7月底，Hitachi又緊接著發(fā)布了世界上最大的電子紙，其尺寸為27×20厘米，與15英寸CRT顯示器的“可視面積”比較相當(dāng)。據(jù)悉，Hitachi的這張“電子紙”將在2006年進(jìn)入商用。

電子紙全面進(jìn)入生活

使人們感到有點(diǎn)意外驚喜的是，電子紙的技術(shù)和應(yīng)用一經(jīng)突破，其勢(shì)頭就呈燎原之態(tài)——不僅在報(bào)紙、書(shū)籍、電腦和顯示器這些理所當(dāng)然的載體上可以看到它的身影，在一些人們?cè)瓉?lái)不曾想到的地方，電子紙也堂而皇之地出現(xiàn)，并展示了它新鮮、實(shí)用、有趣的面貌。

由于電子紙實(shí)際上就是一種IC芯片，因此它可以被作為電子表的表芯。在今年于瑞士召開(kāi)的鐘表珠寶展覽會(huì)“BaselWorld 2005”上，精工EPSON就展出了這么一件令人驚羨的產(chǎn)品——整塊手表就像一張薄紙，可以緊密地貼在手腕的皮膚上，并且可以變幻出漂亮的圖案來(lái)。 此外，由于電子紙的柔軟性能越來(lái)越出色，因此歐盟一些國(guó)家的軍隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始考慮用它來(lái)制作軍事地圖。與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖比較起來(lái)，電子地圖不僅更結(jié)實(shí)耐用，而且電子的特性使它可以達(dá)到輸入刷新、存儲(chǔ)、記錄、甚至多媒體的效果。

而在最近大炒的RFID應(yīng)用中，電子紙也扮演了一個(gè)關(guān)鍵的角色。例如兩者結(jié)合的電子門(mén)票的誕生，在最近曝光的幾率就很高。近一兩年來(lái)在日本召開(kāi)的地球環(huán)境保護(hù)會(huì)議以及在中國(guó)北京舉行的車(chē)展上，都可以見(jiàn)到用電子紙做成的RFID門(mén)票的身影。除此以外，電子紙與RFID的結(jié)合還體現(xiàn)在醫(yī)療中——作為一家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出RFID彩票和RFID紙片計(jì)算機(jī)的瑞典公司，Cypak又在最近推出了電子病歷卡以及與之配套的用電子紙包裝的藥片。通過(guò)在紙片上事先“印刷”服藥時(shí)間、服藥劑量等信息，埋藏于“紙片”中的蜂鳴器會(huì)定時(shí)提醒病人或者護(hù)士。

電子紙技術(shù)的應(yīng)用

基于電子紙技術(shù)[1]的電子書(shū)閱讀器(e-paper based e-book reader)是一種很輕巧的平板式閱讀器，相當(dāng)于一本薄薄的平裝書(shū)，能儲(chǔ)存約200本電子圖書(shū)。它具有重量輕，大容量，電池使用時(shí)間長(zhǎng)，大屏幕等特點(diǎn)，是辦公無(wú)紙化的新選擇。部分電子書(shū)閱讀器具備調(diào)節(jié)字體大小的功能，并且能顯示JPEG、GIF格式的黑白圖像和Word文件、RSS新聞?dòng)嗛啞?/p>

電子紙顯示屏通過(guò)反射環(huán)境光線達(dá)到可視效果，因此看上去更像普通紙張。這種顯示屏的能效非常高，因?yàn)檫@種顯示屏一旦開(kāi)啟，就不再需要電流來(lái)維持文字的顯示，而只有翻頁(yè)時(shí)才消耗能量。

這類(lèi)的閱讀器有：

* Librié (索尼公司) (2004)

* 翰林V系列 (津科公司) (2005)[2]

* ILiad (iRex公司) (2006)

* Sony Reader (索尼公司) (2006)

* 易博士電子書(shū) (廣州金蟾) (2007)

* 漢王電紙書(shū) (漢王科技股份有限公司) (2007)

* STAReBOOK(宜銳科技公司) (2007)

* GeR2 (Ganaxa公司) (2007)

* Kindle (阿瑪遜公司) (2007)

* Cybook Gen3 (Bookeen公司) (2007)

* FLEPia (富士公司) (2007)

* webfound　文房　(北大方正集團(tuán))　(2009)

* foxit eslick 福昕電子書(shū) (福州福昕軟件) (2009)

* Readius (Polymer Vision) (2008)

* Astak Mentor (Astak公司) (2008)

* BeBook Reader (Endless Ideas公司) (2008)

* OPPO Enjoy(歐珀電子工業(yè)有限公司)