電子紙顯示器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1、電子紙顯示器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，各種顯示技術(shù)被廣泛應(yīng)用于 人們的生活中，例如 CRT（陰極射線管）以及LCD （液晶顯示）等已 經(jīng)出現(xiàn)在生活各個角落，這些顯示技術(shù)都存在不同程度亮度以及視角 等方面不足，對CRT （陰極射線管）顯示設(shè)備而言還存在攜帶不便問 題，為克服這些問題，人們研發(fā)出電子紙顯示器技術(shù)。各種顯示技術(shù) 在科學(xué)推動下不斷發(fā)展為電子紙技術(shù)奠定堅實基礎(chǔ)， 該項技術(shù)無限接 近于產(chǎn)業(yè)化，本文就電子紙顯示器技術(shù)現(xiàn)狀進行分析， 并展望未來發(fā) 展趨勢?！娟P(guān)鍵詞】電子紙顯示器；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為很多天馬行空般想法提供實現(xiàn)基礎(chǔ)，例如實現(xiàn) 紙張電子化。傳統(tǒng)紙張

2、僅具備一次列印信息功能， 生產(chǎn)傳統(tǒng)紙張過程 中浪費大量木材以及水資源，生產(chǎn)出來的紙張只有通過嚴格工藝回收 才能被再次利用。電子紙則克服傳統(tǒng)紙張這些固有缺點， 并帶有顯示 其功能，是人類發(fā)展中又一次科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的重要標志。電子紙技術(shù)電子紙又叫數(shù)字紙，是在傳感器基礎(chǔ)上衍生出的一種新產(chǎn)品， 在 未來市場中具有一定潛力。電子紙兼具傳統(tǒng)紙張以及電子器件的功能， 因此對于習(xí)慣使用傳統(tǒng)紙張的人們而言不需要做出任何改變同時又 能夠享受到方便快捷、彩色化。數(shù)字化、多樣化的視覺效果。相比于第1頁共6頁傳統(tǒng)紙張，電子紙成本稍高，這也是電子紙相比于傳統(tǒng)紙張不足之處。 電子紙的優(yōu)點主要有：能夠顯示即時信息；同當(dāng)代先

3、進數(shù)字技術(shù)連接， 具有較大的信息容量；可在不做繁瑣處理的情況下反復(fù)多次使用；生產(chǎn)過程不需消耗大量自然資源；穩(wěn)定性強。當(dāng)前電子紙技術(shù)原理以及基本類型電子紙技術(shù)原理主要是將帶電粒子隨機分散懸浮于膠體中，在自然條件下這些帶電粒子自由浮動。對電子紙通電后即會在其上下表面 形成一個定向電場，此時帶電粒子會在電場作用下做定向運動， 形成 人們需要的畫面顯示出來。當(dāng)分散體系中膠液自身所帶電量同帶電粒 子比重十分接近時，電泳電子能夠在無電場情況下保持自身狀態(tài)一段 時間，因此在撤銷電場后電子紙上顯示的數(shù)字并不會立即消失，此即為電子紙的存儲功能。電子紙顯示器類型多種多樣，目前市場上常見的幾種為納米粒子 電泳顯示器

4、、微膠囊電泳顯示器、色粉顯示板、微壓模電子紙等。納米粒子電泳顯示器納米粒子電泳顯示器主要指由納米半導(dǎo)體材料組成的電泳顯示器。納米半導(dǎo)體材料對量子以及電子水平有較強依賴性，當(dāng)材料粒子半徑越小時其帶寬越窄，所產(chǎn)生的熒光波長越短，并且當(dāng)粒子半徑不 同的粒子聚集在一起時，由于波長不同會導(dǎo)致顏色向半徑較大粒子移 動，從微觀上來看就是小粒子發(fā)出高能熒光，大粒子發(fā)出低能熒光， 根據(jù)這一原理便能夠?qū)崿F(xiàn)將多種類型粒子集中于同體系中以實現(xiàn)不 同顏色的顯示。當(dāng)納米粒子電泳顯示器中納米材料均勻分布與同一體第2頁共6頁 系中時會表現(xiàn)出一種特有的光學(xué)特性，電泳顯示器中納米材料聚集于 某一區(qū)域時會表現(xiàn)出另一種光學(xué)特性。這兩

5、種光學(xué)特性的改變可通過 對電場進行調(diào)控來實現(xiàn)，且電泳顯示器當(dāng)前只能夠顯示這兩種光學(xué)特 性。微膠囊電泳影像顯示器普通電泳顯示器具有穩(wěn)定性差、粒子易出現(xiàn)沉降、凝結(jié)等缺點， 并且伴有偶發(fā)性反應(yīng)速度緩慢、閾值特性難以把握等異常。為克服普 通電泳顯示器這些固有缺點，微膠囊電泳影像顯示器被研發(fā)出來。微膠囊電泳影像顯示器的引入是對普通電泳顯示器的一次突破， 該方法原理為將顆粒分散并控制于有限體積范圍內(nèi)，粒子僅能夠在該范圍內(nèi)運動，因此使得電泳顯示更加穩(wěn)定；膠囊直徑均小于30UR1該 半徑微粒能夠被直接印刷于襯底，并被第二層透明薄膜有效固定，從 而實現(xiàn)毫米級顯示厚度；對電泳調(diào)節(jié)方式采用電壓調(diào)節(jié)，以此實現(xiàn)灰 度等

6、級控制；微膠囊電泳影像顯示器所采用的材料為 E-INK材料，該 材料成本低廉，性能穩(wěn)定，經(jīng)歷千萬次切換實驗仍就不會出現(xiàn)衰退現(xiàn) 象。微膠囊電泳影像顯示器并非毫無缺點， 例如其清晰度需要進一步 提高，源電路結(jié)構(gòu)仍舊有待完善等。色粉顯示板色粉顯示板由日本千葉大學(xué)研制出來，其原理是在帶有氧化錮錫 (ITO)的透明電極支持體間使用黑白兩色粉末進行填充，填充完成 后采用外加電壓的方式，此時在電壓作用下黑色粉末開始出現(xiàn)涌動， 宏觀上看便是黑白圖案。黑色分泌主要由一些炭黑等具有一定導(dǎo)電性第3頁共6頁 能材料組成，其中白色粒子主要由易滑動的氟化碳粒子構(gòu)成。 色粉顯 示板具有視角寬、反應(yīng)速度快、反射率高、圖面清晰

7、等優(yōu)點，此外色 粉顯示板顯示效果持久能顧保持約 14天的顯示時間、粉末材料的使 用使得顯示板在震動以及折疊過程中不會出現(xiàn)圖形改變。 色粉顯示板 唯一缺點是其耐用性不如其他電子紙顯示器， 顯示顏色比較單調(diào)，若 需實現(xiàn)彩色顯示需進行結(jié)構(gòu)上的改變， 加入彩色過濾器，目前仍舊處 于研究階段。微壓模電子紙顯示器微壓模電子紙顯示器是美國某公司研究出的一種先進顯示技術(shù)， 該顯示器由塑料薄膜、液體有色材料、白色粒子等材料組成，并通過 電泳方式趨勢白色粒子集中或者分散于顯示板結(jié)構(gòu)部分， 原理上同微 膠囊電泳影像顯示器類似，僅在生產(chǎn)工序上存在一定差異。美國某公司使用表面形狀為凹凸狀的滾筒對塑料薄膜進行碾壓， 此過

8、程中會形成有規(guī)律的細胞狀微孔，之后向這些孔中注入有色液體 以及白色微粒，操作完畢后再在上面覆蓋一層薄膜， 并將整體結(jié)構(gòu)放 置于硅底板，利用硅底板控制驅(qū)動。該種顯示方式相比于微膠囊有更 加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且通過有規(guī)律的液體及粉末移動便可實現(xiàn)彩色顯示， 具有一定量產(chǎn)性。電子紙顯示器發(fā)展趨勢電子紙顯示器已經(jīng)取得一定進步，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展并將在未 來取得更多成果。針對電子紙顯示器當(dāng)前發(fā)展中存在的不足以及未來 發(fā)展需求，未來電子紙顯示器發(fā)展趨勢如下：第4頁共6頁(1)具有印刷與復(fù)印功能，不僅能夠反復(fù)適應(yīng)復(fù)印紙，還可被 大量適用于印刷機，條件允許的話還可被作為相紙使用。(2)可被用作于手機、手表等顯示設(shè)備的

9、標牌以及展板等。(3)用于課堂教學(xué)，例如當(dāng)前各學(xué)校使用的電子白板就屬于電 子紙技術(shù)發(fā)展的衍生物。教師可以在電子紙上進行演練，提高教學(xué)效 率。(4)電子紙無線接收系統(tǒng)，能夠隨時接受及時訊息，類似于電 子報紙。(5)房屋裝飾，例如可改變圖案的墻紙等。(6)逢年過節(jié)的電子賀卡等。電子紙顯示技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是針對當(dāng)前電子紙顯示器技 術(shù)現(xiàn)有問題進行完善，并結(jié)合人們對普通紙張學(xué)習(xí)習(xí)慣，對日常生活 中人們紙張使用習(xí)慣電子化，既保留人們使用紙張的習(xí)慣，同時也賦 予其電子紙顯示功能，未來發(fā)展強趨勢就是建立在此基礎(chǔ)上的探究行 為。當(dāng)前電子紙技術(shù)已經(jīng)取得一定成效， 但從電子紙技術(shù)向正常使用 過度仍舊需要經(jīng)歷一段時間，克服應(yīng)用過程中存在的問題。在科學(xué)技 術(shù)的推動下，未來數(shù)年內(nèi)必將出現(xiàn)電子紙產(chǎn)品上市的情況， 人們?nèi)粘?生活會在電子紙影響下更加便捷。4 結(jié)束語科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展為電子紙奠定堅實基礎(chǔ)，當(dāng)前平板顯示技術(shù)已 經(jīng)普及，考慮到未來顯示技術(shù)必將建立在不改變?nèi)藗儸F(xiàn)有使用習(xí)慣的 基礎(chǔ)上網(wǎng)更加便捷、高效、迅速的方向發(fā)展，電子紙技術(shù)必將在未來第5頁共6頁得到廣