電子紙2113803678完整課件

電子紙2113803678(1)2024/1/7電子紙2113803678(1)目錄概念原理——什么是電子紙？像紙一樣的顯示器歷史特征顯示技術應用行業(yè)現狀討論電子紙2113803678(1)概念電子紙是一種超輕、超薄的顯示材料，表面涂布由無數微小透明顆粒組成的電子墨水，顆粒直徑只有人類毛發(fā)的1/2大小。這種電子墨水顆粒包含了黑色染料和一些更加細小的白色粒子。后者能夠對不同的電荷產生感應，并朝不同的方向運動，當它們集中向某一個方向運動時，就能讓原本看起來呈黑色顆粒的另一面變成白色。

人們根據這一物理特性把這種電子墨水涂布到紙張、布匹、或者其它平面物體上，只要對它予以適當的電擊，即可使數以億計的顆粒變幻出不同的顏色，從而能夠根據人們的設定不斷改變顯示的圖案和文字。隨著技術的進一步成熟和完善，人們完全可以在這個透明顆粒中加入除黑白兩色的其它顏色，最終使電子墨水也能像標準顯示器一樣顯示出絢麗的色彩和圖形。

電子紙2113803678(1)原理電子油墨薄膜的頂部是一層透明材料,作為電極端使用;底部是電子油墨的另一個電極,微膠囊夾在這兩個電極間。微膠囊受負電場作用時,白色顆粒帶正電荷而移動到微膠囊頂部,相應位置顯示為白色;黑色顆粒由于帶負電荷而在電場力作用下到達微膠囊底部,使用者不能看到黑色。如果電場的作用方向相反,則顯示效果也相反,即黑色顯示,白色隱藏?？梢?只要改變電場作用方向就能在顯示黑色和白色間切換,白色部位對應于紙張的未著墨部分,而黑色則對應著紙張上的印刷圖文部分。

電子紙2113803678(1)像紙一樣的顯示器電子紙(ePaper)是新一代的顯示裝置,技術特點就是對比度超高,

比普通紙張顯示對比度還高,所以在強烈日光下也沒有問題,省電,

刷新屏幕時才用電,

斷電保持顯示,超薄,最薄的可以做到0.1mm,跟紙張差不多,可任意彎曲折疊,有良好的柔韌性。

電子紙2113803678(1)歷史（一）其實電子紙的開發(fā)三十年前就開始了,不過直到最近幾年才開始產業(yè)化,下面就是一些廠商發(fā)布的電子紙相關產品及介紹。

eInk公司于2003年5月18日～23日在美國巴爾的摩舉辦的“SID

2003”上,展出了壽命大幅提高的電子紙樣品,此次所展示的樣品采用了E

Ink與飛利浦聯(lián)合開發(fā)出的與電子紙材料特性相匹配的專用驅動控制器IC,大小約為6英寸,精細度約為160ppi。對比度在8比1到10比1之間,顯示切換時間不足一秒。耗電量方面,2節(jié)7號電池在電子圖書上正常使用的話,大約能保持6個月。此產品已于04年量產。電子紙2113803678(1)歷史（二）由philips

Polymer

Vision

在2005

IFA上展出的pocket

e-Reader,Polymer

Vision公司將該設備描述成一款“移動e-reader”,命名為Readius,同時將展示其作為可伸縮（卷曲）的顯示器的特征。Readius是一款為商務專業(yè)人士設計的消費電子品裝置的原型,該公司說,該原型并不以犧牲作為口袋電子閱讀器的可讀性、可移動性、性能和重量為代價。這款Readius是基于PV-QML5顯示模塊,PV-QML5厚度100微米,分辨率320*240,對角線5英寸。而不使用的時候可以以曲率半徑不到7.5毫米卷起來。這款顯示設備四階灰度,對比度10:1,卷起來以后可以回到100mm。

電子紙和電子墨的研究開發(fā),至今已走過了20多個年頭。在20世紀70年代,日本松下公司首先發(fā)表了電泳顯示技術,施樂公司當時也已開始研究,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,實驗曾一度中斷。20世紀末,美國E-Ink公司（它是由朗訊公司,摩托羅拉公司以及數家風險投資公司為了開發(fā)電子紙于1997年成立的企業(yè)）利用電泳技術發(fā)明了電泳油墨（又稱電子墨水）,極大地促進了該技術的發(fā)展。目前,施樂、柯達、3M、東芝、摩托羅拉、佳能、愛普生、理光、IBM等國際著名公司都在涉足電子紙。

電子紙2113803678(1)特征談到電子紙，必然會談到電子墨水，形象地說，電子紙像是一張薄膠片，而在膠片上涂覆的一層帶電的物質便是電子墨水；電子紙也可看做是一個薄薄的內嵌式遙控顯示板，它具有以下特征。（1）可重寫和更新電子紙可以任意對文字或圖像進行重寫和更新，因此可瀏覽大量內容。而普通紙加載的信息是不可更新的，且傳統(tǒng)紙張印刷周期長、信息傳播速度慢，使得電子紙在這些方面具有突出的優(yōu)勢。（2）適合人眼閱讀由于對比度較高，文字和圖像清晰，閱讀舒適，如電子紙的顯示亮度可達到反射型彩色LCD的3～6倍，在暗處以及日光直射的地方均可瀏覽。（3）便于攜帶因薄膜輕薄柔軟，可適度折疊、卷曲，便于攜帶。（4）保持圖像在斷電情況下，可長時間顯示畫面，這種性能又稱為雙穩(wěn)態(tài)，正常閱讀時不需要背景燈，標準耗電量不及目前筆記本電腦顯示器的千分之一。

電子紙2113803678(1)顯示技術（一）目前，施樂公司PARC實驗室和E-Ink公司的電子紙技術走在世界的前列，代表著電子紙的技術發(fā)展方向，他們采用的顯示技術都是基于雙穩(wěn)態(tài)原理，結構上也有一些相似之處。此外，可用于電子紙的顯示技術還有電化學反應顯示、柔性液晶顯示、色粉顯示、電潤濕顯示和有機發(fā)光顯示等。1、微膠囊電泳

此技術由美國麻省理工學院和E-Ink公司研發(fā)。其基本原理是在細胞大小的透明微膠囊內放入藍色等深色染料液體和淺色帶電微粒子，將此微膠囊用膠黏劑黏結到帶有透明電極的膠片上，調整電場使淺色粒子電泳，可顯示由白色和藍色形成的圖像。白色粒子中使用了氧化鈦微粒子，這些粒子在藍色的絕緣性液體中帶有穩(wěn)定分散的電荷。將此微膠囊以硅樹脂膠黏劑涂布到帶ITO（氧化銦錫）電極的膠片上,再以電流方式將負電荷圖案施加于（上/下）表面,則白色粒子移至微膠囊的下部，于是電子紙表面顯示藍色圖像。若后面施加正電荷，白色粒子移動到微膠囊的上部，則表面變成白色，圖像消失。將單一色調的帶電粒子換成不同色光的材料，就可以形成彩色圖像?，F在這種電子紙的厚度已可薄至0.2mm。這種顯示方式存在的主要問題是響應速度只能在100ms左右，因此視頻圖像的連續(xù)播映效果不是很理想。

電子紙2113803678(1)顯示技術（二）2、旋轉球美國施樂公司和3M公司共同研發(fā)了采用旋轉球技術的電子紙，即通過電場變化控制雙色球的旋轉方向，來形成黑白圖像或文字。其基本原理是利用電場控制雙色球的翻轉達到顯示顏色的目的。雙色球顯示器的底板和面板均為透明電極（ITO），透明電極之間為具有矩陣微孔的橡膠彈性體。橡膠彈性體的微孔中充滿油性介質，雙色球懸浮于其中。雙色球由兩種不同的材料構成，其在油性介質中產生不同的界面電勢，從而使雙色球的兩端帶有不同的電荷。當給像素電極加上不同極性的電壓時，雙色球會朝不同的方向翻轉，而使像素顯示不同的顏色。這些旋轉球可以由著色的塑料通過機械方法制備，但雙色球的制備工藝復雜且難于實現完全翻轉，對比度也相對較低，且不能實現彩色化。3、電化學反應顯示電化學反應顯示的基本原理是利用電化學反應中銀的析出與溶解作用來顯示圖像。它由透明電極、銀電極以及在兩電極之間封入的一層白色乳膠狀固體電解質（由聚合物、TiO2、Ag、鹵化物組成）而形成的一種類似“三明治”的結構。工作時，電化學反應使溶解在電解質中的銀離子還原為銀而析出在透明電極上，看起來呈黑色；反之，如果把析出的銀溶解到固體電解質中，即可直接看到白色乳膠狀固體電解質，而顯示白色。目前，該技術制作的電子紙的壽命很穩(wěn)定，可刷新100萬次以上，但其在低溫環(huán)境下的響應速度以及密封引起的變質問題還有待解決。電子紙2113803678(1)顯示技術（三）4、柔性液晶（光寫入型電子紙）光寫入型電子紙是一種結合了顯示器的瞬時改寫性與紙張易用性的器件。這種電子紙本身沒有寫入功能，它是攝取投射光圖像并具有存儲性和改寫性的介質。其攝取圖像與視角無關，分辨率可達600dpi，顯示對比度為10∶1，改寫次數在1萬次以上。柔性液晶顯示的工作原理是，將表面積相同的兩枚透明電極與具有存儲性的膽甾醇液晶與光導電層疊加在一起，黑色遮光板位于液晶層和光導電層之間?；镜膶懭敕绞绞歉鶕袩o光照射，使光導層的電阻改變，從而控制加在液晶上的電壓以實現顯示。其厚度僅有0.3mm，并且非常柔軟。由于在電子紙上不用布線，因而價格低廉且適于制作大顯示屏。5、色粉顯示板這種顯示方法是日本BridgeStone和千葉大學開發(fā)的，其原理類似于電泳顯示。在帶有ITO導電膜透明電極的兩塊玻璃板之間填入黑色粉末和白色粒子的黏著層，外加電壓后，則黑色粉末在電極間移動，顯示黑色圖案。常用的黑色粉末是炭黑等導電性色粉，白色粒子用的是容易滑動的氟化碳微粒子。ITO電極上涂布有電荷輸送層,可起到將正電荷從電極注入色粉的作用。由于輸送層電荷的注入，接觸下部電極使黑色粉末帶正電荷；同時，黑色粉末在與上部電極的負電極產生的庫侖力作用下，朝上部電極移動。此時，黑色粉末在白色粒子層中移動，并最終抵達上部電極，將電荷輸送層當做絕緣層，借助庫侖力作用黏附其上，這時，從上面看是黑色。若轉換外加電壓的極性，則黑色粉末便朝下部電極移動，并附著于下部電極上的電荷輸送層，這時從上面看到的是白色粒子，故呈白色。如此變換外加電壓的極性，就可以顯示黑或白?，F在，此技術以顯示單色圖文為主，彩色的電子紙還處在深入研究階段。電子紙2113803678(1)應用（一）目前，彩色電子紙已經問世，相信能夠動態(tài)顯示圖像的電子紙很快就會出現在人們面前，電子紙各方面的性能肯定還會得到進一步的提升，由于電子紙的諸多特點，其應用領域相當廣泛。1、顯示設備目前，大多數顯示設備采用的都是液晶顯示技術，因為這些液晶需要背景光，對眼睛刺激大，時間長了，眼睛會感覺很疲勞，而且耗電量也大。另外，液晶顯示器具有視覺依賴性，一旦關閉電源，所有的內容都看不見了。這些都是顯示器研究領域亟待解決的問題。電子紙的出現，其優(yōu)良的特性使人們眼前一亮，許多公司及研究單位紛紛投入到電子紙顯示屏的開發(fā)中來，電子紙顯示屏不僅可以徹底解決目前液晶顯示設備存在的這些問題，還可以獲得更高的顯示質量，而且由于電子紙的柔軟、可折疊和可卷曲的特性，使得電子紙顯示屏在未來有更廣闊的應用領域。電子紙2113803678(1)應用（二）2、閱讀終端雖然電子紙還沒有大規(guī)模產業(yè)化，要真正走進尋常百姓家還尚需時日，但想一想25年前的電視機、20年前的電腦、15年前的手機、10年前的互聯(lián)網、5年前的短信、彩信，曾經都那么的遙不可及，那么的高不可攀，如今卻和我們的日常生活緊密相聯(lián)，須臾不離。毋庸置疑，在未來幾年里，電子紙就會闊步走來，和千家萬戶零距離接觸，深深滲透和融入我們的生活。讀書專用終端已經進入了實用階段。各公司已經開始銷售作為閱讀數字化的圖書、雜志等資料的設備——讀書專用終端,其中有的就是采用了微膠囊型電泳顯示器的產品。例如SONY做的LIBRIE。由于不改寫畫面時不會耗電,使用四只市場銷售的堿性電池,即可翻閱10000頁的書,分辨率達170ppi,厚度約13mm,重量首次降至200g。此外該機還能發(fā)揮數字技術的特點,實現聲音再現,有望用于語言學習等方面。

電子紙2113803678(1)行業(yè)現狀（一）

2010年世界電子紙技術大會3月16日在深圳舉行。電子紙技術自誕生以來，歷經研究開發(fā)、樣品與少量生產，隨著顯示技術一系列突破性進展，革命性的電子紙顯示技術終于開始走向大眾走向實用，進入正式生產等階段。

根據市調機構預測，電子書閱讀器(E-Reader)、戶外廣告牌及便攜式顯示產品三大應用領域進入市場，使電子紙面板產值將由2009年的4億美元，增長到2015年的60億美元，2018年更預計將達到96億美元，年平均成長率達到41％。

出貨數量方面，則將由2009年的2200萬片，成長到2018年的8億片，年平均成長率約64％，電子紙成為平面顯示器領域中，繼觸控面版之后的超級殺手應用。

電子紙應用的擴大和成本的降低，勢必迎來行業(yè)的巨大發(fā)展。

電子紙2113803678(1)行業(yè)現狀（二）據相關廠商透露，Eink電子墨水發(fā)明者之一的陳宇博士開發(fā)了另一種替代電子紙技術，并將在今年6月正式對電子書企業(yè)開始供貨。這項替代的電子紙產品被命名為“賽倫紙”，為廣州奧熠科技所有。據廣州奧熠深度關聯(lián)企業(yè)廣州金蟾電子副總裁袁茂峰介紹，賽倫紙擁有更好的性能，其價格比同級的Eink產品便宜一半。業(yè)內估計，電子紙的替代品廣泛普及后，可能將電子閱讀器的價格降至500元。