標籤: 暫無標籤

「電子紙張」(ElectronicPapers)是一種新型平面監視器,但是對此一名詞並沒有一個統一定義。電子書其實就是電子紙的縮影和前身,基本上「電子紙張」此種監視器,外觀是像紙或像投影片通用超薄型監視器,厚度多半小於1mm,在各種場合(尤其是戶外)的文字辨認性上,優於常規的LCD,且能夠與報紙相比擬;至於在監視器的材質特性方面,部分廠商推出可撓(flexible)甚至可以捲曲的電子紙產品。

電子紙

電子紙電子紙

「電子紙張」(ElectronicPapers)是一種新型平面監視器,但是對此一名詞並沒有一個統一定義。電子書其實就是電子紙的縮影和前身,基本上「電子紙張」此種監視器,外觀是像紙或像投影片通用超薄型監視器,厚度多半小於1mm,在各種場合(尤其是戶外)的文字辨認性上,優於常規的LCD,且能夠與報紙相比擬;至於在監視器的材質特性方面,部分廠商推出可撓(flexible)甚至可以捲曲的電子紙產品。

1 電子紙 -電子紙定義與技術發展歷程

定義  

 所謂的電子紙,與我們常見一般纖維紙不同,其是一種包含「微小球體」的「導電高分子」材料,其外表、特性

電子紙電子紙
跟我們平時使用的紙張一樣,具有柔軟度又可重複顯示資料。在電子紙技術之中,微小球體的大小代表顯示器像素大小,並且會因為收到外在電壓的驅動而改變狀態。由於電子紙具有的這個特性,材料需要是電的導體,最後電子紙使用高分子材料強調的是可撓性性(Flexible),因此可以像一般紙一樣的撓曲。

電子紙的發展歷程

     1975年,施樂的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的貝爾實驗室成功製造出電子紙的原型。
  ·1997年4月, E-Ink成立,並全力研究把電子紙商品化。1999年5月,E-Ink推出名為Immedia的用於戶外廣告的電子紙。
  ·2000年11月,美國E-Ink和朗訊科技公司(Lucent Technologies)正式宣布已開發成功第一張可捲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,生產彩色電子紙。
  ·2001年6月,E-Ink再宣布推出"Ink-h-Motion"技術,電子紙上可顯示活動影像。同時,美國的大型百貨公司Macy宣布,店內的廣告牌採用SmartPaper。
  ·2002年3月召開的東京的國際書展上,出現了第一張彩色電子紙。
  IBM推出「電子報紙」

最早的電子紙技術是由Xerox的研究人員NickSheridon在上世紀七十年代所發明,其特色是包含所帶電荷的小球,其中球的一面是白色,另一面是黑色,當電場改變時,球會上下轉動,而呈現度不同顏色。第二代的電子紙技術是由JosephJacobson在上世紀90年代所發展,其特色是以微膠囊代替傳統的小球,並且在膠囊內填充彩色的油與帶電荷的白色顆粒,並且經由外在電場的控制將白色顆粒往上或往下移動,其中當白色顆粒往上(接近閱讀者時),則顯色出白色的像素;當白色顆粒往下(遠離閱讀者時),則顯色出油的顏色。

電子紙顯示器技術發展大致上可分為電子顯示器與紙媒體兩大類,電子顯示器方面主要是將LCD與OLED等的顯示器進一步輕量化與可撓性顯示器為主,主要特性為高彩度、高畫質與高亮度等顯示器;另一為紙媒體,其主要採用電氣泳動方式與電子墨水(Electronic-Ink)技術的可撓性紙張,並以新聞與雜誌等的紙媒體之置換為目的,因此結合兩者技術的顯示器。目前市場已達實用化的電子顯示技術仍以電氣泳動方式微膠囊電子墨水(E-Ink)為主。

2 電子紙 -電子紙的技術原理


電子紙的載體是一張特殊的薄膠片,通過在膠片上"塗"上的一層帶電的物質(電子墨),根據內容的不同進行後台控制,通過相應的顯示組合以達到內容顯示的目的。電子紙的內核就是一個廣義上的IC,整個閱讀器則可看作是一個薄薄的內嵌式遙控顯示板。電子墨水就是將帶正、負電的諸多黑白粒子,密封於微膠囊內,因施加電場的不同,在監視器表面產生不同的聚集,呈現出黑或白的效果。商業化程度最好的非液晶電子紙技術是E-Ink的電子墨水技術(電泳式電子紙)。
E-Ink的電子紙由電子墨水及兩片基板所組成:第一部分是電子墨水,有時被稱為「前基板(front plane)」;二是使電子墨水生成文本和圖像所需要的電子設備組合,包括控制部分和顯示部分,被稱為「背基板(backplane)」。背基板上面塗有由無數微小的透明顆粒組成的電子墨水,顆粒直徑只有人的頭髮絲的一半大小。電子墨水是一種加工成薄膜狀的專用材料,與電子顯示設備結合在一起使用,是化學、物理學和電子技術的綜合應用。電子墨水由數百萬個尺寸極小的微膠囊構成,直徑與頭髮絲相當。每一個微膠囊中含有帶正電荷的白色粒子和帶負電荷的黑色粒子,它們懸浮在清潔的液體中。 如圖1所示,電子墨水薄膜的頂部是一層透明材料,作為電極端使用;底部是電子墨水的另一個電極,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;黑色顆粒由於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。可見,只要改變電場作用方向就能在顯示黑色和白色間切換,白色部位對應於紙張的未著墨部分,而黑色則對應著紙張上的印刷圖文部分。
電子紙電子紙的工作原理

圖1 電泳電子墨水工作原理
當這種電子墨水被塗到紙、布或其他平面物體上后,人們只要適當地對它予以電擊,就能使數以億計的顆粒變幻顏色,從而根據人們的設定不斷地改變所顯現的圖案和文字。只要調整顆粒內的染料和微型粒子的顏色,便能夠使電子墨水展現色彩和圖案來。該方式是利用在電壓下能夠改變黑白狀態的微膠囊來實現圖像顯示的。微膠囊中帶電的白色氧化鈦顆粒和黑色碳粉粒子在電壓下上下移動,從而繪製出黑白圖像。其特點是在反差、明亮度視覺等方面較理想,耗電低,重量輕而容易使其薄型化,形狀自由等。此外,有的產品是利用帶電色粉的電泳現象,通過加大色粉的密集度來提高黑白反差的。

3 電子紙 -電子紙顯示技術的分類

目前各國開發中的電子紙顯示技術主要有以下四種:

  首先是電泳顯示技術(EPD)。電泳顯示技術系將黑、白兩色的帶電顆粒封裝於微胞化液滴結構中,由外加電場控制不同電荷黑白顆粒的升降移動,以呈現出黑白單色的顯示效果,代錶廠商是美國E-Ink公司與SiPix公司。由於EPD技術可呈現出高反射率、高對比的黑白顯示效果,因此十分適合做電子紙。目前韓國三星、LG Display,日本精工愛普生、凸版印刷以及中國台灣元太科技等公司均與E-Ink合作,採用其EPD面板「Vizplex」開發各種電子紙顯示器。

  其次是電子粉流體顯示技術(QR-LPD)。電子粉流體顯示技術為日本普利司通(Bridgestone)公司所發布,顯示介質是將樹脂經過納米級粉碎處理后所產生的黑色與白色不同電荷的粉體。將粉體填充於空氣介質的微杯結構中,利用上下電極電場使黑白粉體在空氣中發生電泳動現象,其中控制粉體的操作電壓為實際應用時重要的課題。由於使用空氣作為電泳粉體的介質,所以QR-LPD具有高反應速度。不過,其缺點是需要高電壓來驅動電子粉流體,這使得在耐高電壓的TFT(薄膜場效應晶體管)組件尚未成功開發的情況下,目前只能以被動式的方式來驅動電子粉流體。目前普利司通公司正與日立公司共同合作,投入QR-LPD電子紙「Albirey」產品的研發。

  再次是膽固醇液晶顯示技術(Ch-LCD)。該技術的研發機構包括美國Kent Display、日本富士通、日本富士施樂等公司以及中國台灣的工業技術研究院。膽固醇液晶為一種呈螺旋狀排列的特殊液晶模式,是通過在向列型液晶中加入旋光劑來達到特殊排列結構,並利用膽固醇液晶分子在不同電位下呈現的「反射」與「透過」兩種不同偏極光旋轉狀態來達到顯示效果。膽固醇液晶屬於反射式顯示器,利用外界環境光源來顯示影像,無需背光源,同時具有雙穩態特性,所以膽固醇液晶顯示技術同樣非常省電。同時,該技術可以通過添加不同旋轉螺距的旋光劑,調配出紅、綠、藍等顏色,以滿足彩色化顯示的需求。

  最後是雙穩態向列液晶顯示技術(Bi TNLCD)。該技術由法國Nemoptic公司開發。該技術使用向列型液晶,顯示面板是兩種底板,其液晶分子保持力不一致,當長時間施加某一額定電壓時,液晶分子會相對於底板呈垂直豎立狀態,此時,若將電壓值急速降至零,強保持力底板周圍的液晶分子便會拉向倒下的方向,而弱保持力底板周圍的液晶分子則呈反方向倒下,而處於底板中間位置上的液晶分子則會產生扭曲角度。如果分兩步進行緩慢解除加電狀態操作,液晶分子便會因彈性能力減弱而倒向同一個方向,不會產生扭曲角度。在這兩種狀態下,一種顯示為黑,另一種則顯示為白,基本上形成了雙穩態顯示。通過在第二步改變解除電壓時的電壓幅度,黑色區域和白色區域的比率就會發生變化,即可調製出中間色調。 

 

4 電子紙 -電子紙產業應用現狀


2004年Panasonic、Toshiba及Sony等陸續推出採用電子紙(e-Paper)顯示技術的電子書(e-Book)等終端產品,以此為標誌,2004年就稱為電子紙元年。之後,各廠商為擴大電子紙市場及應用面而推出不同應用的電子紙產品,例如電子看板、電子標籤等,甚至可撓性、可卷性的電子紙產品亦接著問世。從2005年開始,彩色的電子紙顯示器技術發展亦不斷加快,目前已有數家廠商開發出了相關的產品
繼2006年產品在北美熱賣后,中國市場亦開始興起電子閱讀器(又稱電子書)的需求。2006年底,台商企業—宜銳科技,在大陸正式推出STAReBOOK產品。STAReBOOK是採用6寸及E-Ink技術的電子紙顯示面板,而中國台灣的元太科技為其唯一的供應商。

元太科技目前全球唯一量產的電子紙顯示模組供應廠商,其出貨對象包括Sony、宜銳等,其中Sony自2006年第三季度在北美推出電子書產品后,由於北美消費者對電子書的接納度較原先預期高,至今仍供貨吃緊。在亞洲地區部分,由於中國與日本讀者相當喜歡閱讀小說與漫畫,甚至有推出小說與漫畫內容數字化,即是電子小說與電子漫畫。除了使用手機、PDA、電子辭典等閱讀其數子化內容之外,電子書便是最佳的閱讀應用產品。

根據統計,2007年已有超過10家廠商推出採用美商E-Ink電氣泳動技術的電子紙產品,在2006年裡,美商E-Ink技術產品的產量從幾萬台增加至幾百萬台。由此可見,消費者對於電子紙產品接受度越來越高,且數字雜誌應用的需求亦會日益增加,再加上Motorola所推出採用E-Ink電子紙技術的低價手機——Motofone約有800萬支銷售量,因此未來電子紙的市場規模預計將會有大幅度地成長。根據統計,電子紙整體市場規模將從2007年大幅成長,2010年將達到5億美元,至2012年以後將達到10億美元。

由於電子紙具有省電、輕薄、易攜帶等優點,亦吸引SoftBank集團旗下子公司SoftBankTelecom將分別與Fujitsu和Hitachi,開發出具備WLAN無線網路連線功能的電子紙,並可透過無線網路傳輸內容資料,作為布告欄、戶外顯示器等用途,並計劃2至3年內實用化上市。

2009年 kent display 開發出一款以手寫為基本功能的電子紙產品,區別與其他的電子紙產品,該款命名為boogie board的手寫屏能夠代替傳統意義上的紙筆,採用零功耗液晶技術,面板可彎曲,內置反光層,無需背光板。因為不具揮發性,所以不需要額外的電力來維持其畫面內容。寫字板上畫麵線條的粗細由其接受的書寫壓力決定,壓力越大,線條就越粗。

用戶通過寫字板上的一個按鈕就可實現內容的擦除,此過程需要耗費一些電力,不過耗電量之少使得一塊手錶電池就可夠它進行5萬次擦除操作,深受環保人士的歡迎

2011年,元太科技推出彩色電子紙的閱讀器,將電子紙的應用提升到一個新的台階。其旗下的子公司川元電子,依靠元太的技術力量大力開發電子紙手錶、電紙書、電子紙廣告、電子紙標籤、電子銀行卡、電子紙公交卡、等相關電子紙應用產品。

5 電子紙 -相關資料


1.http://blog.sina.com.cn/s/blog_5062a30901009feq.html
2.http://blog.sina.com.cn/s/blog_5062a3090100agcp.html
3.http://TBN0.google.cn/images?q=tbn:0TBNboLkWgoJ::oa.it365.com/imagelist/2008
4.http://bbs.mydoo.cn/forum-5-1.html

5.更多信息請瀏覽第一包裝 http://bzjs.a1pak.com/Technology/Answer.aspx?id=13584&fromweb=402&toid=13584

上一篇[橢圓]    下一篇 [雌花]

相關評論

同義詞:暫無同義詞