電子紙顯示器技術現狀與發展趨勢

關于電子紙顯示器技術現狀與發展趨勢

　　1電子紙技術

　　電子紙又叫數字紙，是在傳感器基礎上衍生出的一種新產品，在未來市場中具有一定潛力。電子紙兼具傳統紙張以及電子器件的功能，因此對于習慣使用傳統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。數字化、多樣化的視覺效果。相比于傳統紙張，電子紙成本稍高，這也是電子紙相比于傳統紙張不足之處。電子紙的優點主要有：能夠顯示即時信息;同當代先進數字技術連接，具有較大的信息容量;可在不做繁瑣處理的情況下反復多次使用;生產過程不需消耗大量自然資源;穩定性強。

　　2當前電子紙技術原理以及基本類型

　　電子紙技術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一段時間，因此在撤銷電場后電子紙上顯示的數字并不會立即消失，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、微膠囊電泳顯示器、色粉顯示板、微壓模電子紙等。

　　2.1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體材料組成的電泳顯示器。納米半導體材料對量子以及電子水平有較強依賴性，當材料粒子半徑越小時其帶寬越窄，所產生的熒光波長越短，并且當粒子半徑不同的粒子聚集在一起時，由于波長不同會導致顏色向半徑較大粒子移動，從微觀上來看就是小粒子發出高能熒光，大粒子發出低能熒光，根據這一原理便能夠實現將多種類型粒子集中于同體系中以實現不同顏色的顯示。當納米粒子電泳顯示器中納米材料均勻分布與同一體系中時會表現出一種特有的光學特性，電泳顯示器中納米材料聚集于某一區域時會表現出另一種光學特性。這兩種光學特性的改變可通過對電場進行調控來實現，且電泳顯示器當前只能夠顯示這兩種光學特性。

　　2.2微膠囊電泳影像顯示器

　　普通電泳顯示器具有穩定性差、粒子易出現沉降、凝結等缺點，并且伴有偶發性反應速度緩慢、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，粒子僅能夠在該范圍內運動，因此使得電泳顯示更加穩定;膠囊直徑均小于30um，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，從而實現毫米級顯示厚度;對電泳調節方式采用電壓調節，以此實現灰度等級控制;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，性能穩定，經歷千萬次切換實驗仍就不會出現衰退現象。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，源電路結構仍舊有待完善等。

　　2.3色粉顯示板

　　色粉顯示板由日本千葉大學研制出來，其原理是在帶有氧化銦錫（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電性能材料組成，其中白色粒子主要由易滑動的氟化碳粒子構成。色粉顯示板具有視角寬、反應速度快、反射率高、圖面清晰等優點，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，若需實現彩色顯示需進行結構上的改變，加入彩色過濾器，目前仍舊處于研究階段。

　　2.4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，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構部分，原理上同微膠囊電泳影像顯示器類似，僅在生產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，此過程中會形成有規律的細胞狀微孔，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，并將整體結構放置于硅底板，利用硅底板控制驅動。該種顯示方式相比于微膠囊有更加穩定的結構，且通過有規律的液體及粉末移動便可實現彩色顯示，具有一定量產性。

　　3電子紙顯示器發展趨勢

　　電子紙顯示器已經取得一定進步，隨著科學技術的發展并將在未來取得更多成果。針對電子紙顯示器當前發展中存在的不足以及未來發展需求，未來電子紙顯示器發展趨勢如下：

　�。�1）具有印刷與復印功能，不僅能夠反復適應復印紙，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、手表等顯示設備的標牌以及展板等。

　�。�3）用于課堂教學，例如當前各學校使用的電子白板就屬于電子紙技術發展的衍生物。教師可以在電子紙上進行演練，提高教學效率。

　�。�4）電子紙無線接收系統，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）逢年過節的電子賀卡等。

　　電子紙顯示技術未來發展趨勢主要是針對當前電子紙顯示器技術現有問題進行完善，并結合人們對普通紙張學習習慣，對日常生活中人們紙張使用習慣電子化，既保留人們使用紙張的習慣，同時也賦予其電子紙顯示功能，未來發展強趨勢就是建立在此基礎上的探究行為。當前電子紙技術已經取得一定成效，但從電子紙技術向正常使用過度仍舊需要經歷一段時間，克服應用過程中存在的問題。在科學技術的推動下，未來數年內必將出現電子紙產品上市的情況，人們日常生活會在電子紙影響下更加便捷。

　　4結束語

　　科學技術不斷發展為電子紙奠定堅實基礎，當前平板顯示技術已經普及，考慮到未來顯示技術必將建立在不改變人們現有使用習慣的基礎上網更加便捷、高效、迅速的方向發展，電子紙技術必將在未來得到廣泛使用。當前電子紙技術已經取得一定成效，但距離普及使用仍舊有一段距離，在人們需求的推動下電子紙顯示技術必將會取得長足進步并最終成為人們生活中的重要助手。

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