電子油墨
發(fā)布時間：2024-06-13 點(diǎn)擊：168
2002年1月，e ink公司宣布，由e ink公司、toppan公司、philips公司聯(lián)合開發(fā)了一種世界上最薄的、可刷新的、可攜帶的類紙式陣列式顯示媒體─電子油墨顯示媒體材料。該材料只有信用卡一半厚，其重量和厚度都不到傳統(tǒng)lcd的二分之一。這種顯示材料具有良好的柔性，能以高分辨率顯示彩色信息，特別適應(yīng)移動顯示和方便攜帶。該材料的核心技術(shù)就是電子油墨技術(shù)，其用於顯示信息的基本單元就是電子油墨。
如圖1，電子油墨經(jīng)印刷涂布在經(jīng)處理的片基材料上的一種特殊油墨，其直徑只有頭發(fā)絲大小，由微膠囊包裹而成。在一個微膠囊內(nèi)有許多帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子，正、負(fù)電微粒子都分布在微膠囊內(nèi)透明的液體當(dāng)中。當(dāng)微膠囊充正電時，帶正電的微粒子聚集在朝觀察者能看見的一面，這一點(diǎn)顯示為白色；當(dāng)充負(fù)電時，帶負(fù)電的黑色粒子聚集在觀察者能看見的一面，這一點(diǎn)看起來就是黑色。這些粒子由電場定位控制，即該在什么位置顯示顏色是由一個電場控制的，控制電場由帶有高分辨率顯示陣列的底板產(chǎn)生。
圖1電子油墨微膠囊呈色示意圖
類紙陣列式電子油墨顯示媒體工具的制造工藝可分為：
1.電子油墨的涂布
首先，將電子油墨均勻地印刷到能導(dǎo)電的透明塑料片基上。即將微膠囊色粒子懸浮分散在液體介質(zhì)中，形成通常意義上的油墨，再用絲網(wǎng)印刷方法印刷到塑料片上。
與塑料片一樣，各種表面例如纖維、玻璃、甚至紙等都可成為電子油墨的基材，形成信息的顯示媒體，擴(kuò)大信息的媒介范圍。
2.將印有電子油墨的塑料片黏貼到一張底板上
黏貼時先在塑料片上涂布一層膠黏劑，再用一碾壓輥碾壓，讓塑料片均勻地與底板黏緊。形成帶電子油墨的前置碾壓板（fpl）。底板帶有高分辨率顯示陣列，其電路系統(tǒng)由顯示軟件控制，用來形成由像素組成的圖文。整個制造流程示意圖可參見圖2。
圖2電子油墨fpl板生流程及結(jié)構(gòu)
類紙陣列式電子油墨顯示材料現(xiàn)在還沒有正式的?品，e ink公司估計(jì)回在2004年正式推出實(shí)用品。
類紙陣列式電子油墨顯示材料特點(diǎn)具體表現(xiàn)在：
1.顯示分辨率高，可以以任意分辨率來顯示信息，最佳分辨率是125ppi。
2.顏色數(shù)多，圖像質(zhì)量穩(wěn)定。彩色的電子油墨顯示工具可顯示4096種顏色。
3.能耗低。
和以前方便閱讀的顯示技術(shù)lcd、led相比，電子油墨的能耗要低很多。如圖3，是幾種顯示媒體的能耗比較圖，可以看出，電子油墨在能耗方面非常少，這直接導(dǎo)致電子油墨顯示可使用小電池，從而使顯示媒體更輕更薄，并有較低價格。
圖3個種顯示媒體能量消耗
這種電子油墨顯示媒體的能耗之所以低的原因有：
它是一種完全反射閱讀介質(zhì)，不需要背景燈光；不像電腦顯示器及l(fā)cd等顯示媒體，是由光來表現(xiàn)圖文信息的，而光的產(chǎn)生需靠電能進(jìn)行。
一旦電子油墨被顯示在顯示板上，它們將使信息內(nèi)容保持穩(wěn)定的顯示狀態(tài)，直到下一個顯示頁面的更新。而電腦顯示及l(fā)cd等顯示媒體要保持頁面信息的穩(wěn)定顯示，需要不斷地供給電能，以便發(fā)射顯示需要的光。這樣，電子油墨的優(yōu)勢在於它消耗的電能不是顯示時間的多少，而是頁面更新的次數(shù)。
4.類紙性，可閱讀性強(qiáng)
我們知道，最佳的閱讀媒體是紙，因?yàn)樗峭ㄟ^反射光線來顯示圖文的，可以在較廣泛的光照條件下及較大角度范圍內(nèi)閱讀。類紙陣列式電子油墨顯示工具的呈色介質(zhì)和紙印刷品的呈色介質(zhì)都是油墨，并且其底色也顯示白色，閱讀時也不靠直接發(fā)光體顯示顏色，這些條件和紙閱讀材料基本上是一樣的。因此，同紙一樣具有較好的閱讀性。
閱讀時判斷閱讀性好壞可用顯示白色狀態(tài)的反射率和圖文反差來評價。白色狀態(tài)的反射率反映了和標(biāo)準(zhǔn)白色相比反射到人眼的光線強(qiáng)弱；而圖文反差則表現(xiàn)了人眼分辨圖文的難易。實(shí)驗(yàn)證明，類紙陣列式電子油墨顯示工具的這兩項(xiàng)指標(biāo)和紙印刷品較接近，比lcd、led要高出許多。具體數(shù)值見表1。從表中還可看出，類紙陣列式電子油墨顯示工具的反差比報(bào)紙還要高。
表1顯示媒體的反射率及反差的比較
測量條件是：光線直接從頭頂以45°照射在顯示媒體上，測量角度為0°，相當(dāng)於讀者直接閱讀的狀態(tài)。
5.結(jié)實(shí)，易攜帶，不易破碎
由於不使用玻璃材料作顯示面板，取而代之的是具柔軟性和韌性的塑料類材料，使這種顯示媒體更結(jié)實(shí)，也使之具有良好的攜帶性，能像書一樣隨處攜帶和閱讀。
6.閱讀信息方便
由於攜帶方便，又不消耗很多電能，這種電子油墨顯示媒體可像書一樣在普通的餓日光條件下就能閱讀，用者可隨時隨地閱讀信息。
7.輕、薄
和液晶顯示lcd相比，電子油墨顯示媒體要薄、輕許多。如圖4，典型的lcd是由一層薄的液晶層夾於兩層玻璃之間，兩層玻璃每層有0.7mm厚，加上兩層極化濾波薄膜緊貼人在玻璃上，兩層薄膜約0.5mm厚，這樣，最終得到的lcd板，厚度至少有2mm。加之使lcd發(fā)光顯示的電路部件，便會更厚、更重。
圖４典型的lcd結(jié)構(gòu)
如圖2，電子油墨顯示媒體由於不使用玻璃材料，其厚度將少於0.5mm，有可能只有0.3mm厚。其重量也因此有極大的減低。
電子油墨顯示媒體的用途如下：
電子出版物的閱讀器，用於書、報(bào)、刊物的下載和閱讀。
可以用於移動電話的顯示面板。
機(jī)器、儀器的顯示面板。
公共場所公告、廣告牌。
戶外廣告牌。
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如圖1，電子油墨經(jīng)印刷涂布在經(jīng)處理的片基材料上的一種特殊油墨，其直徑只有頭發(fā)絲大小，由微膠囊包裹而成。在一個微膠囊內(nèi)有許多帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子，正、負(fù)電微粒子都分布在微膠囊內(nèi)透明的液體當(dāng)中。當(dāng)微膠囊充正電時，帶正電的微粒子聚集在朝觀察者能看見的一面，這一點(diǎn)顯示為白色；當(dāng)充負(fù)電時，帶負(fù)電的黑色粒子聚集在觀察者能看見的一面，這一點(diǎn)看起來就是黑色。這些粒子由電場定位控制，即該在什么位置顯示顏色是由一個電場控制的，控制電場由帶有高分辨率顯示陣列的底板產(chǎn)生。
圖1電子油墨微膠囊呈色示意圖
類紙陣列式電子油墨顯示媒體工具的制造工藝可分為：
1.電子油墨的涂布
首先，將電子油墨均勻地印刷到能導(dǎo)電的透明塑料片基上。即將微膠囊色粒子懸浮分散在液體介質(zhì)中，形成通常意義上的油墨，再用絲網(wǎng)印刷方法印刷到塑料片上。
與塑料片一樣，各種表面例如纖維、玻璃、甚至紙等都可成為電子油墨的基材，形成信息的顯示媒體，擴(kuò)大信息的媒介范圍。
2.將印有電子油墨的塑料片黏貼到一張底板上
黏貼時先在塑料片上涂布一層膠黏劑，再用一碾壓輥碾壓，讓塑料片均勻地與底板黏緊。形成帶電子油墨的前置碾壓板（fpl）。底板帶有高分辨率顯示陣列，其電路系統(tǒng)由顯示軟件控制，用來形成由像素組成的圖文。整個制造流程示意圖可參見圖2。
圖2電子油墨fpl板生流程及結(jié)構(gòu)
類紙陣列式電子油墨顯示材料現(xiàn)在還沒有正式的?品，e ink公司估計(jì)回在2004年正式推出實(shí)用品。
類紙陣列式電子油墨顯示材料特點(diǎn)具體表現(xiàn)在：
1.顯示分辨率高，可以以任意分辨率來顯示信息，最佳分辨率是125ppi。
2.顏色數(shù)多，圖像質(zhì)量穩(wěn)定。彩色的電子油墨顯示工具可顯示4096種顏色。
3.能耗低。
和以前方便閱讀的顯示技術(shù)lcd、led相比，電子油墨的能耗要低很多。如圖3，是幾種顯示媒體的能耗比較圖，可以看出，電子油墨在能耗方面非常少，這直接導(dǎo)致電子油墨顯示可使用小電池，從而使顯示媒體更輕更薄，并有較低價格。
圖3個種顯示媒體能量消耗
這種電子油墨顯示媒體的能耗之所以低的原因有：
它是一種完全反射閱讀介質(zhì)，不需要背景燈光；不像電腦顯示器及l(fā)cd等顯示媒體，是由光來表現(xiàn)圖文信息的，而光的產(chǎn)生需靠電能進(jìn)行。
一旦電子油墨被顯示在顯示板上，它們將使信息內(nèi)容保持穩(wěn)定的顯示狀態(tài)，直到下一個顯示頁面的更新。而電腦顯示及l(fā)cd等顯示媒體要保持頁面信息的穩(wěn)定顯示，需要不斷地供給電能，以便發(fā)射顯示需要的光。這樣，電子油墨的優(yōu)勢在於它消耗的電能不是顯示時間的多少，而是頁面更新的次數(shù)。
4.類紙性，可閱讀性強(qiáng)
我們知道，最佳的閱讀媒體是紙，因?yàn)樗峭ㄟ^反射光線來顯示圖文的，可以在較廣泛的光照條件下及較大角度范圍內(nèi)閱讀。類紙陣列式電子油墨顯示工具的呈色介質(zhì)和紙印刷品的呈色介質(zhì)都是油墨，并且其底色也顯示白色，閱讀時也不靠直接發(fā)光體顯示顏色，這些條件和紙閱讀材料基本上是一樣的。因此，同紙一樣具有較好的閱讀性。
閱讀時判斷閱讀性好壞可用顯示白色狀態(tài)的反射率和圖文反差來評價。白色狀態(tài)的反射率反映了和標(biāo)準(zhǔn)白色相比反射到人眼的光線強(qiáng)弱；而圖文反差則表現(xiàn)了人眼分辨圖文的難易。實(shí)驗(yàn)證明，類紙陣列式電子油墨顯示工具的這兩項(xiàng)指標(biāo)和紙印刷品較接近，比lcd、led要高出許多。具體數(shù)值見表1。從表中還可看出，類紙陣列式電子油墨顯示工具的反差比報(bào)紙還要高。
表1顯示媒體的反射率及反差的比較
測量條件是：光線直接從頭頂以45°照射在顯示媒體上，測量角度為0°，相當(dāng)於讀者直接閱讀的狀態(tài)。
5.結(jié)實(shí)，易攜帶，不易破碎
由於不使用玻璃材料作顯示面板，取而代之的是具柔軟性和韌性的塑料類材料，使這種顯示媒體更結(jié)實(shí)，也使之具有良好的攜帶性，能像書一樣隨處攜帶和閱讀。
6.閱讀信息方便
由於攜帶方便，又不消耗很多電能，這種電子油墨顯示媒體可像書一樣在普通的餓日光條件下就能閱讀，用者可隨時隨地閱讀信息。
7.輕、薄
和液晶顯示lcd相比，電子油墨顯示媒體要薄、輕許多。如圖4，典型的lcd是由一層薄的液晶層夾於兩層玻璃之間，兩層玻璃每層有0.7mm厚，加上兩層極化濾波薄膜緊貼人在玻璃上，兩層薄膜約0.5mm厚，這樣，最終得到的lcd板，厚度至少有2mm。加之使lcd發(fā)光顯示的電路部件，便會更厚、更重。
圖４典型的lcd結(jié)構(gòu)
如圖2，電子油墨顯示媒體由於不使用玻璃材料，其厚度將少於0.5mm，有可能只有0.3mm厚。其重量也因此有極大的減低。
電子油墨顯示媒體的用途如下：
電子出版物的閱讀器，用於書、報(bào)、刊物的下載和閱讀。
可以用於移動電話的顯示面板。
機(jī)器、儀器的顯示面板。
公共場所公告、廣告牌。
戶外廣告牌。
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