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                  電子紙原理和電子紙的曆史

                  作者: TouchScreen     時間:2009-11-16     源于:中國觸摸屏網    總點擊:
                  【導讀】:讓人們感到有點意外驚喜的是,電子紙的技術和應用一經突破,其勢頭就呈燎原之態——不僅在報紙、書籍、電腦和顯示器這些理所當然的載體上可以看到它的身影,在一些人們原來不曾想到的地方,電子紙也堂而皇之地出現,並展示了它新鮮、實用、有趣的面貌。

                      電子油墨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。電子油墨由數百萬個尺寸極小的微膠囊構成,直徑與頭發絲相當。每一個微膠囊中含有白色和黑色顆粒,分別帶有正電荷和負電荷,它們懸浮在清潔的液體中。電子油墨薄膜的頂部是一層 透明材料,作爲電極端使用;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,相應位置顯示爲白色;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。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。

                      電子紙和電子墨水的研究開發,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爲了開發電子紙于1997年成立的企業)利用電泳技術發明了電泳油墨(又稱電子墨水),極大地促進了該技術的發展。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。

                      也許你沒有意識到,“電子紙”闖入人們的生活已經有很多年了。比如說,手機SIM卡和地鐵磁卡就是兩種電子紙的具體表現——它們可以被記錄入數據、可以被反複擦寫和讀取。就最基本的特性來說,它們與傳統的紙張沒有什麽不同。事實上,電子紙的最初萌芽就是爲了代替傳統紙張的目的而來。上世紀末,IBM在美國最大的報紙展覽會中展出了一個“電子報紙”模型。技術上,它就是一個“電子矩陣”,與液晶的顯示原理差別不大。在IBM的這個模型中,閱讀夾板中間被嵌入了一個電子顯示層,憑借預先輸入的內容,用戶可以通過這個電子顯示層閱讀各種文字和圖片信息。IBM的這項發明一下子招來了社會各界的關注,許多美國大報的編輯對其表示出了濃厚的興趣。這其中,包括《紐約時報》和《華盛頓郵報》等,而“電子閱讀”則被認爲對報紙、書籍等出版行業具有“劃時代”的意義,因爲在節約印刷成本、可循環使用、縮短新聞發布時間方面,電子報紙具有革命性的改進——“你可以在世界任何地方閱讀任何報紙或只閱讀自己感興趣的專題,而下載的內容會像電台和電視中播出的新聞一樣保持新鮮”。作爲IBM公司的策略設計經理和“電子報紙”模型的核心研發人員,RobertSteinbugler這樣評價他的得意之作。爲了表彰IBM提出的這個思想,《商業周刊》特地爲它頒發了當年的設計金牌大獎。
                    
                      雖然“電子報紙”具有諸多好處,但遺憾的是,由于受到當時網絡條件的限制,IBM的這個“電子報紙”模型最終並沒有真正進入商業操作。但是,這個設計思想被保留了下來。在這以後,以IBM、Eink、Philips、SiPix、Fujitsu、Siemens和Ntera爲代表的公司都在專注于這個領域,希望待時機成熟,自己的産品能夠在第一時間獲得最多客戶的認可,而搶得市場先機。對于這麽多公司熱衷于研究電子紙技術的行爲,國際報業和傳媒印刷組織Ifra的專家Harald·Ritter對此予以了高度肯定。天道酬勤,孜孜不倦的努力終于結出了豐碩的成果。2004年,由Eink和Philips提供技術支持、由Sony生産的世界上“第一本”實際商用的電子書問世,這極大地轟動了整個IT業界。Sony的這本電子書被命名爲LIBRIe,售價4萬日元。其長190毫米、寬126毫米,最薄的地方只有9.5毫米厚,重量爲190克,防反射顯示屏達到4級灰度和800×600的分辨率標准,有10MB的存儲空間(大約能顯示最多1萬頁),2節AAA電池供電,同時支持Sony的記憶棒。爲了使LIBRIe不至于成爲“空中樓閣”,Sony特地爲它開通了TimebookTown租賃服務。LIBRIe的打響頭炮使科學家意識到,電子紙産品的應用環境已經趨于成熟。于是在這之後,Sharp、Toshiba、Panasonic、Hitachi和Fujitsu等日本電子公司紛紛效仿。短短的一年裏,電子書産品突然遍地開花。而在技術上,電子紙也一改以往對比度低、只能顯示黑白文字等缺陷,利用電泳等技術,出現了能顯示彩色漫畫、耗電低、面積大、折疊以後不會使字體變形、像紙張一樣柔軟的産品。

                      人們感到有點意外驚喜的是,電子紙的技術和應用一經突破,其勢頭就呈燎原之態——不僅在報紙、書籍、電腦和顯示器這些理所當然的載體上可以看到它的身影,在一些人們原來不曾想到的地方,電子紙也堂而皇之地出現,並展示了它新鮮、實用、有趣的面貌。 由于電子紙實際上就是一種IC芯片,因此它可以被作爲電子表的表芯。在今年于瑞士召開的鍾表珠寶展覽會“BaselWorld2005”上,精工EPSON就展出了這麽一件令人驚羨的産品——整塊手表就像一張薄紙,可以緊密地貼在手腕的皮膚上,並且可以變幻出漂亮的圖案來。此外,由于電子紙的柔軟性能越來越出色,因此歐盟一些國家的軍隊已經開始考慮用它來制作軍事地圖。與傳統的紙質地圖比較起來,電子地圖不僅更結實耐用,而且電子的特性使它可以達到輸入刷新、存儲、記錄、甚至多媒體的效果。 而在最近大炒的RFID應用中,電子紙也扮演了一個關鍵的角色。例如兩者結合的電子門票的誕生,在最近曝光的幾率就很高。近一兩年來在日本召開的地球環境保護會議以及在中國北京舉行的車展上,都可以見到用電子紙做成的RFID門票的身影。除此以外,電子紙與RFID的結合還體現在醫療中——作爲一家已經開發出RFID彩票和RFID紙片計算機的瑞典公司,Cypak又在最近推出了電子病曆卡以及與之配套的用電子紙包裝的藥片。通過在紙片上事先“印刷”服藥時間、服藥劑量等信息,埋藏于“紙片”中的蜂鳴器會定時提醒病人或者護士。


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