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电子墨水
阅读:7573时间:2010-11-07 17:00:51

  电子墨水是一种比传统墨水先进很多的新技术,它在通电时可以改变颜色并且可以显示变化的图像。

  在电子墨水概念诞生后的很多年中,工程师们开发了很多种制造电子墨水的方法。由Nick Sheridon在施乐公司开发的Gyricon电 子墨水诞生于上世纪七十年代,大体上是包含一层微笑的塑料珠子的柔韧的塑料薄板,每一个小珠子都被封装在微小的油囊中,成悬浮状态,这样每一个小珠子在塑 料板中都可以随意的旋转。小珠子的每个半球有不同的颜色和相异的电荷。当背板对珠子施加电场后,小珠子受力转动,这样就形成了双色的图案了。当然Gyricon电子墨水也存在限制,亮度相对较低,分辨率难以提高,并且缺少色彩。作为电子墨水技术的鼻祖,Gyricon电子墨水现在仍旧不断在改进以解决上述问题,但随之而来有越来越多的厂商看好电子墨水的前景,近年来也开发出其它改良型的设计。

原理

  电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”,封装了带有负电的黑色颗粒和带有正电的白色颗粒,通过改变电荷使不同颜色的颗粒有序排列,从而呈现出黑白分明的可视化效果。省电是电子书的一大特性,文字刷新以后,会长期停留在屏幕上,阅读的时候电池可以取掉。换句话说,电子书在阅读的时候不耗电,只有在翻页刷新的时候才耗电,所以电池寿命会很长。

  对肉眼看来电子墨水像一瓶普通墨水,但悬浮在电子墨水液体中有几百万个细小的微胶囊。每个胶囊内部是染料和颜料芯片的混合物,这些细小的芯片可以受电荷作用。为了能看见电子墨水的微胶囊,可以把它想象成清晰的塑料水球。水球内包含几十个乒乓球,水球内充入的不是空气而是颜料水。如果从顶部看水球,我们可以看到许多白色乒乓球悬浮在液体中,于是水球看起来呈白色。从底部看水球,你只不过看到的是颜料水,于是水球看起来呈黑色。如果你把几千个水球放到一个容器,并使这些乒乓球在水球的顶和底之间运动,你就能看到容器在改变颜色。这就是电子墨水工作的基本原理。事实上这些水球是100 微米宽的微胶囊。在1平方英寸,大约包含10万个微胶囊。如果在一页纸上打印电子墨水,则一个句子包含30多个微胶囊。

应用

  电子墨水的个产品是大面积Immedia显示。Immedia 显示可以用在文本信息必须递送给大量观众的地方,例如另售商店、银行、贸易展览,午台等。Immedia显示具有柔性电子显示象纸上墨水一样的阅读能力,使它可发展成独特大的显示工业,Immedia显示可以和传播消息链的其它字符信息联网,允许触键将待提交的所有字符信息送到网上。个Immedia显示是在1999年5月3日麻省的Marlborough JCPenny百货店展示,并有几个大公司试验过。Immedia显示在2000年初可以购到。

  今天Immedia仅能显示蓝底白字。实验室的努力工作已能演示黑底白字,红底白字和绿底白字。下一阶段支持任一双色组合的颜色,全彩色能力也在开发中。电子墨水具有今日正在用的打印墨水相同的性质。用同样的打印工艺,可把电子墨水打印到纸上,甚至用相同的设备,也可用电子墨水在传统墨水永不能打印的地方产生电子显示。

  电子墨水相对其它显示工艺很大优点是低功耗。用电子墨水产生的一个显示,可保持图像达几周,并不需要附加的功率输入,并且当需改变显示的图像仅需少量功率。其它显示工艺为保持一个图像需用恒定电源供电。Immedia显示仅耗0.1瓦功率,这意味着100瓦的灯光的能量可供给1千个Immedia显。
 世界上款电子墨水手表     采用电子墨水技术的显示器
      世界上款电子墨水手表              采用电子墨水技术的显示器

优点

  电子墨水有许多优点,包括易读性,柔性,易廉价制造和低功耗。与其它显示技术相比,电子墨水的反射率和对比度较佳。看起来它们像纸上的墨,是人们阅读和处理时感觉很舒服的媒休。在亮光包括直射阳光下,其它显示材料感觉有些淡而难以阅读。相反基于电子墨水的显示才真正容易看和读。

  因为电子墨水是柔软的,它可以用到原先显示技术必须要用到刚劲坚硬和平的表面所不能用的地方。电子墨水可以用到纸上,产生柔性书和报纸一样的显示效果。它也可以打印到布上,或者打印到类似手机和其它电器非平面的奇形怪状的表面。

  ,电子墨水不同于其它显示工艺能保持图像达数周,而且不耗费任何额外的电能。用其它显示技术,一旦图像可以停留在一处,并不需要额外的功率输入。

发展前景

  电子墨水可以用在现在显示所用的任何地方,而且更多的地方。电子墨水代产品将把大面积字符用在另售店、药店、银行和联络顾客的相同商店。明年以后,基于电子墨水显示将开始出现在包括手机、PDA、寻呼机和数字钟表等电子器件。与平板显示器相比,电子墨水有较大的优点,良好的阅读能力,更灵活的设计,低功耗和低制造价格。电子墨水可以打印到多种表面,包括纸和纤维。由于它的柔性,电子墨水开拓了弯曲面显示的新市场。例如:更多的电子设备设计采用手持器件,电子墨水可以廉价和方便地打印到用户界面的器件上。可以想象一个咖啡壶,当咖啡温度低于你喜欢的温度,该界面的变色来告诫你,或者当TV遥控器的电池不足时,它会转成红色。未来,用电子墨水打印的纸,可以排版自己,所以单页纸可以用作很大信息的活动显示。

  这种产品市场巨大,不仅电子墨水有能力替换成千上万种打印纸用在仓库字符显示直到报纸,它也有潜力用到以前显示从未可能用的地方。因为电子学已进入到日常生活,其关键是能与用户通讯。基于电子墨水的显示能真正地打印到电具和电器,所以它是理想的通讯媒体。

E-ink

    EInk公司开发的电泳电子墨水是典型的一种电子墨水。电泳电子墨水内包含数百万的微胶囊,每个微胶囊的直径大概在100微米左右,和我们成人头发截面直径相当。每一个微胶囊中主要成分透明液体,其中承载着大量的白色带负电的颗粒和黑色带正电的颗粒。当向电泳“前面板”施加负 电场后,所有的白色微粒移动到微胶囊顶部,这时呈现给读者的就是一个白色的点,而黑色的微粒全部沉到了微胶囊的底部,在阅读者眼中就消失了。当施加正电 场、黑色的微粒会移动到顶部,白色微粒沉底,就形成了黑色的文字或者图像。电泳电子墨水有着自己的技术特色,在亮度和分辨率指标上,它比基于Gyricon电子墨水技术,但是在某一方面它们的缺点却是一致的,就是单色呈现技术,无法呈现色彩。为了获得色彩显示能力,EInk公司联合日本凸版印刷公司,为电子纸张开发相应的彩色滤光片。
E-ink电子墨水技术原理图示
E-ink电子墨水技术原理图示             

  电泳电子墨水的另一个缺陷在于它的低刷新率,使得该技术不适合显示动画以及视频等动态内容。这也是由于在电场下颜色微粒从微胶囊一端移动到另一端仍需要花费一定时间,画面切换缓慢导致的。

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