电子纸技术的应用前景和当前技术状态

gyricon和e-ink电子墨水技术结构比较图示
eink公司开发的电泳电子墨水，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电子墨水技术优秀，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
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。
入射光线包括阳光或者荧光灯光线、最底层为光吸收层，从下至上分别为rgb反射层；一种实现电子纸张完全不同的技术方案是“胆甾醇类液晶”方案（chlcd），目前已知开发该项技术的公司有ｉｂｍ、philips、hp 以及 fujitsu，目前已经有能实际工作的演示样机。chlcd方案的技术基础是目前我们熟悉和已经广泛应用的液晶显示器（ｌｃｄ），通过对螺旋状的液晶分子加载电流改变其水平或者处置，阻碍背光通过。
chlcdq驱动电子纸张结构，配合滤光片可实现真彩色
还有一种具有潜力的开发先进彩色电子纸张的技术是由ｔｆｏｔ最近才发布的光子晶体ｐ－ｉｎｋ技术，具体原理请见专门文章论述。
多数分析家认为ｃｈｌｃｄ技术将会是未来１０年内会在电子纸张技术中居统治地位。这一结论是建立在目前已经高度成熟的ｌｃｄ产业基础之上的，而且从技术特性上来说，ｃｈｌｃｄ技术也几乎是为电子纸实现量身定做的：可以卷曲的柔性特性、最薄０．８毫米的超薄厚度，重量轻，双态稳定特征，保持图像时不产生能耗，而且换图像时能耗也非常低，良好的亮度、对比度和分辨率特征。以及鲜艳的色彩和相当好的刷新率保证动画甚至视频播放性能。
不会主动发光的电子纸 21世纪头十年最大热门
电子纸技术对今天大多数人来说仍旧陌生，不过这项技术历经35年的发展后，已经酝酿着一场对传统阅读、协作以及学习方式的巨大改变—就像一些专家们评价的那样，电子纸张技术将是15世纪印刷术诞生后最伟大的发明。“使用柔性材料制造，只需要非常低的能量消耗、制造成本低廉、最重要的是人们能够简单方便的进行阅读！”科学家及产业界目前对电子纸张这种显示技术报以深切希望，甚至有专家预言——“在未来十年内，电子纸张配合存储芯片能够装下整个图书馆，电子纸张介质也将让绝大多数印刷报刊成为历史”。本文将从电子纸张的历史说起，和广大网友一起来了解“电子纸张”这项足以促成第二次传递文明方式革命技术的原理，技术现状及美好的未来。
电子纸张技术和我们现在已经广泛应用的lcd液晶技术以及未来的oled、有机el显示有什么不同呢？简单的说后三种包括crt在内都是一种主动发光技术，靠显示设备自身产生光线，无论是crt上电子轰击荧光物质发光，还是lcd背光灯管主动发光，都符合“自身发光”的原理，是电能到光能的转化需要耗费能量的，而且这样产生的亮度和环境光没有多大关系。如此以来就可能产生这样的结果，在黑暗的地方，可能液晶屏幕显得亮度刺眼，而在室外光线环境下，液晶屏幕背光被环境光压制几乎不可读，这些都是“自发光技术”很难处理的问题。为什么电子纸技术被称为“e-paper”呢？答案就是电子纸张自身并不发光，它是通过反射环境光到读者眼中达到显示目的的，由于这一显示原理和传统印刷品几乎相同，人的视觉感知结果如纸张印刷品类似，所以“e-paper”称呼这种技术是名至实归了。
这位先生在正专心阅读，他手中的“电子书本”完全符合传统书籍的阅读方式
精工限量版本手表，上图上黑色背景的图案就是由表上卷曲的电子纸显示出来的，图像可以实现存储任意切换，每次见到都是不同风格。
采用电子纸张作显示屏的媒体播放器和电子书 因为电子纸张是反射外界光线到读者眼中，外界强烈的日光并不影响显示效果，我们依旧能从e-paper清楚查询冠军杯的比赛详情。
电子纸之历史篇—e-paper之父nick sheridon访谈
在上个世纪七十年代，施乐（xerox）的palo alto 研究中心（简称parc）是毫无争议的全球创新技术研发中心。现在计算机的很多原形设计和概念都诞生自这里，比如鼠标、激光打印机、以太网、gui图形操作界面、多色计算机图形卡以及众多的计算机语言。而在这些众多技术突破中，有一项技术几乎被埋没，这就是由parc研究人员nicholas k. sheridon在1974年发明的“gyricon”电子墨水技术，当时是为了施乐的alto个人电脑研发的全新显示技术，而这项技术最终没有得到产业化，却鬼使神差的奠定了现代电子纸张技术的基础。
时隔近35年，国外媒体同行tfot采访了nicholas k. sheridon，当然关注的重点就在于“gyricon”这项意义深远的发明。
e-paper之父nick sheridon
q：当时的研发工作是怎样开始的？
a：在上世纪60年代末70年代初，施乐xerox parc开发并力图说服施乐的管理层认识到代号为“alto”的个人电脑开发计划，但是它们并没有获得管理层理解而流产了。要知道“alto”是世界上第一部办公和字处理电脑，无论哪一方面都可以称作惊世骇俗，承前启后了，甚至说在即便是后来的mac和ibm兼容机有很多技术追求还达不到“alto”的高度。在当时施乐parc研发人员眼中，即便是当时最好的阴极射线管显示器(即crt)，他们也并不满意其显示器效果——亮度不够，对比度差，人们只能在较暗的房间里面使用电脑，必须拉上窗帘，关上灯，这太不方便了。于是几名parc的科学家们就开始探索研究更好的显示器技术，能解决在明亮光线环境下工作的设备。于是乎，我就发明了由无数滚动球构成的“gyricon”显示技术，而小组的另外的同事的工作成果是电泳显示器，而这项技术在当时还解决不了寿命问题就放弃了。
gyricon技术经过一定时间的研究取得阶段成果，也进行专利申请，可就在这个时候我们parc和施乐管理层在理念上发生了冲突，它们高度评价了这个在显示器方面的研究，然后却说施乐并不是一家显示设备制造公司，在这时我明白了，我们研究人员寄予高度希望的alto个人电脑在施乐公司是永远开发不出来的，作为parc的研究人员我们只能顺着公司的思路，停止了“gyricon”电子墨水的开发，继而进行施乐传统业务复印机/打印机技术的研究组织日本厂商在这些业务上对我们的蚕食。之后我又发明了基于离子放射照相法技术的打印机，这后来变成了施乐一项非常重要的产品，带来了1.5亿美元的收入。之后我又开发出了业界第一款结合打印机、复印机扫描仪以及传真的一体机产品，但是这项设计被施乐的管理层取消了。在今天看来，我只能说施乐当时的领导层是难以置信的短视，就当时的施乐来说，它本应该有无数的机会在新兴产业上有所作为，但是都被放弃了，那时的施乐并不缺钱，它有足够的资金招揽顶级专家们组成当时世界一流的科研机构parc，但是施乐的管理层认准了复印机一条道跑到黑，也注定了未来施乐帝国的衰落。
q: e-paper是如何诞生的?
a:我真正意识到电子纸张作用是在1989年。早在施乐parc任职的时候，我们就认为无纸化办公的出现必定会替代传统的打印和复印过程，纸张介质呈现的文档最终会被各种个人电脑的显示终端替代。但和我们预计的不同，无纸化办公时代并没到来，相反个人电脑的大量使用使得

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