正文
微胶囊型电泳技术。
微胶囊型电泳技术
是通过微胶囊中含正电荷的白色粒子和带负电荷的黑色粒子在透明液体中的上下运动来呈现图像。微胶囊的顶部有一个电极,底部为另一个电极,微胶囊夹于这两个电极之间。当负电场作用于微胶囊时,带正电荷的白色颗粒移动到微胶囊顶部,相应位置显示为白色;如果正电场作用于微胶囊时,则显示黑色。数百万个微米级尺寸的胶囊构成了电子墨水,电子墨水连同顶部和底部的两个电极可以加工做成薄膜状的电子墨水膜。
目前,美国E Ink公司的微胶囊型电泳技术在全球处于相对领先的地位,其研发的微胶囊电子纸显示屏的显示反射率是液晶显示器的六倍,对比度是液晶显示器、纸质报纸的两倍,具有优良的可阅读性;且器件厚度非常薄,一般的TFT LCD 的液晶层厚度约为2 毫米,E Ink 电子墨水膜仅有约0.3 毫米。但是微胶囊电子纸也有一些不足之处,例如电泳液对环境变化敏感,特别是潮湿和温变对器件影响很大;胶囊壁厚且尺寸相对较大,耐磨性差,胶囊易破裂导致分辨率降低。
微杯型电泳技术。
微杯型电泳显示技术是在透明导电薄膜基础材质的基础上制作精密排列的微杯阵列,往微杯阵列中注入含有带电粒子的溶液,通过施加和切换电场使带电粒子在微杯中发生电泳现象,从而实现图像显示。
微杯式技术将带电粒子与电介质液体封装在微杯中,从而将电泳液分隔成细小的独立单元,有效地预防了电泳液外漏和微粒的位移,显示时邻近区域电泳液间不会发生混合串扰,能够较好地解决微胶囊耐磨性差、响应时间慢、胶囊尺寸宽、耐候性差等问题。另外,微杯式结构在造型上具有任意性,因此其具备良好的机械性能(粒子上下运动流畅,阻力较小)和结构完整性,使得显示屏在弯曲、卷曲及受压情况下仍保持优异性能,封装后可被裁减切割为任意尺寸和形状。
胆固醇液晶显示技术。
胆固醇液晶在无电场去向时是平行的,可以通过控制液晶的旋转间距来选择色光进行反射。例如在弱电场情况下,胆固醇液晶呈焦圆锥取向,可以通过透光来维持其状态;如果外加强电场时,就又会返回平行取向。利用电场的变化,便可以控制显示与不显示。胆固醇液晶具有双稳态性,断电后图像仍保持不变,具有很好的省电效果。另外由于该技术由红、绿、蓝三层胆固醇液晶薄膜堆叠而成,通过外界光反射,可以利用不同旋转螺距的旋光剂来实现RGB等颜色,满足未来电子纸彩色化需求。
旋转球技术。
旋转球技术将每半个球分别涂成白与黑的球形微粒子,通过电场控制其方向,由白与黑两种颜色显示出图像。利用硅树脂作为粘合剂将双色粒子涂在基片上,在粒子的周围形成空穴,以特定的液体充电,粒子表面的白色部分为负,黑色部分为正,在两色之间便呈现出不同电荷而形成偶极子。若以负电荷加在这张纸板的表面,粒子便会旋转,使黑半球朝上;如果以正电荷加在纸板表面,白半球便朝上,从而可以显示图像。
电子粉流体技术。
电子粉流体技术的显示原理与电泳技术相似,也是利用电场来疏通微粒显示图像或文字。不同的是微粒采用纳米级的树脂颗粒,具有像流体一样的疏通特性,故而称之为电子粉流体。
电子纸生产具有较高的技术壁垒。一般地,高质量显示的电子纸由20多层材料组成,每层材料由数百万微胶囊组成,这些微胶囊直径仅为头发丝直径的三分之一,而微胶囊中又含有10万个纳米粒子。为寻找这些材料中的最佳组合,20多层材料组成电子纸的过程犹如进行随机组合搭配,只有这二十几层材料每层都组合正确的情况下才能实现正常显示。索尼、佳能、三星这些国际大公司,曾组建庞大的研发团队潜心研究,但最终都因没有做出高性价比的产品而先后放弃。电子纸技术历经40多年的研发与生产,终于在2008 年得以大量生产,且电泳显示技术是目前唯一实现量产的电子纸技术。目前在电子纸行业中能够量产电子墨水膜的企业有两家:一家是中国台湾的元太科技,另一家是中国大陆的广州奥翼电子科技股份有限公司。
元太科技工业股份有限公司
元太科技成立于1992年,起初为一家TFT LCD制造厂。随着数字内容的发展,新兴显示屏--电子纸的概念应运而生,元太科技洞悉电子纸的未来发展,率先投入电子纸的研发、生产,并于2005年并购飞利浦电子纸事业部,从而成为全球最大的电子纸生产、制造厂。之后在2009年并购美国生产电子墨水关键技术的E Ink公司,并在2012年购买拥有微杯式电子显示技术的友达集团旗下达意科技100%股权,由此完成了电子纸业务的布局。
元太科技凭借其领先的技术、精良的产品以及成熟的量产能力,多年来已经为亚马逊、索尼、汉王、邦诺等知名企业持续且稳定地供货。目前元太科技的电子纸在全球市场占有率高达90%以上。
广州奥翼电子科技股份有限公司
广州奥翼电子科技股份有限公司成立于2008年,位于广州市南沙自贸区,由国家“千人计划”特聘专家、广东省创新领军人才陈宇博士率领他的海外归国团队创办,先后获得了软银赛富、融捷投资、富士康、成都工投等著名投资机构的投资。公司作为全球两家电子纸显示器供应商之一,也是大陆唯一一家掌握了纳米电泳电子纸技术并能够批量生产的公司。公司基于“微胶囊电泳显示原理”自主研发的赛伦纸TM技术是一种世界领先的电子纸显示技术,目前已经实现大规模量产,并被广泛应用于多个领域和产品中。
特别地,2016年4月广州奥翼与重庆墨希科技经过历时一年的联合研制,成功研发出全球首款石墨烯电子纸。石墨烯电子纸可与柔性或刚性驱动底板相结合,制作出刚性石墨烯电子纸显示屏和超柔性石墨烯电子纸显示屏。与传统的电子纸相比,石墨烯电子纸具有以下优点:(1)弯曲能力更强,强度更高,进一步拓宽了电子纸显示屏的应用,非常适合应用于穿戴式电子设备以及物联网等需要超柔性显示屏的领域;(2)通常ITO薄膜采用稀有金属铟,不但价格昂贵而且存储量少,有短缺风险,采用石墨烯不但能降低产品成本,而且石墨材料取之不竭;(3)由于石墨烯材料的透光率高,用它做电子纸显示的亮度更好。