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出版日期:2001-01-08 总期号:988 本年期号:03

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解密“电子纸”



  近年来, PC的广泛应用和网络的普及,在很大程度上改变了人类传统的阅读方式,然而由于人们的阅读习惯,纸张依然是传播信息的重要载体。但是,一种既可以像连在网上的电脑一样,可随时随地更新内容、查阅大量信息,又可以像普通报纸一样携带方便、随意折叠的“纸张”,长期以来一直是许多人的梦想。

  世纪之交,“电子纸”的问世,使我们看到了这一天离我们已经不再遥远!

  所谓“电子纸”(electronic paper),是一种薄而柔软的纸状物,表面看起来与普通纸张十分相似,实际上却有天壤之别。它是一种新型的可重复利用的电子显示设备,和电脑显示屏很相似,但更易于携带,厚度和重量都像纸一样,拥有几乎完全一样的柔韧性。

  电子纸的原理是在“纸”的中间充填无数微小的可以感应电荷的胶囊,凭着这些胶囊将文字和图像呈现出来。这种“纸”是一种透明的塑料薄膜,在其中数以百万计的微小胶囊被置于注满油的小孔中,并可以自由转动。每一个胶囊都分为两个半球,每个半球上充满了亮色或暗色染料,它们在电流下旋转,使得观看者只能看到其中的一面。当在不同的电子流的刺激下,这些染料会反映出不同的色彩。

   这种电子纸在现代纸张使用的许多领域都很适用,不仅可以显示和编辑文本及图形,还能够即时更新信息。它的生产成本比采用硅工艺制造的LCD要低得多,并且在成像以后几乎不消耗能源。辅以特殊的配件,它将和当前的计算机技术兼容,消费者能够像在传统纸张上打印文件一样,将文件打印在电子纸上。


  “电子纸”结构图


  各“家”各样的“纸”


 美国朗讯,E Ink:“电子纸”原型

  美国朗讯科技公司和E Ink于2000年11月20日宣布,两家公司共同开发出了像纸一样的显示器——“电子纸”的原型。电子纸是两家公司于1999年10月份公布的共同开发项目,现在仅历时1年,就取得了成功。


  此次开发的原型尺寸为25平方英寸,显示分辨率为数百像素。其厚度及重量也只有标准液晶显示屏的1/4左右。显示器的对比度(大于10:1)可以在略暗处等各种光线下使用。并且视角也很宽。

  由于只有开关电路消耗电力,因此与同样尺寸的LCD相比可以大幅降低耗电量,据说可以减少到1/10至1/1000左右。初期的原型只对应文本及简单的图形。两家公司计划5年内实现这种嵌入塑料晶体管的显示器的商品化。

  施乐:可以反复利用的“电子纸”

  美国Xerox公司于2000年12月6日公布,该公司开发出可以反复利用的电子纸(electronic reusable paper)。 该产品不仅可以显示和编辑文本及图形,还可以反复使用几千次。它可以用于在店铺内显示商品陈列、促销标语以及广告等,也可以作为数字出版以及便携式设备的显示器使用。


  同一天Xerox还宣布,将把数字文件显示器有关业务部门独立成为下属子公司“Gyricon Media”。 Gyricon Media将推动开发电子纸的实用化技术。第一批产品将用于显示电池工作的电子显示板以及无线解决用途等。估计第一个产品将2001年面世。

  佳能:纸一样的显示器


  佳能推出的这种电子纸显示器,易于携带,可以与其它设备进行良好的兼容。它的分辨率高达200 dpi(正常LCD的分辨率大约为100 dpi)。佳能认为这种显示器的一个重要潜在应用是教育领域。




  挑战传统纸业


  回眸二十世纪,科技的高速发展,使我们更加确信:只有想不到的,没有做不到的。电子纸使我们看到了无纸办公的那一天即将来临。

  极具市场潜力的“电子纸张”吸引了美国众多投资人的关注,许多大公司也纷纷加入这场“纸张革命”。随着电子纸产品的成熟,它可能会威胁到传统的木浆造纸业。 由于电子纸可以被成千次地使用,它将显著地减少办公室和家庭的纸张浪费,同时保护了森林资源。并且,电子纸将有可能用聚脂和聚乙烯材料制成,无毒且易于回收循环。而更令人振奋的设想是制造出集成了蓝牙技术的电子纸,这样就可以利用蓝牙的低能耗传输器升级我们手中“电子”报纸、杂志。

  目前,这种电子纸要比普通纸昂贵很多,距产品的商业化还有一段距离。预计这种电子纸将在何时取代传统纸张,现在还为时过早,但至少这项技术使得人类拥有了一个更好的信息载体,也许印刷书籍有一天将成为怀旧物。


  “电子纸”的两大技术支柱


  塑料晶体管+电子墨水=电子纸

  E Ink公司的总裁Jim Iuliano曾经说过:有了这两种技术的结合,相信我们已经找到了研制纸一样显示器的非常有前途的方法。

  电子墨水(electronic ink)

  说到电子墨水,不能不提的就是E Ink公司,它是由朗讯公司,摩托罗拉公司以及数家风险投资公司为了开发电子纸于1997年成立的企业。

  电子墨水正是E Ink公司的专利产品,它是电子纸的一个重要组成部分,能够在许多不同表面上印制。电子墨水是由数百万个透明的微小胶囊组成,在直径只有人的头发丝的一半大小微型胶囊内,包含着黑色的染料和一些更为微小的白色粒子。染料使包裹着它的透明颗粒呈黑色,那些更为微小的白色粒子能够感应电荷而朝不同的方向运动。当它们集中向某一个方向运动时,就能使原本看起来呈黑色的颗粒的某一面变成白色。根据这一原理,当这种电子墨水被涂到纸、布或其它平面物体上后,人们只要适当地对它予以电击,就能使数以亿计的颗粒变幻颜色,从而根据人们的设定不断地改变所显现的图案和文字,这便是电子墨水的神奇功效。

  当然,电子墨水的颜色并不局限于黑白两色,只要调整颗粒内的染料和微型粒子的颜色,便能够使电子墨水展现出五彩缤纷的色彩和图案来。

  塑料晶体管(plastic transistors)

  朗讯公司的研究与发展部门——贝尔实验室(Bell Labs) 在3年前,成功地研制出世界上第一个塑料晶体管。塑料晶体管是基于碳基(carbon base)化合物形成的晶体管,这种晶体管和用传统方法制作的硅薄膜晶体管具有相同的功能,并且更轻更灵活。      

  塑料电路技术是一种可以在塑料上面打印的Active Matrix电路技术。而成功地将晶体管印在塑料上,正是这次突破的关键所在。