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【中心議題】

•        *電泳顯示技術(shù)的原理
•        *電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

【解決方案】

•        *利用帶荷電的膠體顆粒可在電場(chǎng)中移動(dòng)的原理
•        *通過(guò)電極間帶電物質(zhì)在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)色彩交替顯示

電泳顯示是利用帶荷電的膠體顆粒可在電場(chǎng)中移動(dòng)的原理，通過(guò)電極間帶電物質(zhì)在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)色彩交替顯示的一種顯示技術(shù)，以這樣一個(gè)電泳單元為一個(gè)像素，將電泳單元進(jìn)行二維矩陣式排列構(gòu)成顯示平面，根據(jù)要求像素可顯示不同的顏色，其組合就能得到平面圖像。電泳顯示器主要有扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示（Twisting Ball Display，TBD）技術(shù)、微膠囊化電泳顯示（Microencapsulated Electrophoretic Display，MED）技術(shù)、微杯型（Microcup）電泳顯示技術(shù)，逆乳膠電泳顯示（R-verse Emulsion Electrophoretic Display，REED）技術(shù)等。

2.3.1技術(shù)原理

扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示，是在透明塑料的密封腔體中，充滿(mǎn)油性液體，液體中分散著黑白雙色球微粒，白色半球反射光，黑色半球則吸收入射光。通過(guò)氧化銦錫電極和驅(qū)動(dòng)電路控制加載電場(chǎng)，在脈沖電壓的作用下，由于偶極子的扭矩力，小球就在液體中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)顯示，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整球體的旋轉(zhuǎn)角度和排列的有序度，控制圖像灰度。通過(guò)改進(jìn)制造設(shè)備和工藝，可以改變球的構(gòu)成，使得黑白兩色球微粒成為有色透明的多色球微粒。也可以制造全透明球微粒，并在半球體切面上植入一個(gè)半透明的濾色片。這樣，當(dāng)濾色片處于與顯示屏平面垂直狀態(tài)時(shí)，球是看不到的，在濾色片與顯示屏平面平行時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)濾色片顏色，就可能獲得

彩色顯示。

微膠囊型電泳顯示是先將電泳粒子和絕緣懸浮液包封于微膠囊內(nèi)，再將微膠囊置于電極間。一個(gè)微膠囊內(nèi)分散有許多帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子，正、負(fù)電微粒子都分布在微膠囊內(nèi)透明的液體也就是分散介質(zhì)當(dāng)中。當(dāng)從非顯示面加正電場(chǎng)時(shí)，微膠囊內(nèi)帶正電的白色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)顯示為灰色；反之，當(dāng)從非顯示面加負(fù)電場(chǎng)時(shí)，帶負(fù)電的黑色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)看起來(lái)就是黑色。這些粒子由電場(chǎng)定位控制，即該在什么位置顯示顏色是由一個(gè)電場(chǎng)控制的，控制電場(chǎng)由帶有高分辨力顯示陣列的底板產(chǎn)生。通過(guò)加鋪彩色濾光膜、控制電泳速度和增加子像素等方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色電泳顯示。

微杯型電泳顯示器發(fā)出的一種電泳顯示技術(shù)，其原理是將帶電微粒分散在染色的絕緣溶劑中構(gòu)成膠體電泳液，將其封裝在特制的微杯中，對(duì)該分散體系施加電場(chǎng)，帶電粒子在庫(kù)侖力作用下發(fā)生電泳。通過(guò)改變電場(chǎng)方向，使某一顏色的帶電顆粒定向泳動(dòng)，并透過(guò)透明電極板而顯示。

逆乳膠電泳顯示器是Zikon公司所研發(fā)的新型顯示模式，主要是利用逆乳膠的電泳特性達(dá)到顯示的目的。逆乳膠電泳顯示器的構(gòu)造是由兩片鍍上ITO電極的玻璃基板，中間注人逆乳膠溶液，選擇極性染料使極性相（也就是微胞內(nèi)部）呈現(xiàn)色彩。在適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)強(qiáng)度及頻率下，控制微胞均勻分布在較寬的電極上或均勻分布在溶液中，可使顯示器呈現(xiàn)微胞內(nèi)染料的色彩，也可以利用電場(chǎng)的強(qiáng)度與頻率，控制微胞聚集在較窄的電極使顯示

器面版呈現(xiàn)透明狀態(tài)。

2.3.2研發(fā)進(jìn)展

電泳顯示器具有易讀性、柔軟性、雙穩(wěn)態(tài)特性和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。E-Ink，Lucent、飛利浦、三星、柯達(dá)、施樂(lè)、IBM、索尼、東芝、佳能、愛(ài)普生、摩托羅拉等多家國(guó)際知名公司都在涉足電泳類(lèi)顯示器件的研發(fā)，且已經(jīng)有電泳柔性顯示器件產(chǎn)品問(wèn)世。1975年，施樂(lè)的PARC研究員Nick Sheridon率先提出電子紙和電子墨的概念。2007年E-Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手表外，E-Ink與索尼、金科、eREAD等公司合作推出了電子書(shū)；諾基亞發(fā)布了概念手機(jī)Nokia888；三星與LPL則在電泳顯示介質(zhì)上加裝彩色濾光片，形成彩色化。臺(tái)灣元太的電子紙顯示器技術(shù)在已成功量產(chǎn)，包括Amazon、索尼等國(guó)際大廠所推出的電子書(shū)產(chǎn)品，其所使用的面板皆由元太提供。2008年8月愛(ài)普生宣布成功開(kāi)發(fā)出13.4 in電子紙，分辨力達(dá)到3 104×4 128，精度達(dá)高達(dá)400 DPI（每英寸點(diǎn)數(shù)），上面的文字和圖像看起來(lái)就像在真紙上一樣的清晰。漢王科技推出國(guó)內(nèi)首款使用電子紙為顯示屏的電紙書(shū)，采用5 in的EPD電子紙，分辨力800×600 DPI。

2.3.3下一步研究方向

目前，幾乎所有的電泳顯示技術(shù)都不成熟。改善和解決以下問(wèn)題是今后柔板顯示技術(shù)的發(fā)展方向：響應(yīng)速度比較慢，無(wú)法表達(dá)足夠連貫的視頻畫(huà)面，因?yàn)殡娪炯夹g(shù)依賴(lài)于粒子的運(yùn)動(dòng)，用于顯示的開(kāi)關(guān)時(shí)間非常長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)幾百毫秒，這個(gè)速度對(duì)視頻應(yīng)用是不夠的，應(yīng)開(kāi)發(fā)用于電泳顯示的使開(kāi)關(guān)時(shí)間達(dá)到幾十毫秒甚至更快的電泳技術(shù)；全彩色顯示技術(shù)等還有待于進(jìn)一步改進(jìn)；制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成本較高。

電泳顯示技術(shù)現(xiàn)在還處于研究階段，開(kāi)發(fā)應(yīng)用剛剛起步，還有許多科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題需要解決。應(yīng)該抓住機(jī)遇，在該領(lǐng)域跟蹤國(guó)際最新的研發(fā)趨勢(shì)，抓住課題的核心科學(xué)問(wèn)題，結(jié)合材料功能化問(wèn)題選擇合適的材料或合成新的先進(jìn)材料，為高性能電泳顯示材料的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)解決產(chǎn)業(yè)化中每一步的技術(shù)問(wèn)題，最終研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子紙張并能產(chǎn)業(yè)化。