电子纸显示器技术现状与发展

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1、电子纸显示器技术现状与发展

2、第1内容显示中lunissivedisplay）；而通过反射、散射、干涉等现象调节入射光进行的显示，则被称为被动显示或非发射显示（passivedisplay／non－emissivedisplay）。表1列出了这两类电子显示器件的基本结构和工作原理。平面显示器件，是当前的研究重点。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">2　电子纸原理技术　　　　已经发表的原理型电子纸，包括两类，一类表观类似纸张，可以通过非接触型打印［2］等方式，重复用于信息的显示和

3、消除；另一类类似便携式薄膜显示器，内置CPU和存储器，主要以反射方式，用于文字和图象信息的显示。原理技术主要有：胆甾液晶显示，色粉显示板，液晶有机显示膜，双色染料液晶，Gyricon，电致发光、电泳影像显示等。2．1　电泳影像显示（EPID）2．1．1　历史电泳影像，包括激光静电复印［3］和电泳影像显示技术（ElectrophoreticImagingDisplay），后者简称EPID，由日本松下公司于1973年首先发表，随后，PHILIP［4］，XEROX［5］，东京大学［6］也相继开展了该技术在光学显示影像系统的应用研究。由于普通电泳显示寿命短、

4、显示图象不稳定等原因，曾经中断实验。1998年左右，美国E－INK公司［7］开发的电子墨水，有效地改善了上述问题，促进了该技术的发展。2．1．2　技术原理与基本类型　　技术原理　把带电微粒子分散在悬浮液体中构成胶体，当对该分散体系施加电场时，带电粒子就会在库仑力作用下发生电泳。通过调整电压，使一定颜色的带电颗粒定向泳动，并透过电极构成显示。如果分散体系中液体和带电颗粒比重非常接近，当电场撤除时，电泳粒子能够在原位保持一定时间，这就是电泳显示器件的信息存储功能，又称为双稳态（bistable）。电泳显示器件的基本构成见图1所示。　　基本类型　一般而言，

5、电泳影像显示器包括纳米粒子电泳显示器、普通颗粒分散液电泳显示器［4，8］、微胶囊电泳显示器和色粉显示板。2．1．3　微胶囊电泳影像显示器　　普通电泳显示器主要缺点在于可靠性差，带电颗粒容易沉降、浮起、凝结等，阈值特性不容易控制，响应速度慢等。为此，人们尽量选择与微粒子相对密度一致的液体，把显示盒分隔由一个个的塑料空腔等（9），但改进效果不理想。500)this.style.ouseg(this)">　　E－Ink开发的电子墨水（E－Ink），是用直径30～300μm的球状透明光滑的微胶囊包覆电介质悬浮液，悬浮液中漂浮着白色带电光散射微粒，这些胶囊分布

6、在聚氨酯胶粘剂中构成分散体系，涂布或者印刷在柔性导电高分子透明塑料电极上，构成原理型柔性EPID电子纸。　　微胶囊的引入是电泳显示的重要突破：①把颗粒分散，禁锢在有限体积范围内，使微粒的扩散和聚集限制在很小范围，解决了电泳显示的不稳定问题。②胶囊直径小至30μm，可以直接印刷在柔软、轻薄的衬底上，并被第二层透明薄膜固定，使E－Ink显示器厚度达到毫米级。③通过电压调节电泳，实现灰度等级控制。④E－Ink材料成本低，性能稳定，经过1千万次的切换试验，没有发现衰减的迹象，见图2。500)this.style.ouseg(this)">　　目前，E－Ink

7、仍是单色显示，需要高电压（90V）有源电路结构，清晰度有待进一步提高。为了获得彩色电泳显示器件，有人提出使用滤色片或者多色带电颗粒，并使带电颗粒具有不同的表面电势，即μR｜＞μB｜＞μG｜，或者使用高分子染料，提高画面耐气候牢度［11～15］。2．1．4　纳米粒子电泳影像显示器（16）　　纳米半导体材料颜色对粒子体积具有强烈的量子和电子水平上的依赖性。粒子越小，带宽越窄，荧光波长越短。而且，不同大小的粒子聚集时，颜色会向大体积粒子波长转移，即小粒子高能荧光，大粒子低能荧光。所以，从理论上讲，可以把多种类型的纳米粒子分散在一个体系中，并显示多种颜色。当

8、纳米粒子以均匀状态分布时，悬浮液体系表现出第一种光学特性；而当纳米粒子在悬浮液中聚集时，该体系会表现出另外一种光学特性。通过电场变化调节纳米粒子的聚集态，就可以改变显示器的光学显示状态。目前，这种显示器只能显示两种颜色。2．1．5　色粉显示板　　日本BridgeStone和日本千叶大学开发出了原理类似的电子纸［17］：在带有氧化铟锡（ITO）透明电极的二块透明支持体之间，填入含有黑色粉和白色粒子的混合层，外加电压，则黑色粉在电极之间泳动，显示黑白图案。常用的黑色粉是碳黑等导电性色粉，白色粒子则是容易滑动的氟化碳微粒子等。　　这种色粉显示板，视角宽，反

9、射率高（50％），响应快（0．2ms），清晰度达260p／in；显示状态可保持14d以上。驱动电压“仍保持了