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      從公元2世紀(jì)初蔡倫發(fā)明造紙術(shù)至今，紙張已有1900多年的歷史。紙質(zhì)印刷品價(jià)格便宜，加工容易，但紙屬于靜態(tài)媒體，記錄的信息不可改變。而先進(jìn)的電子顯示技術(shù)展示的信息則是多樣的，且可以根據(jù)需要而改變，但是電子顯示器厚重、脆弱、價(jià)格偏高、能耗較大，因此，現(xiàn)在人們使用紙張的數(shù)量并沒(méi)有因?yàn)殡娮悠矫骘@示器的出現(xiàn)而有所減少。當(dāng)然，人們更期待一種兼具兩者優(yōu)點(diǎn)的信息顯示介質(zhì)，于是21世紀(jì)信息傳播領(lǐng)域出現(xiàn)了一個(gè)新事物—電子紙。       一、電子紙及其特性      電子紙（Electronic Paper）也稱數(shù)字紙（Digital Paper），是一種超薄、超輕的顯示屏，表面看起來(lái)與普通紙十分相似，可以像報(bào)紙一樣折疊，但其實(shí)質(zhì)卻與普通紙有天壤之別。      1.電子紙的控制驅(qū)動(dòng)元件——塑料晶體管      電子紙的關(guān)鍵技術(shù)之一是塑料晶體管（或有機(jī)晶體管）技術(shù)，塑料晶體管是基于碳基（Carbon Base）化合物形成的晶體管，不需要像非結(jié)晶體硅樹(shù)脂那樣的復(fù)雜生產(chǎn)工藝。電子紙的另一關(guān)鍵技術(shù)是電子油墨（Electronic ink）技術(shù)，電子油墨由幾百萬(wàn)個(gè)微型球體密封單元構(gòu)成，通過(guò)塑料晶體管的電場(chǎng)改變顏色，顯示圖像。      普通的以硅為主要材料的半導(dǎo)體晶體管是不可折疊的，而幾年前，塑料晶體管的出現(xiàn)使可折疊電子紙成為現(xiàn)實(shí)。      塑料晶體管的出現(xiàn)有賴于導(dǎo)電塑料的發(fā)明，人們一般認(rèn)為塑料不能導(dǎo)電，但物理學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)有些塑料可以導(dǎo)電，于是開(kāi)始研究有機(jī)材料的電特性。1995年，貝爾實(shí)驗(yàn)室用塑料制成了P型半導(dǎo)體；1998年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員制成了場(chǎng)效應(yīng)遷移率相當(dāng)高的P型塑料半導(dǎo)體材料，并研制出了實(shí)用的塑料晶體管，它是電子紙最為理想的控制元件。      制造薄膜型晶體管集成電路（塑料芯片）的第一步是準(zhǔn)備基材，基材的選取要相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜，通常使用絕緣塑料。然后使用旋轉(zhuǎn)覆膜或浸入覆膜等方法把含有導(dǎo)電聚合物的溶液加到基材上。從原理上講，塑料溶液甚至可以像印刷油墨一樣，直接把線路印到基材上。      旋轉(zhuǎn)覆膜是一種先進(jìn)的技術(shù)，它可以提供厚度僅為100～200nm的塑料薄膜。制作時(shí)，把溶液倒在處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的基底上，立刻就可以形成薄膜。當(dāng)溶劑蒸發(fā)之后，塑料薄膜即緊覆在基底上，成為一層導(dǎo)電或半導(dǎo)電的材料。      可折疊性是塑料芯片的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗怯镁酆衔锏扔袡C(jī)材料制成的，可以做得非常薄，厚度以納米計(jì)算；第二，價(jià)格低廉，由于聚合物的生產(chǎn)工藝比硅產(chǎn)品要求低，對(duì)生產(chǎn)條件的要求也不高，因而成本自然較低；另外，芯片還可以做得非常大，使電子紙具有大規(guī)格的顯示面積。      2．電子紙的顯示元素——電子油墨      在塑料薄膜基材上，由上、下透明電極片組成，可以彎曲的塑料晶體管正負(fù)電極板間早期的電子油墨是根據(jù)電泳原理，由電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)帶電顏料微粒，產(chǎn)生顏色對(duì)比來(lái)顯示信息的，如圖2所示。帶電的白色微粒分散在藍(lán)色電泳液中，外加電壓使白色粒子電泳，顯示白或藍(lán)。當(dāng)白色粒子被吸引至上方時(shí)，表面變成白色，若白色粒子被移動(dòng)到下部，表面就會(huì)顯示出電泳液的藍(lán)色。但是這種電子油墨制造工藝復(fù)雜，成本較高，并且使用壽命短。      現(xiàn)在人們廣泛關(guān)注的電子油墨是由無(wú)數(shù)個(gè)微小的透明微膠囊（Microcapsule）組成的，微膠囊直徑約100μm。這種微小顆粒有一個(gè)透明的外殼，內(nèi)部含有黑色的染料和一些更為微小的白色顆粒，白色顆粒不會(huì)被染料染黑，并且能夠感應(yīng)電場(chǎng)電荷而朝不同的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每個(gè)微膠囊兩邊的電極被施加一個(gè)電場(chǎng)后，白色顆粒便集中向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，于是透過(guò)透明的外殼和電極片，材料表面就呈白色；當(dāng)施加相反的電場(chǎng)后，白色顆粒就移動(dòng)到微膠囊的另一側(cè)，材料表面呈黑色。      這種電子油墨顆粒微小，在一定程度上克服了早期電子油墨顆粒過(guò)大，易沉積而造成圖像不均勻及壽命短等缺點(diǎn)。但是由于微膠囊的雜亂排列等原因，它也無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)彩色顯示，所以現(xiàn)在的電子油墨只能實(shí)現(xiàn)兩色顯示特性。      3.電子紙的特性及發(fā)展      （1）電子紙的特性      ①類似紙張的閱讀效果。電子紙是根據(jù)朗伯反射原理顯示，沒(méi)有電子顯示器那樣的輻射，不會(huì)傷害人的眼睛；具有與紙質(zhì)印刷品一樣的高對(duì)比度、寬視角和高清晰度，適合人眼閱讀。      ②攜帶方便。電子紙超輕超薄，可以折疊或卷起，可以制成幾乎任何形狀的表面。      ③自由的閱讀方式。由于電子紙具有像傳統(tǒng)紙一樣的易讀性，所以人們閱讀電子紙信息時(shí)可以像看印刷媒體一樣隨意簡(jiǎn)單。      ④功耗極低。由于電子紙是完全反射的，不需要大功率的背光源，而且它具有雙穩(wěn)性（電子紙成像后在無(wú)電狀態(tài)下可長(zhǎng)時(shí)間顯示的性能稱為雙穩(wěn)性），所以其耗電量低于目前任何一種顯示器件。      （2）電子紙的發(fā)展趨向      由于電子紙剛剛誕生，存在著許多技術(shù)障礙，目前還不能大規(guī)模地生產(chǎn)。首先，它的原料都是一些高科技材料，生產(chǎn)技術(shù)不成熟，所以生產(chǎn)成本較高。第二，翻轉(zhuǎn)顯示速度慢，因而其發(fā)展目標(biāo)是能夠快速處理全屏視頻信息；第三，無(wú)法彩色顯示，現(xiàn)在的電子紙只能支持黑白兩色，而且分辨力也較低，所以顯示效果還不盡如人意。      但是，隨著加工工藝及微膠囊結(jié)構(gòu)的改善，這些問(wèn)題將逐步解決，電子紙將具有傳統(tǒng)紙張和電子顯示器的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。如美國(guó)SiPix公司正在開(kāi)發(fā)的微型杯（Microcup）結(jié)構(gòu)的電子油墨，可將紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色電泳液對(duì)位注入并封裝于微型杯內(nèi)，借助特殊的電路設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)方式，制成高效的全彩色電子紙。施樂(lè)公司正在討論采用彩色濾色片，將微膠囊尺寸縮小到30μm，使電子紙的彩色顯示成為可能。(待續(xù))