电子纸显示原理及应用

‌电子纸显示屏是一种超薄、超轻的显示屏幕，具有像纸一样的柔软性和可擦写的特性。‌它被形象地描述为“像纸一样薄、柔软、可擦写的显示器”，类似于一张薄胶片，上面涂有一层带电的物质，称为电子墨。

电子纸显示屏的技术基础主要包括E-Ink微胶囊技术、SiPix微杯技术、Bridgestone电子液态粉末技术、胆固醇液晶显示技术、微机电系统技术和电湿润技术等六种不同的技术类型。这些技术使得电子纸不仅具有轻薄便携的特点，还能在断电时保持显示内容不变。

什么是电子墨水？

电子墨水（Electronic Ink）其实是一种新型材料，它是化学、物理学和电子学多学科发展的产物，这种材料可被印刷到任何材料的表面来显示文字或图像信息。由于电子墨水是一种液态材料，所以被形象地称为电子墨“水”。在这种液态材料中悬浮着成百上千个与人类发丝直径差不多大小的微囊体，每个微囊体由正电荷粒子和负电荷粒子组成。只要采取一定的工艺就能将这种电子墨水印刷到玻璃、纤维甚至是纸介质的表面上，当然这些承载电子墨水的载体也需要经过特殊的处理，在其内针对每个像素构造一个简单的像素控制电路，这样才能使电子墨水显示我们需要的图像和文字。

当微囊体两端被施加一个负电场的时候，带有正电荷的白色粒子在电场的作用下移动到电场负极，与此同时，带有负电荷的粒子移动到微囊体的底部“隐藏”起来，这时表面会显示白色。当相邻的微囊体两侧被施加一个正电场时，黑色粒子会在电场的作用下移动到微囊体的顶部，这时表面就显现为黑色。电子墨水技术可以让任何表面都成为显示屏，它让我们完全跳出了原有显示设备的概念束缚，并慢慢渗透到我们生活空间的每一个角落。

黑白电子纸显示屏： （两粒子墨水系统原理）

上述内容描述了电泳微胶囊技术。不过，聪明的你可能会问：“但我看到过电子纸显示器是彩色的。”是的，如果你看到的颜色不太鲜艳，且色彩饱和度较低，那么这就是在电泳微胶囊显示器上加上了颜色滤光片的结果。

尽管这种方法能够实现 RGB 全彩显示，但最终仍然是伪彩显示。当光线经过两次彩色滤光片（一次在进入时，另一次在反射时）时，只有少部分光线能够通过，导致颜色显得暗淡。因此，这种彩色电子纸只能在光线充足的环境下或使用前置照明时，才能呈现令人满意的视觉效果。

然而，目前最新发布的三色、四色甚至六色 E Ink Spectra 6 显示器，具有非常鲜艳的色彩。这一切得益于电泳微杯技术。正是这种技术使得我们能够看到如此鲜艳的彩色电子纸显示。

三色电子纸显示屏： （三粒子墨水系统原理）

四色电子纸显示屏： （四粒子墨水系统原理）

彩色 E Ink Spectra 6 显示： （四粒子墨水系统原理）

E Ink ACEP 显示 （四粒子墨水系统原理）

以上多色电子纸显示器都使用了电泳微杯技术。正如你所看到的，彩色颗粒在电场的作用下会移动。这个复杂的结构意味着微杯技术的显示速度不如微胶囊技术那么快。现在你明白了为什么你的电子书和电子纸显示器的颜色常常没有预期那么好；这是因为在黑白电子纸屏幕上加上了一个色彩滤光片。这种颜色显示只有在有前置光照明时，才能表现得较好。

尽管使用微杯技术的电子纸显示器的颜色非常鲜艳，但它们只能在对显示速度要求不高的应用中使用，例如电子货架标签和电子纸广告牌。

电子纸显示应用实例

电子纸可以通过多种方式显示数字信息。事实上，电子纸应用的可能性几乎是无限的。

电子书阅读器

电子墨水技术最为人知的应用之一就是电子书阅读器。电子墨水屏幕不仅可以减少眼睛疲劳，而且即使在强烈的阳光下也能提供优质的阅读体验。由于电子纸显示技术的低能耗，电子书阅读器的电池使用寿命可以长达几周。

零售

零售业是电子纸显示器快速崛起的另一个领域。最著名的例子可能就是电子货架标签（ESL）。在这种应用中，每个货架或产品都配有一个电子纸屏幕，显示当前价格、产品信息或条形码。这些电子货架标签可以远程管理，一次性修改多个价格，极大地节省了零售员工的时间，并减少了定价错误的机会，从而在短期内实现投资回报。

数字标牌总体上是一个快速发展的领域，除了广告展示和智能标签，零售行业还应用了更多电子墨水技术。

交通

交通公司使用电子纸显示器显示实时的公交或火车到站和发车时间，耗电极少，同时保持高对比度、高分辨率的显示，确保在直射阳光下也能清晰可读。在火车站、公交站甚至车辆的车身上，电子纸技术都能为乘客提供最新的实时信息。

办公

电子纸显示器在办公室环境中的应用日益增多，如数字标牌、会议室日程显示和个人桌牌。它们低功耗、高对比度、无眩光的特点，使其适合在各种室内环境中使用。

工业

在工业环境中，电子纸显示器用于设备标识、库存管理和资产追踪。这些显示器能够在恶劣环境下工作，包括暴露于灰尘、湿气和极端温度，非常适合用于工厂、仓库和户外设施。

可穿戴设备

可穿戴设备，如智能手表和健身追踪器，使用电子纸显示器提供清晰、易于阅读的信息，同时延长电池寿命。电子纸在各种光照条件下的高可视性使其成为可穿戴技术的理想选择。

医疗

在医疗领域，电子纸显示器用于病人监控、电子健康记录和药品标签。它们的低功耗和高可读性确保了关键医疗信息在需要时能够被清晰地读取。