器件选型-墨水屏（电子纸）介绍

一、概述

现在可以看到越来越多的超市的价格标签更换为电子纸的，还有使用的电子书也有很多是使用电子纸的。电子纸的最大优先是省电，电子纸显示只有在变化图像的时候才需要用电，掉电后还可以保持显示，具备了类似纸张的特性，所以称为电子纸，基于这个特性，可以把能耗做的非常低。但是目前由于技术性能的限制，现在电子纸的颜色相对单一，一般都只支持两种或者三种颜色，今年元太科技才推出彩色电子纸。

小米电子书阅读器

超市电子纸价格标签

二、电子纸的原理

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，这样在玻璃表面就可以形成黑色和白色的图案了，不同的混合度，显示出灰色的效果。

彩色的电子纸的显示原理也是一样的，微胶囊电泳电子纸彩色显示层包含由微胶囊形成的若干个均匀、规则排列的彩色像素显示单元；每个彩色像素显示单元由三种颜色基本像素显示单元成“︱︱︱”形排列设置构成；三种颜色基本像素显示单元各自包括颜色微胶囊，三个各自的颜色微胶囊中依次包含有红色，绿色和蓝色带电颜料粒子以及电泳液，通过驱动微胶囊电泳显示层来实现不同的颜色显示。由于和传统TFT的三基色显示原理不一样，彩色电子纸是通过层叠加的方式实现的彩色，所以彩色电子纸存在分辨率低，现象效果不好，看上去模糊不清的问题。

彩色电子纸显示原理

三、电子纸的生产工艺

在目前主流的电泳显示生产中，涂布是非常重要的工艺。下图是微胶囊的电泳显示器的结构图，在该器件中，电子墨水层处于前公共电极和底部像素电极之间。通常的生产方式是先将电子墨水涂布到薄膜上，涂布方式包括：狭缝涂布，丝网涂布，喷墨打印涂布，刮刀涂布，喷涂等等。通常对涂布机的精度要求比较高，要求能够做到+/- 1um的涂布精度。

微胶囊电泳显示器结构图

为了控制生产成本，根据电泳显示材料的特性，目前微胶囊电泳显示薄膜采用卷对卷的涂布方式，可以快速生产出符合产品应用需求的显示材料。另外，电子纸的很多配套材料，例如保护膜，也是采用卷对卷的印刷工艺。包括未来的柔性TFT衬底，也有可能采用印刷工艺进行生产。

四、国内主流厂家

广州奥翼电子科技有限公司

京东方科技有限公司

国华光电科技有限公司

五、总结

电子纸技术会越来越成熟，正在往全彩化、柔性化发展，随着技术和工艺的发展，电子纸会在各种应用场景下被广泛应用。