(1)電泳技術(shù)原理及其優(yōu)勢(shì)
何為電泳技術(shù)？照字面意味著“在一定的電壓下可泳動(dòng)”，其顯示的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動(dòng)，即通過翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)的微粒子來使像素變亮或變暗，并可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。具體技術(shù)是將直徑約為1mm的二氧化鈦粒子被散布在碳?xì)溆椭校谏玖稀⒈砻婊钚詣┮约笆沽Ｗ訋щ姷碾姾煽刂苿┮脖患拥教細(xì)溆椭校贿@種混合物被放置在兩塊間距為10—100mm的平行導(dǎo)電板之間，當(dāng)對(duì)兩塊導(dǎo)電板加電壓時(shí)，這些粒子會(huì)以電泳的方式從所在的薄板遷移到帶有相反電荷的薄板上。當(dāng)粒子位于顯示器的正面(顯示面)時(shí)，顯示屏為白色，這是因?yàn)楣馔ㄟ^二氧化鈦粒子散射回閱讀者一方；當(dāng)粒子位于顯示器背面時(shí)，顯示器為黑色，這是因?yàn)椴噬玖衔樟巳肷涔狻Ｈ绻麑⒈趁娴碾姌O分成多個(gè)微小的圖像元素(像素)，通過對(duì)顯示器的每個(gè)區(qū)域加上適當(dāng)?shù)碾妷簛懋a(chǎn)生反射區(qū)和吸收區(qū)圖案，即可形成圖像。
電泳技術(shù)具有幾大優(yōu)勢(shì)。一是能耗低。由于具有雙穩(wěn)定性，在電源被關(guān)閉之后，仍然在顯示器上將圖像保留幾天或幾個(gè)月。二是電泳技術(shù)生產(chǎn)的顯示器屬于反射型，因此具有良好的日光可讀性，同樣也可以跟前面或側(cè)面的光線結(jié)合在一起，用于黑暗環(huán)境。三是具有低生產(chǎn)成本的潛力，因?yàn)樵摷夹g(shù)不需要嚴(yán)格的封裝，并且采用溶液處理技術(shù)如印刷是可行的。四是電泳顯示器以形狀因子靈活為特色，容許它們被制造在塑料、金屬或玻璃表面上，所以它是柔性顯示技術(shù)的最佳選擇。
(2)電泳技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)
目前投入電泳技術(shù)開發(fā)的企業(yè)有美國(guó)E—Ink和SiPix公司、英國(guó)Plastic Logic、荷蘭飛利浦旗下Polymer Vision、日本Bridgestone、Hitachi、Seiko Epson、南韓三星電子與樂金飛利浦(LPL)等廠商。E－Ink公司在產(chǎn)品開發(fā)方面走在最前面。2004年E－Ink公司與索尼公司和飛利浦公司聯(lián)合于推出電泳顯示電子書，在歐洲與德國(guó)的Vossloh公司聯(lián)合推出了電子紙信息顯示屏，與韓國(guó)的Neolux公司聯(lián)合推出了電子紙式廣告屏。SiPix公司和日本的Bridgestone公司聯(lián)合展示了一些電泳顯示屏樣屏，但目前還沒有產(chǎn)品推出。2007年E—Ink與Seiko合作推出了可彎曲的手表外，E—Ink與Sony、大陸金科、臺(tái)灣eREAD等公司合作推出了電子書；諾基亞發(fā)布了概念手機(jī)Nokia888；香港o.d.m.公司推出柔性手表、數(shù)字卷標(biāo)等產(chǎn)品；三星電子與LPL則在電泳顯示介質(zhì)上加裝彩色濾光片，形成彩色化，不過也因?yàn)樵黾恿瞬噬珵V光片，讓其推出的產(chǎn)品因反射率降低而看來亮度有些暗淡。荷蘭Polymer Vision積極投入電子紙與全彩柔性顯示器產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)，已在英國(guó)設(shè)立生產(chǎn)廠，預(yù)計(jì)在2007年底可開始正式量產(chǎn)，屆時(shí)并將推出全球首款折迭式電子書。
各公司在電泳技術(shù)方面略有差異。E—Ink采用的是微結(jié)構(gòu)屬于微膠囊，每個(gè)顯示元素的大小不均且排列零散，因采用黑白雙粒子，光反射率較佳是其優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到約35％～40％左右，閱讀時(shí)的感覺更貼近真正的紙張，缺點(diǎn)則是不夠堅(jiān)固強(qiáng)韌，無法承受重壓。而SiPix公司采用的微結(jié)構(gòu)則是專利的微杯數(shù)組，顯示元素大小一致并以數(shù)組方式排列整齊，具有較佳的機(jī)械與電氣特性，承受重壓也不會(huì)損壞，缺點(diǎn)則是光反射率稍差，目前約可達(dá)到28％。由于在技術(shù)上采用的微結(jié)構(gòu)不同，連帶也影響到制程的選擇。有關(guān)專家指出：SiPix的微杯數(shù)組結(jié)構(gòu)最大好處，在于可以使用連續(xù)滾動(dòng)條式的制程可實(shí)現(xiàn)大批量產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低；反觀E—Ink的微膠囊結(jié)構(gòu)由于不夠堅(jiān)固，因此無法實(shí)行以壓印方式生產(chǎn)的R2R制程，只能以較高的成本噴墨方式制造生產(chǎn)。
(3)面臨的技術(shù)難題
電泳顯示技術(shù)面另三個(gè)難題。一是響應(yīng)速度比較慢。因?yàn)殡娪炯夹g(shù)依賴于粒子的運(yùn)動(dòng)，用于顯示的開關(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。目前用于電泳顯示的使開關(guān)時(shí)間達(dá)到幾十毫秒的更快的材料正在開發(fā)之中。二是顯示的雙穩(wěn)態(tài)、以及轉(zhuǎn)換速度慢，也影響了其連續(xù)顯示色彩的性能。一些電泳顯示器在兩種色彩之間切換，如果彩色顯示還需要一個(gè)彩色濾光片。該技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器正因雙穩(wěn)定性問題而面臨挑戰(zhàn)，雙穩(wěn)定性對(duì)顯示有利，但它也給帶來了挑戰(zhàn)，因?yàn)樗枰捎靡环N獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)，從而導(dǎo)致顯示器的成本上升。三是制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成本較高。
(4)我國(guó)電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)電泳顯示研究起步晚，但進(jìn)步很快，在材料研究及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面有基礎(chǔ)，并已有企業(yè)在積極開拓相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。例如中山大學(xué)和廣州奧示科技有限公司合作，研制出黑白、紅綠藍(lán)彩色三原色電子墨水，并研制出了柔性顯示屏，制作出了彩色三原色的顯示屏。目前，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的技術(shù)差距主要在顯示屏、材料和功能產(chǎn)品方面。我國(guó)企業(yè)從發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平板顯示屏制作技術(shù)和產(chǎn)品出發(fā)，利用自主開發(fā)的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結(jié)構(gòu)，開展電子墨水超薄平板顯示器件產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出了類紙式信息顯示屏，實(shí)現(xiàn)電泳平板顯示器件產(chǎn)品化。我國(guó)臺(tái)灣工研院也已鎖定柔性顯示為未來幾年的發(fā)展重點(diǎn)，并且正與SiPix進(jìn)行相關(guān)技術(shù)合作。瞄準(zhǔn)未來市場(chǎng)，研究未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開發(fā)新技術(shù)，超前謀劃，是當(dāng)前我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重中之重的工作。
