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信息显示媒体—-电子油墨

资料来源:《印艺》2003年第5期 作者:刘武辉 更新日期:2003-06-11


作者刘武辉1965年出生,籍贯湖北,现为武汉大学新闻与传播学院副教授,专业为印刷工程。主要从事印前图文处理方面的教学和研究工作。

我们处於一个电子信息时代,传统印刷媒体逐步被新兴的电子媒体替代,CD-ROM光盘、WWW网页、电子书、LCD、LED等媒体的信息已成人们生活中获取信息的重要来源,我们接受的信息源中,电子信息的比例越来越多。就当今信息媒体而言,虽然电子媒体信息在内容方面有多种活泼的表现形式,在出版、更新及发布方面速度快,但在阅读方式上,人们对它们还不是很习惯,与印刷媒体相比还有许多不方便的地方,特别是阅读内容多的文字时,由於长时间受光线刺激,容易引起眼睛疲劳;另外,电子信息的阅读需要专门硬件设备及能源,体积和重量较大,携带不方便,给阅读带来诸多限制,不能像书一样随时随地都可阅读。为此,人们努力寻求一种能和纸相似的电子媒体,让人能够随时阅读信息,并且携带方便,不需专门硬件设备和消耗许多能量。

2002年1月,E Ink公司宣布,由E
Ink公司、TOPPAN公司、Philips公司联合开发了一种世界上最薄的、可刷新的、可携带的类纸式阵列式显示媒体─电子油墨显示媒体材料。该材料只有信用卡一半厚,其重量和厚度都不到传统LCD的二分之一。这种显示材料具有良好的柔性,能以高分辨率显示彩色信息,特别适应移动显示和方便携带。该材料的核心技术就是电子油墨技术,其用於显示信息的基本单元就是电子油墨。

如图1,电子油墨经印刷涂布在经处理的片基材料上的一种特殊油墨,其直径只有头发丝大小,由微胶囊包裹而成。在一个微胶囊内有许多带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子,正、负电微粒子都分布在微胶囊内透明的液体当中。当微胶囊充正电时,带正电的微粒子聚集在朝观察者能看见的一面,这一点显示为白色;当充负电时,带负电的黑色粒子聚集在观察者能看见的一面,这一点看起来就是黑色。这些粒子由电场定位控制,即该在什么位置显示颜色是由一个电场控制的,控制电场由带有高分辨率显示阵列的底板产生。

图1电子油墨微胶囊呈色示意图

类纸阵列式电子油墨显示媒体工具的制造工艺可分为:

1.电子油墨的涂布

首先,将电子油墨均匀地印刷到能导电的透明塑料片基上。即将微胶囊色粒子悬浮分散在液体介质中,形成通常意义上的油墨,再用丝网印刷方法印刷到塑料片上。

与塑料片一样,各种表面例如纤维、玻璃、甚至纸等都可成为电子油墨的基材,形成信息的显示媒体,扩大信息的媒介范围。

2.将印有电子油墨的塑料片黏贴到一张底板上

黏贴时先在塑料片上涂布一层胶黏剂,再用一碾压辊碾压,让塑料片均匀地与底板黏紧。形成带电子油墨的前置碾压板(FPL)。底板带有高分辨率显示阵列,其电路系统由显示软件控制,用来形成由像素组成的图文。

整个制造流程示意图可参见图2。

图2电子油墨FPL板生流程及结构

类纸阵列式电子油墨显示材料现在还没有正式的?品,E INK公司估计回在2004年正式推出实用品。

类纸阵列式电子油墨显示材料特点具体表现在:

1.显示分辨率高,可以以任意分辨率来显示信息,最佳分辨率是125ppi。

2.颜色数多,图像质量稳定。彩色的电子油墨显示工具可显示4096种颜色。

3.能耗低。

和以前方便阅读的显示技术LCD、LED相比,电子油墨的能耗要低很多。如图3,是几种显示媒体的能耗比较图,可以看出,电子油墨在能耗方面非常少,这直接导致电子油墨显示可使用小电池,从而使显示媒体更轻更薄,并有较低价格。

图3个种显示媒体能量消耗

这种电子油墨显示媒体的能耗之所以低的原因有:

它是一种完全反射阅读介质,不需要背景灯光;不像电脑显示器及LCD等显示媒体,是由光来表现图文信息的,而光的产生需靠电能进行。

一旦电子油墨被显示在显示板上,它们将使信息内容保持稳定的显示状态,直到下一个显示页面的更新。而电脑显示及LCD等显示媒体要保持页面信息的稳定显示,需要不断地供给电能,以便发射显示需要的光。这样,电子油墨的优势在於它消耗的电能不是显示时间的多少,而是页面更新的次数。

4.类纸性,可阅读性强

我们知道,最佳的阅读媒体是纸,因为它是通过反射光线来显示图文的,可以在较广泛的光照条件下及较大角度范围内阅读。类纸阵列式电子油墨显示工具的呈色介质和纸印刷品的呈色介质都是油墨,并且其底色也显示白色,阅读时也不靠直接发光体显示颜色,这些条件和纸阅读材料基本上是一样的。因此,同纸一样具有较好的阅读性。

阅读时判断阅读性好坏可用显示白色状态的反射率和图文反差来评价。白色状态的反射率反映了和标准白色相比反射到人眼的光线强弱;而图文反差则表现了人眼分辨图文的难易。实验证明,类纸阵列式电子油墨显示工具的这两项指标和纸印刷品较接近,比LCD、LED要高出许多。具体数值见表1。从表中还可看出,类纸阵列式电子油墨显示工具的反差比报纸还要高。

表1显示媒体的反射率及反差的比较

测量条件是:光线直接从头顶以45°照射在显示媒体上,测量角度为0°,相当於读者直接阅读的状态。

5.结实,易携带,不易破碎

由於不使用玻璃材料作显示面板,取而代之的是具柔软性和韧性的塑料类材料,使这种显示媒体更结实,也使之具有良好的携带性,能像书一样随处携带和阅读。

6.阅读信息方便

由於携带方便,又不消耗很多电能,这种电子油墨显示媒体可像书一样在普通的饿日光条件下就能阅读,用者可随时随地阅读信息。

7.轻、薄

和液晶显示LCD相比,电子油墨显示媒体要薄、轻许多。如图4,典型的LCD是由一层薄的液晶层夹於两层玻璃之间,两层玻璃每层有0.7mm厚,加上两层极化滤波薄膜紧贴人在玻璃上,两层薄膜约0.5mm厚,这样,最终得到的LCD板,厚度至少有2mm。加之使LCD发光显示的电路部件,便会更厚、更重。

图4典型的LCD结构

如图2,电子油墨显示媒体由於不使用玻璃材料,其厚度将少於0.5mm,有可能只有0.3mm厚。其重量也因此有极大的减低。

电子油墨显示媒体的用途如下:

电子出版物的阅读器,用於书、报、刊物的下载和阅读。

可以用於移动电话的显示面板。

机器、仪器的显示面板。

公共场所公告、广告牌。

户外广告牌。

多年来,我们一直在说印刷媒体受电子媒体冲击。但直到今天,由於电子显示媒体的发光对人眼的刺激、阅读、携带的不方便性,人们还是愿意阅读传统的印刷品。一旦这种新型的电子油墨显示媒体问世,并从价格上普及到人们可接受的程度,加上相应的电子信息内容提供和营销配合的很好的话,那将是传统印刷媒体传播业的噩梦。起码对文化印刷领域将带来可怕的冲击。