電子油墨是一種加工成薄膜狀的專用材料,與電子顯示設(shè)備結(jié)合在一起使用,是化學(xué)、物理學(xué)和電子技術(shù)的綜合應(yīng)用。電子油墨由數(shù)百萬(wàn)個(gè)尺寸極小的微膠囊構(gòu)成,直徑與頭發(fā)絲相當(dāng)。每一個(gè)微膠囊中含有白色和黑色顆粒,分別帶有正電荷和負(fù)電荷,它們懸浮在清潔的液體中。電子油墨薄膜的頂部是一層 透明材料,作為電極端使用;底部是電子油墨的另一個(gè)電極,微膠囊?jiàn)A在這兩個(gè)電極間。微膠囊受負(fù)電場(chǎng)作用時(shí),白色顆粒帶正電荷而移動(dòng)到微膠囊頂部,相應(yīng)位置顯示為白色;黑色顆粒由于帶負(fù)電荷而在電場(chǎng)力作用下到達(dá)微膠囊底部,使用者不能看到黑色。如果電場(chǎng)的作用方向相反,則顯示效果也相反,即黑色顯示,白色隱藏。可見(jiàn),只要改變電場(chǎng)作用方向就能在顯示黑色和白色間切換,白色部位對(duì)應(yīng)于紙張的未著墨部分,而黑色則對(duì)應(yīng)著紙張上的印刷圖文部分。
電子紙和電子墨水的研究開(kāi)發(fā),至今已走過(guò)了20多個(gè)年頭。在20世紀(jì)70年代,日本松下公司首先發(fā)表了電泳顯示技術(shù),施樂(lè)公司當(dāng)時(shí)也已開(kāi)始研究,然而最初研究出的普通電泳由于存在顯示壽命短、不穩(wěn)定、彩色化困難等諸多缺點(diǎn),實(shí)驗(yàn)曾一度中斷。20世紀(jì)末,美國(guó)E-Ink公司(它是由朗訊公司,摩托羅拉公司以及數(shù)家風(fēng)險(xiǎn)投資公司為了開(kāi)發(fā)電子紙于1997年成立的企業(yè))利用電泳技術(shù)發(fā)明了電泳油墨(又稱電子墨水),極大地促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展。目前,施樂(lè)、柯達(dá)、3M、東芝、摩托羅拉、佳能、愛(ài)普生、理光、IBM等國(guó)際著名公司都在涉足電子紙。
也許你沒(méi)有意識(shí)到,“電子紙”闖入人們的生活已經(jīng)有很多年了。比如說(shuō),手機(jī)SIM卡和地鐵磁卡就是兩種電子紙的具體表現(xiàn)——它們可以被記錄入數(shù)據(jù)、可以被反復(fù)擦寫和讀取。就最基本的特性來(lái)說(shuō),它們與傳統(tǒng)的紙張沒(méi)有什么不同。事實(shí)上,電子紙的最初萌芽就是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)紙張的目的而來(lái)。上世紀(jì)末,IBM在美國(guó)最大的報(bào)紙展覽會(huì)中展出了一個(gè)“電子報(bào)紙”模型。技術(shù)上,它就是一個(gè)“電子矩陣”,與液晶的顯示原理差別不大。在IBM的這個(gè)模型中,閱讀夾板中間被嵌入了一個(gè)電子顯示層,憑借預(yù)先輸入的內(nèi)容,用戶可以通過(guò)這個(gè)電子顯示層閱讀各種文字和圖片信息。IBM的這項(xiàng)發(fā)明一下子招來(lái)了社會(huì)各界的關(guān)注,許多美國(guó)大報(bào)的編輯對(duì)其表示出了濃厚的興趣。這其中,包括《紐約時(shí)報(bào)》和《華盛頓郵報(bào)》等,而“電子閱讀”則被認(rèn)為對(duì)報(bào)紙、書籍等出版行業(yè)具有“劃時(shí)代”的意義,因?yàn)樵诠?jié)約印刷成本、可循環(huán)使用、縮短新聞發(fā)布時(shí)間方面,電子報(bào)紙具有革命性的改進(jìn)——“你可以在世界任何地方閱讀任何報(bào)紙或只閱讀自己感興趣的專題,而下載的內(nèi)容會(huì)像電臺(tái)和電視中播出的新聞一樣保持新鮮”。作為IBM公司的策略設(shè)計(jì)經(jīng)理和“電子報(bào)紙”模型的核心研發(fā)人員,RobertSteinbugler這樣評(píng)價(jià)他的得意之作。為了表彰IBM提出的這個(gè)思想,《商業(yè)周刊》特地為它頒發(fā)了當(dāng)年的設(shè)計(jì)金牌大獎(jiǎng)。
雖然“電子報(bào)紙”具有諸多好處,但遺憾的是,由于受到當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)條件的限制,IBM的這個(gè)“電子報(bào)紙”模型最終并沒(méi)有真正進(jìn)入商業(yè)操作。但是,這個(gè)設(shè)計(jì)思想被保留了下來(lái)。在這以后,以IBM、Eink、Philips、SiPix、Fujitsu、Siemens和Ntera為代表的公司都在專注于這個(gè)領(lǐng)域,希望待時(shí)機(jī)成熟,自己的產(chǎn)品能夠在第一時(shí)間獲得最多客戶的認(rèn)可,而搶得市場(chǎng)先機(jī)。對(duì)于這么多公司熱衷于研究電子紙技術(shù)的行為,國(guó)際報(bào)業(yè)和傳媒印刷組織Ifra的專家Harald·Ritter對(duì)此予以了高度肯定。天道酬勤,孜孜不倦的努力終于結(jié)出了豐碩的成果。2004年,由Eink和Philips提供技術(shù)支持、由Sony生產(chǎn)的世界上“第一本”實(shí)際商用的電子書問(wèn)世,這極大地轟動(dòng)了整個(gè)IT業(yè)界。Sony的這本電子書被命名為L(zhǎng)IBRIe,售價(jià)4萬(wàn)日元。其長(zhǎng)190毫米、寬126毫米,最薄的地方只有9.5毫米厚,重量為190克,防反射顯示屏達(dá)到4級(jí)灰度和800×600的分辨率標(biāo)準(zhǔn),有10MB的存儲(chǔ)空間(大約能顯示最多1萬(wàn)頁(yè)),2節(jié)AAA電池供電,同時(shí)支持Sony的記憶棒。為了使LIBRIe不至于成為“空中樓閣”,Sony特地為它開(kāi)通了TimebookTown租賃服務(wù)。LIBRIe的打響頭炮使科學(xué)家意識(shí)到,電子紙產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境已經(jīng)趨于成熟。于是在這之后,Sharp、Toshiba、Panasonic、Hitachi和Fujitsu等日本電子公司紛紛效仿。短短的一年里,電子書產(chǎn)品突然遍地開(kāi)花。而在技術(shù)上,電子紙也一改以往對(duì)比度低、只能顯示黑白文字等缺陷,利用電泳等技術(shù),出現(xiàn)了能顯示彩色漫畫、耗電低、面積大、折疊以后不會(huì)使字體變形、像紙張一樣柔軟的產(chǎn)品。
人們感到有點(diǎn)意外驚喜的是,電子紙的技術(shù)和應(yīng)用一經(jīng)突破,其勢(shì)頭就呈燎原之態(tài)——不僅在報(bào)紙、書籍、電腦和顯示器這些理所當(dāng)然的載體上可以看到它的身影,在一些人們?cè)瓉?lái)不曾想到的地方,電子紙也堂而皇之地出現(xiàn),并展示了它新鮮、實(shí)用、有趣的面貌。 由于電子紙實(shí)際上就是一種IC芯片,因此它可以被作為電子表的表芯。在今年于瑞士召開(kāi)的鐘表珠寶展覽會(huì)“BaselWorld2005”上,精工EPSON就展出了這么一件令人驚羨的產(chǎn)品——整塊手表就像一張薄紙,可以緊密地貼在手腕的皮膚上,并且可以變幻出漂亮的圖案來(lái)。此外,由于電子紙的柔軟性能越來(lái)越出色,因此歐盟一些國(guó)家的軍隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始考慮用它來(lái)制作軍事地圖。與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖比較起來(lái),電子地圖不僅更結(jié)實(shí)耐用,而且電子的特性使它可以達(dá)到輸入刷新、存儲(chǔ)、記錄、甚至多媒體的效果。 而在最近大炒的RFID應(yīng)用中,電子紙也扮演了一個(gè)關(guān)鍵的角色。例如兩者結(jié)合的電子門票的誕生,在最近曝光的幾率就很高。近一兩年來(lái)在日本召開(kāi)的地球環(huán)境保護(hù)會(huì)議以及在中國(guó)北京舉行的車展上,都可以見(jiàn)到用電子紙做成的RFID門票的身影。除此以外,電子紙與RFID的結(jié)合還體現(xiàn)在醫(yī)療中——作為一家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出RFID彩票和RFID紙片計(jì)算機(jī)的瑞典公司,Cypak又在最近推出了電子病歷卡以及與之配套的用電子紙包裝的藥片。通過(guò)在紙片上事先“印刷”服藥時(shí)間、服藥劑量等信息,埋藏于“紙片”中的蜂鳴器會(huì)定時(shí)提醒病人或者護(hù)士。