陈诗瑶 杨丁 谢佳讯

【摘 要】电子纸是一种新型的显示技术，本文主要介绍了它的工作原理和应用前景，电子纸显示技术低碳环保，节约电量，可减少纸质资源的使用，为环保事业做出贡献。

【关键词】电子纸；低功耗；低碳环保；应用前景

一、引言

日常生活中，纸张是我们的必需品，无论是读书看报，还是办公纸质打印，或街头广告，纸张都随时随地充斥着我们的生活，纸张作为我们日常交流的主要媒介必不可少。电子纸是一种新型电子显示技术，在多种场合可替代纸张使用，减少环境污染，保护自然资源。

二、电子纸

电子纸（Electronic paper，简称E-paper）也称电子墨水屏（Eink），是一种显示效果与纸张印刷效果类似的显示技术。电子纸最显著的优点是可重复擦写、节约能源、耗电量低。当电子纸上显示的数据处于保持状态的时候，不需要消耗电量，只有当显示的数据信息需要更改时才会耗电[1]，它的这种“双稳态”特性极大地降低了电量的使用。

（一）电子纸的工作原理

电子纸较为常见的显示技术是微胶囊电泳电子墨水技术，它的微胶囊透明液体中含有黑、白两种带电粒子。在外加电场的作用下，上下两极板呈现不同的电性，微胶囊内的黑、白两带电粒子根据“同性相吸，异性相斥”的特点，在两极板间运动，最终稳定下来，黑色微粒堆积的极板处显示黑色，白色微粒堆积的极板则显示白色。随着外加电压的变化，微胶囊内部的黑、白微粒做相应运动，最终显示出由黑色与白色组成的信息。将微胶囊内的染料颜色和黑、白两色带电微粒的颜色更改为其它颜色，则电子纸可显示五颜六色的文字和图案[2]。

（二）电子纸的优点

电子纸的显示效果如同纸张印刷的油墨一般，但由于纸张不能重复使用，造成环境污染，使用电子纸的重复电擦写特性可大大减少纸张的使用，节约能源。它的功耗较低，使用寿命较长，电子纸比LED、LCD等显示技术的耗电量更低。它方便携带，轻薄，可略微弯曲，其视角可达180°，在强烈的阳光下，电子纸上的显示内容也清晰易读。根据实验研究证明，使用电子纸阅读时，人眼球的阅读行为和纸质阅读时眼球的阅读行为是一致的[3]。电子纸在节省能源的同时，也保护了视力。電子纸可随意调节显示字体的大小，对于视力障碍的人来说是一大福音。

三、电子纸的应用前景

一直以来，纸张都作为人们日常生活中交换信息的关键介质，但由于纸张印刷的图文信息无法随时随地更改内容，造成油墨印刷和纸张使用的浪费。随着社会的快速发展，我们获取信息的更新速度也更加频繁，采用电子纸替代目前普遍使用的纸张，可解决资源浪费的问题，并可实时更改显示内容，达到节能环保的目的。电子纸的具体应用前景如下：

（一）电子报纸，电子书

随着时代的发展，我们获取信息的频率也越来越快，读报、看书、阅读新闻也越来越具有时效性，采用电子报纸、电子书进行日常资讯的读取，可更加方便快捷地更新相关信息，不必为购买报纸而奔波，在家即可了解天下事，基本可实现随时随地阅读讯息。

（二）电子纸办公

在日常办公中，会使用很多纸张打印或复印办公资料，很多打印资料只做暂时性使用，使用完了也无法重复利用，只能作废物处理。而使用电子纸办公替换日常办公中需要打印复印资料的纸张，只需将需要的资料内容显示在电子纸上，即可享受和纸张一样的视觉效果，更改显示内容也更快更方便，电子纸的使用可使办公更加简便化。

（三）商场货物电子标签

当我们在商场超市购物时，随处可见商场商品的纸质价格标签，价格标签既让顾客更快了解商品价格、生产地等基本信息，也可减少工作人员的数量。用电子纸价格标签，当需要更改标签上的相关信息时，不必重新更换标签，只需使用相关的软件程序即可快速更改内容，大大减少更换纸质标签带来的工作量，降低劳动成本。且电子纸的字体大小可调节，极大地方便有视力障碍的人。

（四）医院病床电子病人信息卡

几乎每个医院的病床床头都有记录病人相关信息的纸质床头信息卡，床头信息卡主要包含病人姓名、年龄、性别、就诊医生、注意事项等相关信息，当病人离开或信息改变时，就需要重新更换床头信息卡，频繁地更新纸质床头信息卡势必带来一定的工作量，且存在纸张不能重复使用的问题。目前已有部分医院选用电子纸显示的床头信息卡，由于电子纸床头信息卡的功耗极低，正常情况下其使用寿命可长达数年，也可更加简单快捷地更改病人信息。

（五）电子点餐菜单

基本每个餐馆都需要点餐菜单，一旦点餐菜单制作好后，每个点餐菜单都只能是固定的，当增加、减少菜品数量或在某节假日，商家需要强力推荐某种菜品时，商家们又必须重新制作菜单，给商家带来一定的制作成本。使用电子纸点餐菜单，商家只需一次购买电子纸点餐菜单，即可重复使用。

（六）广告牌

生活中随处可见广告牌，采用电子纸广告牌可达到和日常广告牌同样的效果，电子纸广告牌其可视度视角范围很宽，适用于车站、机场、建筑物上的广告牌。

（七）其它应用场景

电子纸还可以应用于公交站台的公交车站信息显示、加油站油价价格显示等其它信息更新频繁的场合，可减少工作人员工作量，节约纸张，同时相比其他电子显示技术更加节能。

四、电子纸的缺点

由于电子纸的工作原理是依赖于粒子的运动，所以它的刷新时间较长，一般情况下不将电子纸用于视频播放。电子纸显示技术由于它的双稳态特性需要独立的驱动器架构，目前制作工艺略微复杂，同时对于材料成本的要求也较高[3]。但随着电子纸显示技术的完善，成本将有望进一步降低。

五、结束语

电子纸具有巨大的应用前景，凭借电子纸可重复电擦写的特性，可广泛替代日常生活的纸质显示，为生活带来了更加便捷的操作方式，绿色环保。

【参考文献】

[1]张卓，邵喜斌，王刚，等.电子纸显示技术的应用与市场情况[J].光机电信息， 2009，26（11）：17-29.

[2]王静，冯亚青，李祥高，等.微胶囊电泳显示技术[J].化学通报，2005， 68（6）：432-437.

[3]Siegenthaler E， Wurtz P， Bergamin P， et al. Comparing reading processes on e-ink displays and print[J].Displays， 2011，32（5）：268-273.