黑白及彩色电子纸技术发展浅析

实现电子纸彩色显示的有益尝试

为了解决传统E-Ink电子纸只能显示黑白两种颜色的尴尬，E-Ink公司与专业的滤色片厂商
Toppan公司合作开发了滤色片彩色E-In k电子纸并展示过其试验样机。这种方案一经问世便受到一些后板厂商的青睐，例如HP采用可有效降低生产成本的“自对准压印光刻”(SAIL)工艺、三星采用新型“碳纳米管”(CNTs)电路后板、LGPhilips采用薄膜电路后板开发的滤色片彩色E-Ink电子纸，都已展示过样机。另外，Bridgestone也展示过滤色片型QR-LPD彩色电子纸。

HP、LG-Philips展示的滤色片型彩色电子纸

滤色片彩色电子纸在技术上很容易实现，但滤色片会降低光反射率或显示亮度，同时用多个色彩子像素组合成一个显示像素则降低了单位面积的像素数量或分辨率，这种方案是以降低亮度和分辨率为代价来实现彩色显示的，并且滤色片还增加了电子纸的厚度。因此，不少厂商和研究机构都在致力于开发像素自身具有反射彩色光的机制、无需滤色片就能实现彩色显示的电子纸技术，并且已经有了明显进展，下面介绍的主要就是这类彩色电子纸技术。

反射式液晶彩色电子纸捷足先登

目前，液晶显示器已成为主流的显示设备，但并不具备电子纸所需的双稳态、反射显示的特性。目前，已经开发出来的采用反射式液晶材料的电子纸技术，主要有如下几种。

◇胆甾型液晶显示技术
◇向列型液晶显示(Nematic Liquid Crystal Display，NLCD)技术
◇双稳态液晶显示(Bistable Liquid Crystal Display，BLCD)技术

其中，向列型液晶和双稳态液晶电子纸都需要采用滤色片实现彩色显示，所以这里主要介绍胆甾型液晶彩色电子纸技术。

2009年3月18日，Fujitsu的FLEPia便携式信息终端开始销售，FLEPia采用的电子纸显示屏为8英寸/768×1024像素/26万色。由于这是首款正式上市的彩色电子书阅读器，所以引起了普遍的关注。

FLEPia采用的便是胆甾型液晶显示(ChLCD)电子纸技术，胆甾型液晶(CLC)的分子呈螺旋状排列，故也称螺旋状液晶材料。CLC材料具有独特的光反射选择特性，掺入了适当添加剂的CLC材料只能反射特定波长的色光，采用不同的添加剂配方可以配制成分别反射红、绿、蓝三种基色光的
CLC材料。CLC材料还具有独特的光电特性，在外加电压的作用下，其分子的螺旋状态会发生变化，进而导致光反射率改变，且在外加电压消失后仍能保持这种状态，具有双稳态特性。

CLCD像素的基本结构和彩色显示原理

CLCD电子纸为多层结构，每个像素由分别能反射“蓝-绿-红”基色光的3层CLC材料堆叠构成，底层是光吸收层，每层CLC材料都处于两个透明电极的夹层中。当驱动电压分别加载到3个反射层的电极时，各反射层对环境光中3种基色光的反射率相应改变，所反射的3种适当强度的基色光按照加法混色规律就可以混合成所需的某种颜色，从而实现彩色显示。

CLCD电子纸技术可以显示明亮鲜艳的彩色效果，无需偏光片和滤色片的CLCD前板厚度仅0.8毫米左右；CLCD具有双稳态低功耗特性，其功耗只有普通液晶显示器的1/50；CLCD具有可弯曲的柔韧性，生产成本也较低。不少分析人士认为，CLCD将成为未来十年主要的一种电子纸技术。