電子紙的載體是一張?zhí)厥獾谋∧z片,通過在膠片上"涂"上的一層帶電的物質(zhì)(電子墨),根據(jù)內(nèi)容的不同進(jìn)行后臺控制,通過相應(yīng)的顯示組合以達(dá)到內(nèi)容顯示的目的。電子紙的內(nèi)核就是一個廣義上的IC,整個閱讀器則可看作是一個薄薄的內(nèi)嵌式遙控顯示板。電子墨水就是將帶正、負(fù)電的諸多黑白粒子,密封于微膠囊內(nèi),因施加電場的不同,在監(jiān)視器表面產(chǎn)生不同的聚集,呈現(xiàn)出黑或白的效果。商業(yè)化程度最好的非液晶電子紙技術(shù)是E-Ink的電子墨水技術(shù)(電泳式電子紙)。
E-Ink的電子紙由電子墨水及兩片基板所組成:第一部分是電子墨水,有時被稱為“前基板(front plane)”;二是使電子墨水生成文本和圖像所需要的電子設(shè)備組合,包括控制部分和顯示部分,被稱為“背基板(backplane)”。背基板上面涂有由無數(shù)微小的透明顆粒組成的電子墨水,顆粒直徑只有人的頭發(fā)絲的一半大小。電子墨水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。電子墨水由數(shù)百萬個尺寸極小的微膠囊構(gòu)成,直徑與頭發(fā)絲相當(dāng)。每一個微膠囊中含有帶正電荷的白色粒子和帶負(fù)電荷的黑色粒子,它們懸浮在清潔的液體中。 如圖1所示,電子墨水薄膜的頂部是一層透明材料,作為電極端使用;底部是電子墨水的另一個電極,微膠囊夾在這兩個電極間。微膠囊受負(fù)電場作用時,白色顆粒帶正電荷而移動到微膠囊頂部,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。如果電場的作用方向相反,則顯示效果也相反,即黑色顯示,白色隱藏??梢?,只要改變電場作用方向就能在顯示黑色和白色間切換,白色部位對應(yīng)于紙張的未著墨部分,而黑色則對應(yīng)著紙張上的印刷圖文部分。
圖1 電泳電子墨水工作原理
當(dāng)這種電子墨水被涂到紙、布或其他平面物體上后,人們只要適當(dāng)?shù)貙λ枰噪姄?,就能使?shù)以億計的顆粒變幻顏色,從而根據(jù)人們的設(shè)定不斷地改變所顯現(xiàn)的圖案和文字。只要調(diào)整顆粒內(nèi)的染料和微型粒子的顏色,便能夠使電子墨水展現(xiàn)色彩和圖案來。該方式是利用在電壓下能夠改變黑白狀態(tài)的微膠囊來實現(xiàn)圖像顯示的。微膠囊中帶電的白色氧化鈦顆粒和黑色碳粉粒子在電壓下上下移動,從而繪制出黑白圖像。其特點是在反差、明亮度視覺等方面較理想,耗電低,重量輕而容易使其薄型化,形狀自由等。此外,有的產(chǎn)品是利用帶電色粉的電泳現(xiàn)象,通過加大色粉的密集度來提高黑白反差的。