電子紙技術對今天大多數人來說仍舊陌生，不過這項技術歷經35年的發展后，已經醞釀著一場對傳統閱讀、協作以及學習方式的巨大改變—就像一些專家們評價的那樣，電子紙張技術將是15世紀印刷術誕生后最偉大的發明。“使用柔性材料制造，只需要非常低的能量消耗、制造成本低廉、最重要的是人們能夠簡單方便的進行閱讀！”科學家及產業界目前對電子紙張這種顯示技術報以深切希望，甚至有專家預言——“在未來十年內，電子紙張配合存儲芯片能夠裝下整個圖書館，電子紙張介質也將讓絕大多數印刷報刊成為歷史”。本文將從電子紙張的歷史說起，和廣大網友一起來了解“電子紙張”這項足以促成第二次傳遞文明方式革命技術的原理，技術現狀及美好的未來。

電子紙張技術和我們現在已經廣泛應用的LCD液晶技術以及未來的OLED、有機EL顯示有什么不同呢？簡單的說后三種包括CRT在內都是一種主動發光技術，靠顯示設備自身產生光線，無論是CRT上電子轟擊熒光物質發光，還是LCD背光燈管主動發光，都符合“自身發光”的原理，是電能到光能的轉化需要耗費能量的，而且這樣產生的亮度和環境光沒有多大關系。如此以來就可能產生這樣的結果，在黑暗的地方，可能液晶屏幕顯得亮度刺眼，而在室外光線環境下，液晶屏幕背光被環境光壓制幾乎不可讀，這些都是“自發光技術”很難處理的問題。為什么電子紙技術被稱為“E-paper”呢？答案就是電子紙張自身并不發光，它是通過反射環境光到讀者眼中達到顯示目的的，由于這一顯示原理和傳統印刷品幾乎相同，人的視覺感知結果如紙張印刷品類似，所以“E-paper”稱呼這種技術是名至實歸了。

這位先生在正專心閱讀，他手中的“電子書本”完全符合傳統書籍的閱讀方式

精工限量版本手表，上圖上黑色背景的圖案就是由表上卷曲的電子紙顯示出來的，圖像可以實現存儲任意切換，每次見到都是不同風格。

采用電子紙張作顯示屏的媒體播放器和電子書 因為電子紙張是反射外界光線到讀者眼中，外界強烈的日光并不影響顯示效果，我們依舊能從E-paper清楚查詢冠軍杯的比賽詳情。

在上個世紀七十年代，施樂（Xerox）的Palo Alto 研究中心（簡稱PARC）是毫無爭議的全球創新技術研發中心。現在計算機的很多原形設計和概念都誕生自這里，比如鼠標、激光打印機、以太網、GUI圖形操作界面、多色計算機圖形卡以及眾多的計算機語言。而在這些眾多技術突破中，有一項技術幾乎被埋沒，這就是由PARC研究人員Nicholas K. Sheridon在1974年發明的“Gyricon”電子墨水技術，當時是為了施樂的Alto個人電腦研發的全新顯示技術，而這項技術最終沒有得到產業化，卻鬼使神差的奠定了現代電子紙張技術的基礎。

時隔近35年，國外媒體同行TFOT采訪了Nicholas K. Sheridon，當然關注的重點就在于“Gyricon”這項意義深遠的發明。

E-paper之父Nick Sheridon

Q：當時的研發工作是怎樣開始的？

A：在上世紀60年代末70年代初，施樂Xerox PARC開發并力圖說服施樂的管理層認識到代號為“Alto”的個人電腦開發計劃，但是它們并沒有獲得管理層理解而流產了。要知道“Alto”是世界上第一部辦公和字處理電腦，無論哪一方面都可以稱作驚世駭俗，承前啟后了，甚至說在即便是后來的MAC和IBM兼容機有很多技術追求還達不到“Alto”的高度。在當時施樂PARC研發人員眼中，即便是當時最好的陰極射線管顯示器(即CRT)，他們也并不滿意其顯示器效果——亮度不夠，對比度差，人們只能在較暗的房間里面使用電腦，必須拉上窗簾，關上燈，這太不方便了。于是幾名PARC的科學家們就開始探索研究更好的顯示器技術，能解決在明亮光線環境下工作的設備。于是乎，我就發明了由無數滾動球構成的“Gyricon”顯示技術，而小組的另外的同事的工作成果是電泳顯示器，而這項技術在當時還解決不了壽命問題就放棄了。

 Gyricon技術經過一定時間的研究取得階段成果，也進行專利申請，可就在這個時候我們PARC和施樂管理層在理念上發生了沖突，它們高度評價了這個在顯示器方面的研究，然后卻說施樂并不是一家顯示設備制造公司，在這時我明白了，我們研究人員寄予高度希望的Alto個人電腦在施樂公司是永遠開發不出來的，作為PARC的研究人員我們只能順著公司的思路，停止了“Gyricon”電子墨水的開發，繼而進行施樂傳統業務復印機/打印機技術的研究組織日本廠商在這些業務上對我們的蠶食。之后我又發明了基于離子放射照相法技術的打印機，這后來變成了施樂一項非常重要的產品，帶來了1.5億美元的收入。之后我又開發出了業界第一款結合打印機、復印機掃描儀以及傳真的一體機產品，但是這項設計被施樂的管理層取消了。在今天看來，我只能說施樂當時的領導層是難以置信的短視，就當時的施樂來說，它本應該有無數的機會在新興產業上有所作為，但是都被放棄了，那時的施樂并不缺錢，它有足夠的資金招攬頂級專家們組成當時世界一流的科研機構PARC，但是施樂的管理層認準了復印機一條道跑到黑，也注定了未來施樂帝國的衰落。

Q: e-paper是如何誕生的?

A:我真正意識到電子紙張作用是在1989年。早在施樂PARC任職的時候，我們就認為無紙化辦公的出現必定會替代傳統的打印和復印過程，紙張介質呈現的文檔最終會被各種個人電腦的顯示終端替代。但和我們預計的不同，無紙化辦公時代并沒到來，相反個人電腦的大量使用使得更多的紙張耗材被用掉了。我意識到消耗的大多數紙張是因為閱讀紙質文檔和從CRT或者液晶顯示器獲得舒適程度的差異造成的。很多時候，超過半頁的文檔就會被打印，然后在閱讀幾遍后，當天內就被丟掉到垃圾桶里，造成了極大的浪費。現實對于帶來紙張閱讀感受的電子顯示設備的需求潛力是無法估量的，這時e-paper電子紙張的想法就自然而然涌出來了。當時是把紙張上墨水字跡作為“完美閱讀”顯示的標準的，隨后，我突然意識到自己在70年代初發明的“Gyricon”顯示器不正是電子紙實現的不錯的候選方案么？于是乎，我就開始著手于Gyricon 的制造程序開發，解決以前遺留的一些問題，在當時除了身邊的一個高級技術員幫助外，我幾乎是在孤軍奮戰。

Q:從e-paper技術誕生到現在已經快35年了，你是否覺得該項技術從研發到市場普及花費了太多的時間了？

 A: 實際上現在E-paper 技術已經進入了市場了，只不過它的市場規模還很小。Gyricon 技術在廣告牌，標識牌領域已經打開市場，而E Ink 公司已經為日本索尼提供e-paper顯示技術；現在的狀態有點像電視剛開發成功的那幾年，市場啟動和普及會不斷呈加速狀態前進。

Q: 在您看來大規模推廣電子紙張技術的瓶頸在哪里?

A:沒有技術能具備紙張上字跡所有有點——顯示介質足夠的薄，任意卷曲，顯示圖像和文字時不消耗電能，在環境光線強烈時也有高度可讀性，高分辨率，很高的白度，優秀的對比度，足夠的便宜！其中最為重要的一個因素是畫面的尋址驅動電路。有機薄膜晶體管或者TFT技術都能提供低成本的靈活尋址方案,現在需要解決的就是大規模量產化的問題，同時不斷完善電子紙張設計。

最早的一張基于Gyricon電子紙產生的圖案，實現的方法是在Gyricon面板后放置X形狀的電極，施加一個電壓后圖形X就形成了。

通過印刷電子（Printed electronics）生產的方式 大批量量產電紙張已經突破

電子紙包設計含兩個組成部分，第一個當然是電子墨水，有時候也被稱為“前面板”；另一個組成部分相對也被稱為背板，主要是用于讓電子墨水頁生成文字或者圖片的電路組件。

在電子墨水概念誕生后的很多年中，工程師們開發了很多種制造電子墨水的方法。由Nick Sheridon在施樂公司開發的Gyricon電子墨水誕生于上世紀七十年代，大體上是包含一層微笑的塑料珠子的柔韌的塑料薄板，每一個小珠子都被封裝在微小的油囊中，成懸浮狀態，這樣每一個小珠子在塑料板中都可以隨意的旋轉。小珠子的每個半球有不同的顏色和相異的電荷。當背板對珠子施加電場后，小珠子受力轉動，這樣就形成了雙色的圖案了。當然Gyricon電子墨水也存在限制，亮度相對較低，分辨率難以提高，并且缺少色彩。作為電子墨水技術的鼻祖，Gyricon電子墨水現在仍舊不斷在改進以解決上述問題，但隨之而來有越來越多的廠商看好電子墨水的前景，近年來也開發出其它改良型的設計。