電子紙的應用場景

陳詩瑤 楊丁 謝佳訊

【摘 要】電子紙是一種新型的顯示技術，本文主要介紹了它的工作原理和應用前景，電子紙顯示技術低碳環保，節約電量，可減少紙質資源的使用，為環保事業做出貢獻。

【關鍵詞】電子紙；低功耗；低碳環保；應用前景

一、引言

日常生活中，紙張是我們的必需品，無論是讀書看報，還是辦公紙質打印，或街頭廣告，紙張都隨時隨地充斥著我們的生活，紙張作為我們日常交流的主要媒介必不可少。電子紙是一種新型電子顯示技術，在多種場合可替代紙張使用，減少環境污染，保護自然資源。

二、電子紙

電子紙（Electronic paper，簡稱E-paper）也稱電子墨水屏（Eink），是一種顯示效果與紙張印刷效果類似的顯示技術。電子紙最顯著的優點是可重復擦寫、節約能源、耗電量低。當電子紙上顯示的數據處于保持狀態的時候，不需要消耗電量，只有當顯示的數據信息需要更改時才會耗電[1]，它的這種“雙穩態”特性極大地降低了電量的使用。

（一）電子紙的工作原理

電子紙較為常見的顯示技術是微膠囊電泳電子墨水技術，它的微膠囊透明液體中含有黑、白兩種帶電粒子。在外加電場的作用下，上下兩極板呈現不同的電性，微膠囊內的黑、白兩帶電粒子根據“同性相吸，異性相斥”的特點，在兩極板間運動，最終穩定下來，黑色微粒堆積的極板處顯示黑色，白色微粒堆積的極板則顯示白色。隨著外加電壓的變化，微膠囊內部的黑、白微粒做相應運動，最終顯示出由黑色與白色組成的信息。將微膠囊內的染料顏色和黑、白兩色帶電微粒的顏色更改為其它顏色，則電子紙可顯示五顏六色的文字和圖案[2]。

（二）電子紙的優點

電子紙的顯示效果如同紙張印刷的油墨一般，但由于紙張不能重復使用，造成環境污染，使用電子紙的重復電擦寫特性可大大減少紙張的使用，節約能源。它的功耗較低，使用壽命較長，電子紙比LED、LCD等顯示技術的耗電量更低。它方便攜帶，輕薄，可略微彎曲，其視角可達180°，在強烈的陽光下，電子紙上的顯示內容也清晰易讀。根據實驗研究證明，使用電子紙閱讀時，人眼球的閱讀行為和紙質閱讀時眼球的閱讀行為是一致的[3]。電子紙在節省能源的同時，也保護了視力。電子紙可隨意調節顯示字體的大小，對于視力障礙的人來說是一大福音。

三、電子紙的應用前景

一直以來，紙張都作為人們日常生活中交換信息的關鍵介質，但由于紙張印刷的圖文信息無法隨時隨地更改內容，造成油墨印刷和紙張使用的浪費。隨著社會的快速發展，我們獲取信息的更新速度也更加頻繁，采用電子紙替代目前普遍使用的紙張，可解決資源浪費的問題，并可實時更改顯示內容，達到節能環保的目的。電子紙的具體應用前景如下：

（一）電子報紙，電子書

隨著時代的發展，我們獲取信息的頻率也越來越快，讀報、看書、閱讀新聞也越來越具有時效性，采用電子報紙、電子書進行日常資訊的讀取，可更加方便快捷地更新相關信息，不必為購買報紙而奔波，在家即可了解天下事，基本可實現隨時隨地閱讀訊息。

（二）電子紙辦公

在日常辦公中，會使用很多紙張打印或復印辦公資料，很多打印資料只做暫時性使用，使用完了也無法重復利用，只能作廢物處理。而使用電子紙辦公替換日常辦公中需要打印復印資料的紙張，只需將需要的資料內容顯示在電子紙上，即可享受和紙張一樣的視覺效果，更改顯示內容也更快更方便，電子紙的使用可使辦公更加簡便化。

（三）商場貨物電子標簽

當我們在商場超市購物時，隨處可見商場商品的紙質價格標簽，價格標簽既讓顧客更快了解商品價格、生產地等基本信息，也可減少工作人員的數量。用電子紙價格標簽，當需要更改標簽上的相關信息時，不必重新更換標簽，只需使用相關的軟件程序即可快速更改內容，大大減少更換紙質標簽帶來的工作量，降低勞動成本。且電子紙的字體大小可調節，極大地方便有視力障礙的人。

（四）醫院病床電子病人信息卡

幾乎每個醫院的病床床頭都有記錄病人相關信息的紙質床頭信息卡，床頭信息卡主要包含病人姓名、年齡、性別、就診醫生、注意事項等相關信息，當病人離開或信息改變時，就需要重新更換床頭信息卡，頻繁地更新紙質床頭信息卡勢必帶來一定的工作量，且存在紙張不能重復使用的問題。目前已有部分醫院選用電子紙顯示的床頭信息卡，由于電子紙床頭信息卡的功耗極低，正常情況下其使用壽命可長達數年，也可更加簡單快捷地更改病人信息。

（五）電子點餐菜單

基本每個餐館都需要點餐菜單，一旦點餐菜單制作好后，每個點餐菜單都只能是固定的，當增加、減少菜品數量或在某節假日，商家需要強力推薦某種菜品時，商家們又必須重新制作菜單，給商家帶來一定的制作成本。使用電子紙點餐菜單，商家只需一次購買電子紙點餐菜單，即可重復使用。

（六）廣告牌

生活中隨處可見廣告牌，采用電子紙廣告牌可達到和日常廣告牌同樣的效果，電子紙廣告牌其可視度視角范圍很寬，適用于車站、機場、建筑物上的廣告牌。

（七）其它應用場景

電子紙還可以應用于公交站臺的公交車站信息顯示、加油站油價價格顯示等其它信息更新頻繁的場合，可減少工作人員工作量，節約紙張，同時相比其他電子顯示技術更加節能。

四、電子紙的缺點

由于電子紙的工作原理是依賴于粒子的運動，所以它的刷新時間較長，一般情況下不將電子紙用于視頻播放。電子紙顯示技術由于它的雙穩態特性需要獨立的驅動器架構，目前制作工藝略微復雜，同時對于材料成本的要求也較高[3]。但隨著電子紙顯示技術的完善，成本將有望進一步降低。

五、結束語

電子紙具有巨大的應用前景，憑借電子紙可重復電擦寫的特性，可廣泛替代日常生活的紙質顯示，為生活帶來了更加便捷的操作方式，綠色環保。

【參考文獻】

[1]張卓，邵喜斌，王剛，等.電子紙顯示技術的應用與市場情況[J].光機電信息， 2009，26（11）：17-29.

[2]王靜，馮亞青，李祥高，等.微膠囊電泳顯示技術[J].化學通報，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.