視力“保護神”

龍村

隨著kindle等電子墨水顯示器的不斷推廣，電子墨水越來越受歡迎，這得益于它功耗低、超薄、在強光下可視、無閃爍、無輻射、可視角度大等優點。

電子墨水技術（電泳式電子紙）是一種屏幕技術，電子紙由電子墨水及兩片基板組成，上面涂有由無數微小的透明顆粒組成的電子墨水膠囊，也叫微膠囊，顆粒直徑只有人的頭發絲的一半大小。只要調整顆粒內的染料和微型粒子的顏色，便能使電子墨水顯現色彩和圖案。

電子墨水技術的關鍵是調整電子墨水膠囊。這涉及電泳，電泳是懸浮在液體中的帶電粒子在電場作用下所產生的運動。當對該分散系施加電場時，帶電粒子就會在庫侖力的作用下發生電泳。這時，可對促使電泳發生的電壓進行控制，進而得到想要顯示的內容。

微膠囊電泳顯示的創新之處在于將顏料粒子和深色染料溶液包裹在微膠囊內，從而在微膠囊內實現顯示。

制造微膠囊本身僅涉及較簡單的化學知識，微膠囊制成后被稱為膠質材料。它是細小的固態顆粒，承擔液態的物理性質。這一物理性質使電子墨水具有廣闊的應用市場。

為實現更廣泛的應用，電子墨水的驅動方式尤為重要，可根據顯示用途來決定它的驅動方式和電極結構。用作數字和簡單圖案顯示時，可采用段電極和固定圖形電極，而用作文字字符或圖片顯示時，一般采用矩陣電極進行驅動。

矩陣電極采用行列電極對像素點進行組合控制，在不改變控制電路復雜度的情況下，可大大提高圖像的分辨率。目前應用最多的是有源矩陣驅動，它在掃描電極 X 和信號電極 Y 的矩陣像素點上附加集成開關元件和必要的電容器元件，排列成矩陣陣列，直接由獨立的開關驅動各像素點。

如今，電子墨水最大的缺點就是刷新時間太長，有時甚至難以滿足用戶的需求。電泳粒子的響應時間可定義為粒子從一端極板運動到另一端的平均時間，響應時間是影響電泳器件顯示性能的重要因素，減小電泳粒子的響應時間可直接加快顯示器件的響應速度。目前得出的響應時間與各參數的關系為

T=

式中，T 為粒子的響應時間，d 為電極間距，V 為電泳電壓，η為黏度，ζ為電泳粒子的Zeta電位，ε為懸浮液介電常數。

黏度是度量流體黏性大小的物理量，又稱黏性系數、動力黏度，是液體受外力作用移動時，分子間產生的內摩擦力的量度。

為實現電泳粒子良好的電泳效果，懸浮液應選用具有較低黏滯系數的溶劑。同時在電泳粒子的制備研究中，要求粒子表面盡可能光滑，以減小其遷移過程中的黏滯阻力，提高其流動性。橢球形或球形的粒子流動性最佳，從比表面積與機械強度考慮，球形粒子無疑是最佳選擇。

Zeta電位是判斷一個表征分散體系穩定性的重要指標。由于帶電微粒吸引分散系中帶相反電荷的粒子，在電場的作用下，固液相界面的雙電層會沿著移動界面分離，雙電層偏離產生的電位差就叫Zeta電位。

在電子墨水的制備中，增大ζ值可通過加入電荷控制劑來實現。電泳粒子為帶電粒子，部分顆粒較大的電泳粒子所帶電荷量不足以引起自身的電泳遷移，此時可加入某些可離解物質，即電荷控制劑，它可以與電泳微粒表面的功能性基團作用，使微粒表面產生較高的 Zeta 電勢，在懸浮液中能以較快的速度運動。

兩極板間距d對顯示器件的響應速率的影響很大，因為d值直接影響電泳液上電場的大小，從而影響粒子的電泳速度。減小d值可直接增大電泳粒子上的電場場強，降低在器件上、下極板間施加的電壓要求，加快器件的響應時間。但d值的減小會大大降低電泳粒子對分散介質的遮蓋力，在宏觀的視覺效果上，降低圖像顯示的對比度。綜合以上因素，d的取值以0.5mm至2mm 為宜。