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广州仔 引领“造纸2.0”浪潮

发布时间:2018-04-04 14:27  来源:大洋网—广州日报   浏览量:

  电子纸弯曲测试

  高倍微距镜头下呈现的电子纸材料的接触角测试

  电子纸标价牌在常温下的屏幕闪烁测试

  电子纸屏幕在常温下的屏幕闪烁测试

  自主研发的阅读器

  作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯能应用在多个领域,改变和颠覆现有产品的各项指标,被预言将掀起一场新的产业革命,电子纸便是石墨烯的最新运用领域之一。

  石墨烯电子纸的出现,增加了电子纸大面积推广的可能性。除已知的电子阅读器、商超电子价格标签、双屏手机、个人穿戴设备,电子纸还能出现在智能家居、智能城市、智能医疗、智能建筑上,无处不在,万物互联。

  “石墨烯电子纸今年将量产,我们的目标是引领‘造纸2.0’浪潮”,广州仔、“千人计划”国家特聘专家、奥翼电子创始人陈宇博士说:“随着新零售的出现,国内的电子价格标签将是我们今年最大的突破口。”

  文/广州日报全媒体记者周伟力

  图&视频拍摄/广州日报摄影记者苏俊杰

  视频剪辑/广州日报全媒体记者甄志良

  【话你知】

  何为“石墨烯电子纸”?

  纳米级厚度10层以下的石墨层称为石墨烯,是世界上目前已知最薄的、韧度最高的、导电性能最强的材料之一。电子纸技术是一类技术的统称,目前主要是采用电泳显示技术作为显示面板,其显示效果接近自然纸张效果,免于阅读疲劳。相比于传统电子纸,石墨烯电子纸具有进一步降低成本、柔性好、透光率好的优点。

  彩色、柔性、窗户、衣服

  通过电子纸实现“一键秒变”

  大家对电子阅读器应该并不陌生,电子阅读器上用于显示文字和图片的黑白显示屏,就是电子纸。由于携带方便,储藏量大,电子阅读器成为“阅读一族”的标配。至今,电子阅读器出货量超过7000万部。

  不过,电子阅读器的热销,让人们将直接电子纸等同于电子阅读器,认为电子纸是厚重的、不可折叠的、只有黑与白两种颜色、只能运用在电子阅读器上。如果去除掉电子阅读器,人们很难想象,电子纸还能运用在其他领域上,这其实让习惯限制了想象力。

  “电子纸技术至少可以运用到140种产品上。”在广州中山大学取得物理系学士学位、美国的普林斯顿大学完成硕士和博士学位的广州仔陈宇介绍,除电子阅读器,电子纸还可运用在电子价格标签、电脑显示器、电子教材教辅产品(如电子书包)、双屏手机、穿戴式电子设备(手表、手环等)、车载显示器、工业仪表等产品以及物联网等需要超柔性显示屏的领域。

  石墨烯的运用,能够进一步降低电子纸的成本,增加电子纸普及的可能性。而彩色和柔性折叠两种技术的出现,则进一步扩展了电子纸的应用范围。“未来人们穿的衣服是可变的,按个按钮,衣服表面的颜色和图案就会有不同。同样,墙壁的图案和窗户的透光率,都可以通过电子纸实现‘一键秒变’。”陈宇介绍,科幻故事里的许多场景,正在逐步变成现实。

  不是“讲故事”

  今年量产石墨烯电子纸

  2003年,陈宇在《自然》杂志发表了一篇关于超薄显示屏的研究成果,在世界范围内引起了轰动。2008年,在主要技术取得重要突破的情况下,陈宇带领团队创立了奥翼电子,致力于“电子纸”技术产业化。

  对于石墨烯,市面上充斥着许多近乎天方夜谭似的“故事”,其中不乏“PPT造物”和“蹭热点”的。“我们运用石墨烯,绝对不是蹭热点。”陈宇表示。石墨烯是有机材料,强度很大,能像纸一样卷曲,这就能极大地拓展电子纸的应用。

  石墨烯的运用,还进一步降低电子纸的生产成本。目前,电子纸显示屏都采用ITO材料(一种铟锡氧化物)制作成的薄膜。ITO薄膜采用的稀有金属铟,不但价格昂贵而且存储量少,有短缺的风险。而采用石墨烯薄膜能有效降低成本。另外,由于石墨烯薄膜的透光率高,能提升电子纸显示的亮度,让电子纸的性能再登上了一个台阶。

  石墨烯电子纸研发难度极高

  “在单层塑料基材上铺单层的石墨烯薄膜,这就像在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜,同时还要涂布电子墨水,而不能有缺陷,然后还需要精细的电路来驱动,因此石墨烯电子屏技术的研发难度极高。”陈宇表示。

  事实上,在不牺牲显示质量的前提下降低成本,一直是陈宇和他的团队坚持的目标。创业之初,陈宇和他的团队在有限的条件下不断进行技术研发和创新,成功开拓了一条崭新的电子纸技术路径,终于以一种降低50%生产成本以上的方法,做出了高性能的电子纸。

  早在2015年,奥翼团队与重庆墨希签署了合作协议,联合开发石墨烯电子纸。通过三年努力,共同开发出能够取代ITO薄膜的石墨烯薄膜以及相应的电子墨水配方和涂布工艺,使电子墨水能够涂覆于石墨烯薄膜上形成石墨烯电子纸,2016年,正式制成全球首款超柔性的高分辨率石墨烯电子纸显示屏,成为全球第一家将石墨烯运用于电子纸的科技企业,并将于今年投放市场。

  同时,奥翼电子和多家科研机构展开合作,像和香港科技大学合作开发智能窗帘以及和中山大学合作开发彩色电子纸,以确保技术始终处于国际电子显示行业的最前沿。

  石墨烯电子纸的出现,再次占领当代显示技术创新的制高点,“重新发明纸张”的任务有望由我们主导完成。

  新零售带来新突破

  今年电子纸产销量升十倍

  奥翼电子的全球研发总部位于广州南沙,其展品大厅摆放着各种尺寸、不同用途的电子纸产品,电子价格标签就在其中。相比于传统的纸质价格标签,电子价格标签最大的亮点在于价格能在后台统一调控,即时更新,能节省大量的劳力与纸张,并能消除价格错误。电子价格标签最大的运用场景显然就是超市,不过,短时间内,难以在传统超市看到电子价格标签,毕竟接受需要时间。“新零售”则完全不同,电子价格标签可与无人超市“无缝连接”。

  “新零售的出现将是我们电子纸应用新的突破口。我们的产量和销量由此可能会提升10倍以上。”陈宇兴奋地对记者说。在电子价格标签之前,电子纸主要应用是电子阅读器。由于进入时间早,美国E-Ink公司成为电子阅读器的电子纸的主要供应商,占据电子纸超过90%的市场份额,这是让后来者心生绝望的领先优势。

  陈宇不是一个容易妥协的人,奥翼电子也不是一个接受妥协的公司。中国新零售是全球首创的,在电子价格标签上,奥翼电子与E-Ink公司站在同一起跑线上,但奥翼电子拥有本土作战的优势。

  陈宇说,根据规划,奥翼电子价格标签将于今年实现大规模的运用,合作的对象是中国的一家互联网巨头。限于保密需要,陈宇没有透露对方的名字。有一点可以肯定,借助于电子价格标签,奥翼电子能够打破E Ink公司对“电子纸”市场的垄断,有望将市场占有率从2017年的不足10%提升到将来的30%。陈宇表示,发力电子价格标签,并非以放弃电子阅读器为代价,奥翼电子与E Ink公司在电子阅读器领域展开直面竞争。截至目前,奥翼电子已经成为三星、德国电信、Trekstor、Bookeen、Pocketbook、汉王等中外企业的供应商。

  手握大量专利 主导国际电子纸标准制定

  目前,在全球范围内,电子纸的申请和授权专利已经达到了700多项,其专利池已覆盖材料、结构、工艺、驱动、应用等。这些专利主要掌握在奥翼电子和E-Ink手中,专利壁垒极高。其中,奥翼电子申请国内外专利258项,授权125项。由于手握大量专利,在国际电子纸标准制定方面上,奥翼电子起到主导作用,这在中国所有科技领域当中,都不多见。

【责任编辑:袁和微】

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