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電子墨水屏誕生20年 料將逐步取代紙張
發佈日期:2017/10/10
消息來源:中國新聞網
手機和電腦都在不斷追求高解析度和更豐富的色彩顯示,但對於屏幕人們一直有著不同的需求。電子墨水屏從誕生起就有省電、護眼的特點,在柔性屏、曲面屏等新技術層出不窮的今天,這種只顯示黑白兩色的屏幕卻一直未被淘汰,反而是在市場中牢牢佔據著自己的一塊領地。

電子墨水屏最常見的應用是電子書閱讀器。憑藉接近紙質書的閱讀體驗,以 Kindle 為代表的電子書成為不少閱讀愛好者出門必帶的數碼設備,以省電、護眼為噱頭的各種電子墨水屏設備也開始出現。發展了這麼多年,電子墨水屏彷彿還是誕生初的樣子,從普通消費者的角度看,它沒有成為主流,但也從未離去。

電泳式微囊技術
電子墨水屏技術最早可以追溯到 1996 年,它基於美國麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)的一項研究,利用電泳技術(EPD)實現顯示,這類屏幕的顯示效果十分接近傳統紙張,因此也被成為「電子紙」。1997 年,麻省理工學院的教授 Joseph Jacobson 創立 E Ink 公司,開始推動電子紙技術走向商業化,電子墨水技術成為電子紙的主流。

電子墨水與印刷使用的墨水很相似,都是用顏料所制,這也是為什麼我們看到電子墨水屏和傳統紙張顯示效果相似的原因。電子墨水通常會製成薄膜,由大量微囊組成,這些微囊只有人類頭髮的直徑大小。微囊中的黑白小球是帶不同電荷的色素顆粒,初始狀態下,色素顆粒懸浮在微囊中,當施加一定方向的電場后,相應的色素顆粒被推到頂部,微囊就會顯示不同的顏色,而不同顏色的微囊組成了各種文字和圖案,這就是電子墨水屏的原理。

省電、護眼,接近紙張體驗
電子墨水屏有兩個優點:省電、護眼,它可以在沒有電源的情況下持續顯示畫面,只有畫面變化時才需要消耗少量電源,比如 Kindle 在關機狀態下也可以顯示屏保,只有在翻頁時,屏幕才會刷新。這種特性極大地將降低了電源消耗,也是電子書續航長的原因。
 
傳統的 LCD 屏顯示原理是利用背光發射,光線需要一直穿過顯示屏,直射眼睛。而電子墨水屏無需背光,它是利用環境光打在顯示屏上,再折射到眼睛。這種方式模擬了墨水和紙張的特性,環境光越強,顯示效果越清晰。由於沒有了閃爍,在長時間閱讀時眼睛不容易感到疲勞。
 
電子墨水屏省電、護眼的特點讓其成為電子書閱讀器的首選,索尼和亞馬遜相繼推出配備電子墨水屏的閱讀器。現在距離第一代 Kindle 發布已經過去了 10 年,電子墨水屏也已經有 20 年歷史,從誕生起不少人就對其抱有厚望,認為電子書會革了紙質書的命,但直到今天,電子書從未成為市場主流,電子墨水屏似乎也很少出現明顯的變化,技術好像一直沒有更大的進步。

刷新率低,不適用於主流設備
電子墨水屏沒有獲得更多的市場份額,主要是受本身特性限制,其中最大的局限之一就是刷新率低。相比主流的 LCD 顯示屏,電子墨水屏無需不斷刷新就可以顯示內容,這降低了耗電,也減少了輻射,讓閱讀體驗更接近紙張,不容易造成眼睛疲勞。但這樣的特性也讓電子墨水屏無法被主流電子設備採用。

不管是手機還是電腦,屏幕需要顯示的內容都很豐富,同時還要進行彈出菜單、窗口滾動等操作,電子墨水屏極底的刷新率顯然無法滿足這樣的要求。和 LCD 顯示屏相比,電子墨水屏更適用於內容簡單、變化較少的文字顯示。

從誕生起就有的省電、護眼特性,讓電子墨水屏成為電子書閱讀器的標配,但也引來應用性單一的質疑,除了 Kindle,電子墨水屏好像並沒有其他更合適的應用。

不止 Kindle
E Ink 官方在微博中不斷強調「不止 Kindle」,似乎也證明了這種焦慮。這些年來,電子墨水屏也開始在其他設備中出現,比如手機。在 2014 年 APEC 峰會期間,俄羅斯總統普京將一台 YotaPhone 2 作為國禮,這台手機也因此受到很多的關注。YotaPhone 最大的特點就是其背部搭載的電子墨水屏,獨特的雙面屏設計和「國禮」光環讓它成為當年最「亮眼」的手機之一。上個月 Yota 順勢推出第三代手機 YOTA3,它配備了一塊 E Ink 電子墨水屏,可以在閱讀文字時起到省電、護眼的效果,這塊屏幕還能獨立運行一些 App。

屏幕是手機的耗電大戶,Kindle 與紙質書相近的閱讀體驗也早就讓很多用戶眼饞,YotaPhone 的出現讓不少人看到新的商機,開始嘗試將電子墨水屏與手機結合。趁著 YotaPhone 的熱度,華為 P8 在發布時同步推出一款電子墨水屏手機殼。國外也出現了專做電子墨水屏手機殼配件的 InkCase。

不過電子墨水屏與手機的結合更像是在豐富市場話題,遠遠談不上技術創新。電子墨水屏只是作為補充,手機屏幕還是以實用性為主。相比之下,電子墨水屏在手錶上的嘗試更像是一場革新。手錶的顯示屏小,成本可控,同時屏幕需要展示的內容少,符合電子墨水屏的定位。在這一領域最亮眼的是 FES Watch。去年,索尼在的 20 周年慶典上宣布,整體用柔性 E-ink 屏 製成的 FES Watch 將在中國限量發售。它的錶盤和錶帶都由一整塊柔性 E Ink 屏幕製成,沒有斷點又非常有設計感。由於只能顯示黑白兩色,它只有顯示時間一個功能。由於 E Ink 屏幕的特殊性,FES Watch 的待機時間理論上可以達到兩年。

這些應用雖然跳出了電子書閱讀器的限制,但仍然是對電子墨水屏原有特性的應用。實際上,電子墨水屏也一直在嘗試新的技術,以突破本身的局限。

未來:取代紙、取代印刷
在剛過去的 2017 年智慧顯示與觸控展覽會上,E Ink 展出了彩色電子紙 ACeP。傳統的電子墨水屏只能顯示黑白兩色,而彩色電子紙則是將傳統的電泳式微囊技術延伸。黑白顆粒通過電場變化,呈現出灰階與黑白畫面,在此基礎上覆蓋彩色濾光片,將黑白粒子轉換成 RGB 彩色粒子,就可以呈現彩色畫面。E Ink 的彩色電子紙顯示屏除了提供 16 灰階的黑白顯示效果外,還提供 4096 種色彩。

除了突破顏色限制的彩色電子紙,E Ink 還展示了 84 英寸拼接電子紙展示板、可摺疊電子紙、具備手寫功能的電子紙筆記本等技術應用。

不管是彩色電子紙還是可摺疊電子紙,E Ink 所做的嘗試都是在努力跳出傳統電子墨水屏的局限,但從一些實際應用中我們也可以看到,電子墨水屏的使命並不是取代普通顯示屏,主流電子設備不是它的主戰場。關於電子墨水屏未來的應用,應該是在那些需要改變傳統顯示方式的地方,比如三色電子紙顯示屏替代零售商店的商品標籤,可以動態改變顯示內容,幫助零售商及時改進營銷策略。這些以前用傳統紙張顯示,現在需要靈活顯示更多內容的領域,才是電子墨水屏未來的發展方向。在 2017 的 MWCS 大會上,元太科技(2009 年收購 E Ink)CEO 柯富仁提到:「E Ink 在未來的目標將是取代紙、取代印刷。」

Kindle 已經誕生 10 年,電子墨水屏也出現了 20 年之久,對於一項已經足夠「成熟」的技術來說,使命不再是尋找更多的應用場景,而是利用技術創新來創造更多需求。
 
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