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在夹缝中求生 给墨水屏点颜色还不够

发布时间:2020-04-14 12:11:00来源: 科技日报

  在夹缝中求生 给墨水屏点颜色还不够

  20多年来,电子墨水屏没有占据过市场主流,但也从未退出过人们的视线。主流电子设备不是电子墨水屏的主战场,取代普通显示屏也不是它的追求。

  电子墨水屏市场今年有了大动作。

  4月10日,海信官方微博表示,将在4月23日举办的2020中国数字阅读云大会上发布世界上第一款彩色墨水屏手机。

  此前,科大讯飞刚刚推出了旗下首款彩色电子纸阅读器,几乎同时,掌阅iReader也宣布旗下首款彩色墨水屏产品iReader C6正式上市,据了解,这两款产品都采用了电子纸厂商E Ink元太科技去年刚刚推出的印刷式彩色电子墨水屏,即通常所说的彩色电子纸。

  随着新一代彩色墨水屏电子产品陆续发布,有业内人士称,2020年彩色墨水屏将有望大展拳脚。彩色墨水屏会给使用者带来哪些不一样的体验?其技术突破又会让电子纸行业出现哪些变革?

  从黑白到彩色用了20年

  电子墨水屏是一种典型的反射式显示器。目前,主流的电子墨水屏的显示技术包括电泳式、胆固醇液晶、电子粉流体和旋转球等技术。其中,电泳式技术又细分为微胶囊型和微杯型技术,微胶囊型技术相对比较成熟,应用也最为广泛。

  1996年,美国麻省理工学院媒体实验室利用电泳技术实现了显示,这种屏显效果非常接近传统纸张,因此也被称为“电子纸”。1997年,E Ink公司成立后,开始推动电子纸技术走向商业化。20多年来,电子墨水屏没有占据过市场主流,但也从未退出过人们的视线。深圳掌阅科技CEO程超告诉科技日报记者,其实彩色电子纸也并非近几年的新生事物,早在2002年,市面上便已经出现了商用彩色电子纸,但是由于翻页速度慢、成本高等原因,该项技术并未得到大规模应用。

  为何彩色电子纸发展速度这么慢?这要从它的技术原理说起。

  与常见的手机等电子产品的屏幕不同,电子墨水屏的显色基础单位是一种含有颜料的“微囊”,它的直径和人类的头发丝差不多,成千上万的微囊连接在一起形成了一张“墨水薄膜”即墨水屏。在黑白电子墨水屏当中,每个微囊都含有带正电荷的白色粒子、带负电荷的黑色粒子以及悬浮液。电子墨水屏内容的呈现,就是通过给这一个个微囊施加不同的电场,来改变当中黑、白色素颗粒的位置,以达到成像效果。一旦电子墨水屏完成了图案的成像,微囊中色素颗粒的位置短时间内就不会再改变,从而形成非常稳定的画面。

  但是这种墨水屏不仅满足不了读者对于色彩的需求,而且限于微囊技术的工作原理,其屏幕刷新率远远不及其他显示技术,有时还会产生页面更新不完整、画面有黑色粒子残留等问题。

  2016年,E Ink元太科技曾经发布了一款ACeP(先进彩色电子纸),让对应CMYK(印刷四色模式)的C(浅蓝)、M(桃红)和Y(黄)3种颜色的彩球悬浮在液体里,并通过复杂的电压控制,展示出想要显示的颜色。这是电子纸首次在不使用彩色滤光片的情况下,透过单一的像素点产生全彩显示效果,同时也大幅消减了彩色滤光片造成的显示亮度衰减问题。但是ACeP刷新一次画面需闪烁多次,花费的时间从4秒到10秒不等,因此也一直未能成功应用于电子书领域。

  此次发布的电子阅读器采用的彩色电子纸技术,是E Ink元太科技最新研发的印刷式彩色电子纸技术。具体技术手段是在普通的黑白微囊上方,加入了彩色的偏振片,阳光射入后,在反射的过程中穿过偏振片,也就让人眼感知到了色彩,由于黑白微囊可以显现16种不同的灰度,加上三原色的偏振片,于是就能显示出16的三次方共计4096种颜色。

  “印刷式彩色电子纸技术运用了新型彩色印刷式技术结合电子纸显示技术,这样一来电子屏十分轻薄,穿透率也很高,经日光照射之后的饱和度更高,如同黑白电子纸一样不伤眼,显示色彩柔和温润。”科大讯飞读写科技副总经理赵飞龙告诉科技日报记者。

  虽省电、护眼但同时劣势明显

  尽管技术发展相对缓慢,电子墨水屏在市场竞争中依然具备独特的优势。

  与LCD等液晶显示屏相比,电子墨水屏最大的优势就是省电,只有变更显示内容需要施加电压时才会耗电,微囊中的色素粒子固定下来后,屏显就不再耗费任何电力,而液晶显示器则需要持续供电才行,因此电子书阅读器相对来说功耗极低,充电一次使用数周甚至一个月以上都很正常。

  其次,就是长时间阅读较不易造成眼睛疲劳。电子纸的微囊结构是采用改变磁极的方式来显示,色素粒子位置固定后,其显示画面就是固定的,不会像液晶屏有画面闪烁的问题。此外,传统的LCD屏等显示原理是利用背光发射,光线需要一直穿过显示屏,直射眼睛;电子纸则无需背光,而是采用外部光源反射来照明,这种方式模拟了传统书本特性,环境光越强,显示效果越清晰,对眼睛的负担也较小,看起来不容易疲劳。

  “墨水屏的核心优势是护眼和能耗低。”程超说,此前的彩色墨水屏技术已部分应用于指示牌、广告牌等领域,但墨水屏的刷新速度比较慢,远远不及一般液晶屏幕,翻页、刷新过程中会出现黑屏或者残影现象,这是彩色电子屏要进一步解决的问题,同时,在显示彩色影像时,会有一定的失真。目前彩色墨水屏的成本几乎是黑白屏的两倍,还有下降空间。“总体来说,彩色墨水屏还需进一步提高舒适度、响应速度和降低成本。”

  电子纸的最终目标是取代纸

  从当下看,不管是电子阅读器还是其他领域,电子纸都是在LCD、LED、OLED等显示技术的夹缝中生存。

  赵飞龙分析,此前大家以为电子书的主要功能是阅读,而现在则开始试图利用语音识别、合成等人工智能技术在应用场景上做一些突破,比如墨水屏是一种可以在工作、学习、会议等特定场景下使用的沉浸式场景工具,据此推出的智能办公产品就会更侧重会议、学习等应用场景,“彩色墨水屏想要实现大规模应用,就要继续扩大应用场景,比如未来学生的学习设备、办公使用的记录工具等等”。

  元太科技董事长李政昊曾经表示,电子纸的未来不是要跟LCD、LED等形成竞争,电子纸的未来是要取代纸,除了彩色不可或缺外,形态上也要更加接近纸,甚至会出现能像纸一样折叠的柔性电子纸,更重要的是,要做到跟黑白电子纸一样甚至更低的价格。

  不管是彩色电子纸还是可折叠电子纸,可以看出电子纸所做的尝试都是在努力跳出传统电子墨水屏的局限。从公交站牌、货架标签等一些实际应用中我们也可以看到,随着无纸化办公、新零售概念的推广和人们环保意识的增强,电子墨水屏已经找到了很多适合自己的新场景。

  主流电子设备不是电子墨水屏的主战场,取代普通显示屏也不是它的追求。关于电子墨水屏未来的应用,或许那些以前用传统纸张显示,现在需要灵活显示更多内容的领域,才是电子墨水屏未来的发展方向。

(责编: 陈濛濛)

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