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什么是墨水屏?——淺談墨水屏 來(lái)自 弋攸

電子墨水(英語(yǔ):E Ink)是指電子墨水公司(E Ink Corporation)制造的電子紙。

電子紙,簡(jiǎn)稱ePaper,是顯示器技術(shù),可模仿在紙上印刷、書寫的視覺觀感,而耗電量極小。不同于一般的平板顯示器以發(fā)光達(dá)成顯示功能,電子紙如同普通紙一樣,依靠環(huán)境光照亮,所以理論上閱讀起來(lái)較舒適,而且其顯示的影像能在陽(yáng)光直照下仍然清晰可見,可視角極廣理論上為180度,其對(duì)比度比其他顯示技術(shù)高不少。

電子墨水技術(shù)原理圖

注: 1、上層 2、透明電極層 3、透明微膠囊4、帶正電荷的白色顏料 5、帶負(fù)電荷的黑色顏料 6、透明液體(油) 7、電極像素層 8、基板9、光線 10、白色11、黑色

電子墨水主要由大量細(xì)小微膠囊(microcapsules)組成,這些微膠囊約為人類頭發(fā)直徑大小。每個(gè)微膠囊中包含懸浮于澄清液體之中的帶正電荷的白粒子和帶負(fù)電荷的黑粒子。設(shè)置電場(chǎng)為正時(shí),白粒子向微膠囊頂部移動(dòng),因而呈現(xiàn)白色;同時(shí),黑粒子被拉到微膠囊底部,從而隱藏。如施加相反的電場(chǎng),則黑粒子會(huì)在膠囊頂部出現(xiàn),因而呈現(xiàn)黑色。

原理圖

不同于LCD或OLED等顯示屏幕,需有背光模組或自發(fā)光,才能看到影像。電子墨水顯示屏不需要背光,電子紙顯示屏也常被稱為「反射式顯示屏」,是利用環(huán)境光源打在電子紙顯示屏幕上,再折射光線至觀看者的眼中,與傳統(tǒng)紙張、或生活中物體的可視原理無(wú)異,所以環(huán)境光源越亮,電子紙也越清晰可見。這給了在陽(yáng)光下絕佳的視覺體驗(yàn)。

而背光源或自發(fā)光的光線會(huì)穿透顯示屏幕,直射觀看者的眼睛,容易導(dǎo)致視覺疲勞、藍(lán)光引起的黃斑部病變等問題。

LCD (左)、電子紙(中)、傳統(tǒng)紙張(右)

電子墨水具有超低耗電量的特點(diǎn),在顯示的影像有變化時(shí)才耗用電力,在保持顯示的影像時(shí)可以不耗電(雙穩(wěn)態(tài)),但缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢,不適合用于播放如動(dòng)畫及電影等動(dòng)態(tài)畫面,較適合用于靜態(tài)顯示。

基于以上這些特性,電子墨水技術(shù)被廣泛運(yùn)用于電子書閱讀器、零售商店價(jià)簽、數(shù)字標(biāo)牌、公車到站時(shí)間表、電子看板、穿戴式電子設(shè)備
,甚至是手機(jī)屏幕。使用墨水屏的閱讀器也是遍地開花。

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在2009年6月1日,電子墨水公司被臺(tái)灣廠商元太科技(Prime View International)收購(gòu),自此,這項(xiàng)主流電子紙技術(shù)公司成為元太科技,同時(shí)也是臺(tái)灣造紙大廠永豐余百分之百持有的子公司。

并購(gòu)之后,電子墨水公司繼續(xù)電子墨水技術(shù)的研究發(fā)展,并獲取一定的突破。

E Ink搞出了三色電子墨水系統(tǒng),特別適用于電子貨架標(biāo)簽(Electronic Shelf Label, 簡(jiǎn)稱ESL)應(yīng)用。

三色電子墨水系統(tǒng)運(yùn)作原理與雙色系統(tǒng)類似,施加不同的電壓,使不同顏色的粒子移動(dòng)至上層,看見不同的顏色。三色系統(tǒng)在微杯技術(shù)(Microcup?)架構(gòu)下開發(fā)而成。

原理圖

2016年,該公司發(fā)表了多色電子墨水系統(tǒng),稱為先進(jìn)彩色電子紙顯示器(Advanced Color ePaper, ACeP?)。ACeP?彩色電子紙透過(guò)帶色的粒子,實(shí)現(xiàn)了全色域顯示效果,不需要彩色濾光片;可在微膠囊(Microcapsule)或微杯(Microcup?)架構(gòu)下執(zhí)行。

黑白顆粒通過(guò)電場(chǎng)變化,呈現(xiàn)出灰階與黑白畫面,在此基礎(chǔ)上覆蓋彩色濾光片,將黑白粒子轉(zhuǎn)換成 RGB 彩色粒子,就可以呈現(xiàn)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。

ACeP?與雙色或三色電子紙一樣擁有優(yōu)異的低耗電、類紙視覺、陽(yáng)光下可視等特性。

原理圖

ACeP?顯示屏利用TFT背板施加的電壓,加以控制電泳液體中粒子的跑動(dòng)來(lái)達(dá)成色彩,可在微膠囊(Microcapsule)或微杯(Microcup?)架構(gòu)下執(zhí)行。

在 2017 的 MWCS 大會(huì)上,元太科技CEO 柯富仁提到:「E Ink 在未來(lái)的目標(biāo)將是取代紙、取代印刷?!?br>
發(fā)展了這么多年,電子墨水屏仿佛還是誕生初的樣子,從普通消費(fèi)者的角度看,它沒有成為主流,但也從未離去。即便E lnk從未停止研究并不斷發(fā)布新技術(shù),以kindle為代表的墨水屏設(shè)備也沒能讓墨水屏成為主流,卻也未曾淘汰。墨水屏優(yōu)勢(shì)明顯,劣勢(shì)也更明顯。

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電子墨水技術(shù)自1996年誕生以來(lái)也走過(guò)二十多年的風(fēng)風(fēng)雨雨,下一個(gè)二十年呢?

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