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小眾也瘋狂!電子墨水瓶襲擊市場(chǎng)

發(fā)布時(shí)間:2015-05-27 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】隨著電子書(shū)成為大眾化的讀物,電子書(shū)閱讀器開(kāi)始廣為人知,手機(jī)和可穿戴設(shè)備也開(kāi)始受到關(guān)注,這是什么原理?有何優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)?本文就來(lái)為你詳細(xì)解說(shuō)電子墨水屏技術(shù)的原理。

電子墨水技術(shù)的起源

20世紀(jì)70年代,日本首先研究出電泳顯示技術(shù),然而最初研究出的普通電泳由于存在顯示壽命短、不穩(wěn)定、彩色化困難等諸多缺點(diǎn),實(shí)驗(yàn)曾一度中斷。20世紀(jì)末,美國(guó)E-Ink公司利用電泳技術(shù)發(fā)明了電泳油墨(又稱電子墨水),極大地促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展。電子墨水通常會(huì)制成薄膜,用于電子顯示屏,尤其用于電子書(shū),如Sony Reader、iLiad、Cybook Gen3、Amazon Kindle、Logic的 eReader和Polymer Vision的Readius設(shè)備。近些年也逐漸在手機(jī)和穿戴設(shè)備上看到。

電子墨水屏的原理

電子墨水屏是由許多電子墨水組成,電子墨水可以看成一個(gè)個(gè)膠囊的樣子。每一個(gè)膠囊(位置6)里面有液體電荷,其中正電荷染白色,負(fù)電荷染黑色。當(dāng)我們?cè)谝粋?cè)(位置8)給予正負(fù)電壓,帶有電荷的液體就會(huì)被分別吸引和排斥。

這樣,每一個(gè)像素點(diǎn)就可以顯示白色或者黑色了。

小眾也瘋狂!電子墨水瓶襲擊市場(chǎng)
圖注:1.表面層 2.透明電極(ITO) 3.膠囊 4.帶正點(diǎn)的白色顏料 5.帶負(fù)電的黑色顏料 6.透明分散媒 7.下部電極 8.支持層 9.外光 10.白色 11.黒色

因?yàn)殡娮幽乃⑿率遣贿B續(xù)的,每一次刷新完成就可以保持現(xiàn)在的圖形,即使拔掉電池也依舊保存??赡軙?huì)有人問(wèn)到,拔了電池吸引電子墨水的電壓就木有了,那么小球不就回復(fù)原狀或者進(jìn)入隨機(jī)的混沌狀態(tài)了嗎?

答案是因?yàn)殡娮幽哂须p穩(wěn)態(tài)效應(yīng)(磁滯效應(yīng))。下圖中,橫軸是設(shè)備提供的電壓大小,縱軸灰度(假定正為最白,負(fù)為最黑)。電壓加大的過(guò)程和減小的過(guò)程,給予同樣的電壓,電子墨水黑白程度是不同的。這樣的效應(yīng)就叫做雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)(磁滯效應(yīng))。

利用這樣的效應(yīng),我們就可以給一個(gè)正電壓(從0到B點(diǎn)過(guò)程,走下面上升的路線),吸引負(fù)電荷,顯示正電荷白色給讀者,然后斷電(從B減少到0,走上面那條回來(lái)的路線)。白色得以保持。

于是,電子墨水的設(shè)備省電就在于如果不需要顯示有所變化,屏幕部分消耗電量為0。

注:不變化屏幕設(shè)備自己沒(méi)電是由于電路板的待機(jī)消耗以及電池自己的內(nèi)阻消耗

注2:其他常見(jiàn)的顯示器無(wú)論屏幕內(nèi)容是否變化,屏幕部分的耗電量都是持續(xù)的,變化不大的。
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電子墨水屏的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)


電子墨水屏有易讀性、省電、可彎曲等諸多優(yōu)點(diǎn),下面主要講講易讀性和省電兩個(gè)方面。

閱讀體驗(yàn)媲美實(shí)體書(shū)


我們常常聽(tīng)說(shuō)電子墨水屏不傷眼睛。理由是什么呢?

首先,電子墨水技術(shù)依賴于反射而不是發(fā)射的光線。采用了電子墨水技術(shù)的顯示屏能像普通紙一樣反射光線,這可確保文字在任何光照條件下(不反光,強(qiáng)光下也可完美顯示)看起來(lái)都很自然。

其次,無(wú)閃爍。傳統(tǒng)液晶顯示屏由于在不斷刷新,所以會(huì)有閃爍,盡管肉眼可能無(wú)法察覺(jué),但這一現(xiàn)象客觀存在,這也是觀看屏幕導(dǎo)致用眼疲勞的一大主因。

而電子墨水屏不是靠不停刷新屏幕的方法來(lái)顯示的,一旦屏幕刷新后就不再有變化,所以不存在傳統(tǒng)液晶顯示屏“閃爍”傷眼的問(wèn)題。

另外,電子墨水屏的閱讀視角可接近180°。全視角閱讀能帶來(lái)了更好的閱讀體驗(yàn)。

功耗低,省電

電子墨水屏只有在翻頁(yè)等操作時(shí)才耗電,不刷新顯示內(nèi)容的時(shí)候不耗電。內(nèi)容刷新以后,會(huì)長(zhǎng)期停留在屏幕上,閱讀的時(shí)候電池可以取掉。因此采用這種屏幕的設(shè)備將非常省電,像亞馬遜的Kindle Paperwhite,續(xù)航可達(dá)8周。

以上這些優(yōu)點(diǎn)源于電子墨水屏工作原理的先天優(yōu)勢(shì),當(dāng)然,凡事有利有弊。這樣的工作原理也使得它有很多應(yīng)用缺陷。

刷新率極低,不足以顯示動(dòng)態(tài)內(nèi)容


由于電子墨水屏的工作原理導(dǎo)致其刷新率極低,無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)內(nèi)容的展示。

受限電子墨水屏刷新率低的特性,在切換頁(yè)面時(shí)會(huì)有較明顯的延遲。除了閱讀,其他應(yīng)用會(huì)非常受限。甚至上網(wǎng)游覽都很雞肋,更不要說(shuō)刷視頻了。

全屏反色刷新在視覺(jué)上讓人不爽


不少打算購(gòu)買Kindle的朋友,在體驗(yàn)店操作過(guò)后,會(huì)因無(wú)法忍受翻頁(yè)時(shí)的“閃屏”問(wèn)題而猶豫不絕。這里視覺(jué)上的“閃屏”是指屏幕的全屏反色刷新。為什么每一次變化(如:翻頁(yè)),或者每隔一段時(shí)間就需要有一個(gè)全部清場(chǎng)的動(dòng)作呢?這個(gè)問(wèn)題也是由電子墨水屏幕自身原理造成的,我們?cè)賮?lái)看看剛剛那個(gè)圖。

電子墨水屏幕為什么經(jīng)常要全屏反色刷新?

小眾也瘋狂!電子墨水瓶襲擊市場(chǎng)
 
彩色電子墨水屏的前途如何?

彩色電子墨水屏是由3個(gè)電子墨水經(jīng)過(guò)RBG的濾光片形成3原色的子像素,然后經(jīng)過(guò)光的混合,成為1個(gè)像素。

如圖,3個(gè)電子墨水顆粒為一組,通過(guò)紅綠藍(lán)三原色不同比例的光混合,可以產(chǎn)生我們需要的特定顏色。這樣的一組顆粒作為顯示器的最小元素認(rèn)為是一個(gè)像素點(diǎn)(如圖右側(cè)的點(diǎn))。

小眾也瘋狂!電子墨水瓶襲擊市場(chǎng)
這樣的技術(shù)與黑白電子墨水最大的差別在于亮度太低。因?yàn)楝F(xiàn)在需要3個(gè)才能組合成1個(gè)點(diǎn),當(dāng)需要顯示為全紅的時(shí)候,亮度只有1個(gè)像素的33%。而電子墨水又是借助環(huán)境光來(lái)顯示的。如此,對(duì)環(huán)境光的光亮度要求更高。

我們已經(jīng)可以看到一些彩色電子墨水屏幕設(shè)備,比如漢王的電子書(shū)、此前高通發(fā)布的智能手表Toq、還有今年剛剛推出的新一代Pebble。

E-Ink官方的資料顯示,其璀璨彩色電子紙顯示屏能夠提供4096種色彩,適合需要顯示圖表、圖形、地圖、照片、漫畫(huà)和廣告等各種圖像豐富的信息應(yīng)用中。與 E-Ink 的黑白電子紙產(chǎn)品一樣,E-Ink 璀璨彩色電子紙顯示屏提供如紙張般的體驗(yàn),可呈現(xiàn)清晰文本和精細(xì)彩色圖形,即使陽(yáng)光直射下也完全可視,更適合具低耗電需求的便攜設(shè)備。

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