電子紙飛躍即將來臨

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與LCD液晶屏和大多數(shù)其他數(shù)字屏幕不同，電子紙屏幕不需要背光照明，因而更接近傳統(tǒng)的紙墨閱讀形式。目前最流行的電子紙采用了E-Ink的電泳技術(shù)，通過懸浮在透明液體中的帶電黑白粒子的移動形成圖像。最新的E-Ink Pearl技術(shù)提供了比早期電子紙更快的刷新率和更好的對比度，廣泛應(yīng)用于亞馬遜Kindle 3等熱門電子書閱讀器。

當(dāng)前，電子紙技術(shù)已經(jīng)成為電子書閱讀器的重要基石，這種低功耗、高對比度的反射式屏幕比背光液晶屏更不傷眼，在所有介質(zhì)中對視力造成的損傷最小，很適合閱讀一頁頁的黑白文本。此外，采用電子紙屏幕的閱讀器足夠輕薄，不僅單手即可握持，而且在明亮的陽光下也能夠閱讀?！耙壕粮m合玩游戲和看視頻，而電子紙屏幕則更適合長篇閱讀?！?E-Ink公司副總裁Sriram Peruvemba說。另外，由于電子紙的雙穩(wěn)態(tài)介質(zhì)屏幕在關(guān)掉電源后也能保持圖像，因此具有卓越的節(jié)電能力。基于電子紙的電子書閱讀器充一次電可以用上幾個星期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通電子書閱讀器的幾小時。

同時，電子書閱讀器也是電子紙目前唯一大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域，其銷量推動著電子紙市場的發(fā)展。盡管五、六年前，基于電子紙的電子書閱讀器在市場上數(shù)次出師不利，但在亞馬遜2007年推出的第一代Kindle一炮打響后，極大地推動了電子紙技術(shù)的發(fā)展，電子紙市場在隨后的兩年間迅速增長。據(jù)Gartner公司統(tǒng)計，2009年，電子書閱讀器的銷量已經(jīng)多達(dá)360萬部。

正當(dāng)電子書閱讀器高歌猛進(jìn)時，采用高分辨率、高性能彩色有源矩陣液晶屏的蘋果iPad平板電腦橫空出世，電子閱讀用戶自此分為兩大陣營：一派更看重優(yōu)質(zhì)的閱讀體驗，因此需要不斷優(yōu)化的電子書設(shè)備；另一派則只是偶爾閱讀電子書，更需要支持視頻和上網(wǎng)瀏覽的高性能彩色屏幕。

iPad的出現(xiàn)使其他平板電腦廠商紛紛向蘋果看齊，開始將電子書閱讀功能加入各自的設(shè)備中，新產(chǎn)品的出現(xiàn)，模糊了電子書閱讀器與平板電腦的界線。例如，電子書閱讀器廠商巴諾書店（Barnes & Noble）就為旗下的一款運(yùn)行Android操作系統(tǒng)的產(chǎn)品NookColor選擇了液晶屏。

不過，盡管面臨iPad及其他平板電腦的威脅，專用電子書閱讀器的市場并沒有消亡。DisplaySearch公司預(yù)測，2011年，這兩種設(shè)備的市場都會快速增長，觸摸屏平板電腦和上網(wǎng)本將超越2010年1900萬臺的銷量，猛增至5000萬臺以上。電子書閱讀器的出貨量也會超過2010年的1400萬部，達(dá)到2000萬部。市場調(diào)研公司iSuppli公司認(rèn)為，在iPad攪局之后，電子書閱讀器市場的增長速度會放慢，不過市場的總體趨勢仍將不斷上揚(yáng)。

未來，電子紙還將擁有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，控制著電子紙市場90%份額的電子墨水公司E-Ink公司表示，它出貨的3000萬塊屏幕廣泛應(yīng)用于從手表、智能手機(jī)到智能卡的眾多領(lǐng)域。未來，電子紙還有望用于電子標(biāo)牌和貨架標(biāo)簽等應(yīng)用領(lǐng)域。

采用最新的E-Ink Pearl電子紙屏幕技術(shù)的亞馬遜Kindle 3。

電子紙技術(shù)陣營

電子紙是一種特殊的顯示屏幕，具有超輕薄、可重寫、便于攜帶、斷電時也能保持顯示等特性。目前的電子紙產(chǎn)品市場，按技術(shù)可分為以下幾大陣營。

電泳技術(shù)

1. E-Ink微膠囊技術(shù)

目前由E-Ink公司提供的微膠囊（Micro-capsules）式電泳技術(shù)是電子紙市場的主流技術(shù)。該技術(shù)的具體原理是將帶電的白色氧化鈦顆粒和黑色碳粉粒子封裝在微膠囊中，并將微膠囊和電解液封裝在兩塊間距為10mm~100mm的平行導(dǎo)電板之間，利用帶電顆粒在電場作用下向著與其電性相反的電極移動的特性，繪制出黑白圖像。

2. SiPix微杯技術(shù)

SiPix 電子紙的核心技術(shù)是明基友達(dá)集團(tuán)旗下企業(yè)達(dá)意科技獨(dú)創(chuàng)的“微杯(micro-cup)”技術(shù)。其原理是在尺寸相同的微杯中填充白色顆粒和著色液體，通過切換貼在微杯上的驅(qū)動電極的電荷正負(fù)來上下移動顆粒，使顆粒顏色和液體顏色交替顯現(xiàn)。比起E-Ink的微膠囊技術(shù)，SiPix技術(shù)的反射率和對比度更高、價格更便宜，且能顯示彩色內(nèi)容。

3. Bridgestone電子液態(tài)粉末技術(shù)

Bridgestone（普利司通）的電子紙被稱為快速響應(yīng)電子粉流體顯示器（Quick Response Liquid Powder Display，QR-LPD），采用獨(dú)創(chuàng)的電子液態(tài)粉末（Electronic Liquid Powder，ELP）技術(shù)，將樹脂經(jīng)過納米級粉碎處理后,形成帶不同電荷的黑、白兩色粉體，再將這兩種粉體填充進(jìn)使用空氣介質(zhì)的微杯封閉結(jié)構(gòu)中，利用上下電極電場使黑白粉體在空氣中發(fā)生電泳現(xiàn)象。由于QR-LPD電子紙屏幕需要使用高壓驅(qū)動電子粉流體，因此耗電量比 E-Ink的微膠囊技術(shù)和SiPix的微杯技術(shù)更大。

4、膽固醇液晶顯示技術(shù)

富士通的彩色電子紙使用膽固醇液晶顯示（Cholesteric Liquid Crystal Display，CLCD）技術(shù)，這是一種非傳統(tǒng)顯示技術(shù)，因使用的材料結(jié)構(gòu)類似于膽固醇分子而得名。膽固醇液晶是一種呈螺旋狀排列的特殊液晶模式，通過添加不同旋轉(zhuǎn)螺距的旋光劑，能夠調(diào)配出紅、綠、藍(lán)等顏色。該技術(shù)的原理是將膽固醇液晶放置在兩片水平基板中，在不施加電場的情況下，膽固醇液晶會傾向成平面螺旋型排列，在符合特定光波長的反射情況下，即可反射出具有色彩的光線。膽固醇液晶采用軟性基板，安全性更高，同時也具有雙穩(wěn)態(tài)的特性和能耗低的優(yōu)點，不過在手寫識別和白色畫面的表現(xiàn)上不及電泳。

5、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)

高通的Mirasol電子紙屏幕采用了微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，其工作原理是反射周圍環(huán)境中的自然光，通過控制照射到顯示屏中的光線，使其一個像素一個像素地反映出所需的顏色，實現(xiàn)彩色顯示。采用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的Mirasol電子紙比電泳式技術(shù)色彩飽和度更高、反應(yīng)速度更快，還比液晶屏幕更加省電。

6、電濕潤技術(shù)

Liquavista開發(fā)的電濕潤（electrowetting）技術(shù)借助控制電壓來控制被包圍的液體的表層，通過液體張力的變化，導(dǎo)致像素的變化。采用電濕潤技術(shù)制造的電子紙像素轉(zhuǎn)換非常迅速，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、省電、可用于柔性顯示等特點，其亮度和對比度遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的其他電子紙顯示技術(shù)。

電子紙的缺陷

目前，電子紙技術(shù)的局限性主要集中在兩點：一是屏幕響應(yīng)時間長達(dá)約200毫秒，無法觀看視頻；二是目前只提供黑白屏幕，無法顯示彩色內(nèi)容。此外，由于電子紙的反射式屏幕與紙質(zhì)書一樣不需要背光，因此在暗光條件下需要外部光源才能閱讀。

為了改變這一現(xiàn)狀，E-Ink公司一直在不斷努力。目前，大概每過18個月，電子紙屏幕的性能就會比上一代產(chǎn)品翻一番，而“動態(tài)范圍反射率”（類似于液晶屏等發(fā)光式屏幕的對比度）也一直以翻番的速度提高。延續(xù)這一發(fā)展速度，未來電子紙的翻頁時間有望縮短至半秒甚至更短，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到可以支持全動態(tài)視頻的地步。

電子紙技術(shù)在彩色方面的探索也從未停止。2010年11月，E-Ink公司推出了第一塊彩色屏幕Triton。Triton屏幕使用了濾色片覆蓋層，為避免影響屏幕亮度， E-Ink采用了一種更明亮的反射基底作為補(bǔ)償手段。全新的彩色電子紙屏幕支持更加寬廣的視角，對基于電子紙的電子書閱讀器來說，無異于邁出了一大步。

漢王科技公司已經(jīng)宣布，將在2011年第二季度開始在中國市場銷售采用Triton技術(shù)的第一批彩色電子書閱讀器；另一家中國公司津科翰林也在2011年的CES消費(fèi)電子展上展示了Triton設(shè)備的原型。

不過，iSuppli公司的分析師Jakhanwal認(rèn)為，Triton屏幕上的色彩還原還達(dá)不到液晶屏或OLED屏幕的水平。

市場調(diào)研公司Insight Media的分析師Steve Secrist也表示，在實際的顯示中，Triton屏幕可能會褪色，想在iPad之后找到市場可能會有難度。因為市場已經(jīng)出現(xiàn)了分化：單色電子書閱讀器牢牢占據(jù)著市場的一角，而需要彩色體驗的用戶早已選擇了能提供更明亮、更飽滿色彩的iPad等彩色液晶屏平板電腦。

液晶屏技術(shù)也已經(jīng)準(zhǔn)備好與電子紙屏幕一較高下。Pixel Qi公司已經(jīng)開發(fā)出了半穿透半反射式（transflective）液晶屏技術(shù)——當(dāng)液晶屏處于反射模式時，在陽光直射下也可以正常閱讀；而透射背光模式則更適合室內(nèi)閱讀。中興通訊已在歐洲和亞洲市場推出了第一款采用半穿透半反射式技術(shù)的平板電腦Light 2。

Insight Media公司的分析師Norbert Hildebrand表示，就黑白電子書閱讀體驗的對比度和易讀性而言，Pixel Qi的反射模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上E-Ink公司的電子紙技術(shù)，“但是如果你想在晚上閱讀，Pixel Qi的反射模式將完勝電子紙技術(shù)。”

不過，電子紙并沒有停滯不前。E-Ink公司的Peruvemba說：“我們在改進(jìn)電光功能，以便更接近印刷紙?！彼暦Q，該公司最新一代的電子紙屏幕在易讀性方面已經(jīng)勝過報紙和平裝小說。

漢王科技的彩色電子書閱讀器率先采用了E-Ink公司的Triton彩色電子紙屏幕。

新技術(shù)嶄露頭角

電泳技術(shù)不是制造電子紙屏幕的惟一選擇，比較值得關(guān)注的是高通的子公司高通光電科技和今年1月被三星電子公司收購的新興公司Liquavista開發(fā)的技術(shù)。

高通的Mirasol電子紙屏幕采用了微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，這一替代屏幕技術(shù)提供了更好的色彩和更高的性能，有望使電子紙市場進(jìn)一步洗牌。該技術(shù)可以調(diào)整兩塊導(dǎo)電板以反射光或吸收光線，使之形成一系列屏幕子像素。簡言之，MEMS就好比是一排非常細(xì)小、轉(zhuǎn)動極快的百葉窗——它快得足以支持全動態(tài)視頻。

由于Mirasol屏幕的介質(zhì)是近于雙穩(wěn)態(tài)的，只需要極低的電壓就能保持屏幕圖案，因此，根據(jù)不同的應(yīng)用類型，其耗電量只有液晶屏的十分之一到百分之一；它的反射式屏幕不需要背光，加上技術(shù)本身支持彩色，不需要濾色片或偏光層，所以色彩更明亮?！拔覀兊募夹g(shù)可用于融合型電子書閱讀器和平板電腦設(shè)備?！?高通光電科技公司副總裁Jim Cathey說。

分析師Hildebrand表示，在E-Ink的眾多競爭對手當(dāng)中，“Mirasol離量產(chǎn)階段最接近?！备咄ㄒ恢痹诔闃訖z驗5.7英寸屏幕，聲稱采用Mirasol的第一批商用電子書閱讀器或平板電腦會在2011年面市，而針對智能手機(jī)這個更廣泛的市場的小尺寸屏幕會在2013年亮相。Cathey表示，對小尺寸智能手機(jī)屏幕來說，Mirasol技術(shù)不僅比液晶屏更節(jié)能，而且“總體上”比OLED屏幕更節(jié)能。

Insight Media公司的分析師Ken Werner同樣認(rèn)為，雖然就每次刷新30次〜60次的視頻應(yīng)用而言，OLED在某些情況下耗電量更低，但由于Mirasol是反射式屏幕，在其他應(yīng)用類型方面，其耗電量會低于發(fā)光式OLED技術(shù)。

另一項值得關(guān)注的技術(shù)，是Liquavista開發(fā)的、現(xiàn)歸屬三星的電潤濕（electrowetting）技術(shù)，這一技術(shù)也有望支持視頻。電潤濕技術(shù)類似于電泳技術(shù)，采用把油和水組成的電解液與聚合物層結(jié)合起來的方式進(jìn)行顯示。

與E-Ink公司的Triton一樣，Liquavista的屏幕也通過使用一種標(biāo)準(zhǔn)的濾色片來增添顏色。但由于其采用的技術(shù)是從液體表面而不是液體內(nèi)部推動粒子，因而速度快于E-Ink公司的電泳技術(shù)?！斑@涉及到物理學(xué)原理?！盜nsight Media公司的Hildebrand說：“改變表面的密度比讓粒子從液體中穿過更快?！?/P>

Liquavista主要面向智能手機(jī)和融合型平板電腦及電子書閱讀器，它最近展示了8.5英寸屏幕的原型，該產(chǎn)品足以支持速度在每秒60幀〜70幀的視頻——比全動態(tài)視頻要求的每秒30幀快得多。

Liquavista前任首席執(zhí)行官Guy Demuynck表示：“當(dāng)圖像變化或播放視頻時，Liquavista技術(shù)的節(jié)能效果是標(biāo)準(zhǔn)液晶屏的7~8倍；當(dāng)用戶閱讀靜態(tài)文本和圖像時，屏幕會降低刷新頻率，以達(dá)到節(jié)電功效?！?/P>

由于電泳技術(shù)只在屏幕上面使用了一層聚合物，而電潤濕技術(shù)則使屏幕介質(zhì)夾在上下兩層玻璃之間，因此，基于電潤濕設(shè)計的電子紙屏幕比電泳屏幕更厚。但由于這項技術(shù)可以使用現(xiàn)有的液晶屏制造設(shè)備，因此只要稍加改動，就能讓廠商更經(jīng)濟(jì)高效地制造電子紙屏幕。

不過，Liquavista被三星收購后改變了開發(fā)重點，Insight Media公司的分析師Hildebrand表示，Liquavista現(xiàn)在已經(jīng)具備了生產(chǎn)條件，“如果三星覺得可以在一、兩年內(nèi)投產(chǎn)，電潤濕技術(shù)就會得到巨大的推動。如果三星覺得該技術(shù)不具備可行性，則會終止這項技術(shù)。”

Liquavista的彩色電子紙屏幕原型（左）在明亮的陽光下比iPad的液晶屏（右）容易閱讀得多。

電子紙的未來

大多數(shù)電子書閱讀器之所以遭遇退貨，都是因為屏幕玻璃發(fā)生損壞，因此，電子紙的下一個創(chuàng)新將是柔性屏幕。傳統(tǒng)的液晶屏幕制造商往往采用一種獨(dú)立的、一次一塊（one-at-a-time）的制造工藝在剛性玻璃基板上制造屏幕，電子紙屏幕則采用一種可能成本更低、但還不太成熟的“卷繞式”（roll-to-roll）制造工藝，這種工藝使電子紙屏幕可以印在眾多的表面上，包括玻璃、塑料、織物、金屬片甚至紙張上。這一工藝的好處是——采用塑料或其他非剛性材料制成的基板讓廠商們可以制造出柔性屏幕。

柔性工藝的發(fā)展使廠商能夠設(shè)計出真正的、可以卷起來的柔性屏幕。目前，柔性屏幕的嘗試重點放在制造出彎曲的屏幕表面上，例如LG Display最近就展示了一款19英寸柔性電子紙屏幕原型，可以輕輕地彎曲，且圖像質(zhì)量不會下降。分析師Colegrove預(yù)測：“一年內(nèi)，消費(fèi)者就能夠買到柔性有源矩陣電子紙屏幕。”

E-Ink公司已經(jīng)為其小尺寸低分辨率產(chǎn)品系列提供了柔性屏幕，比如手表。Peruvemba說：“我們的成像膠片本身就是柔性的。”下一步,則是使用同樣的功能來制造尺寸更大、分辨率更高的屏幕，例如用于電子書閱讀器的電子紙屏幕。

Peruvemba表示，E-Ink公司已經(jīng)開始幫助十多家制造電子書閱讀器及其他設(shè)備的廠商制造柔性背板，以便與其柔性屏幕配套使用。他說：“在接下來的幾個月，我們期望我們的客戶會將柔性的高分辨率屏幕投入市場?！?/P>

采用Liquavista技術(shù)制造的電子紙屏幕與電泳技術(shù)電子紙一樣，也可以做到柔性塑料基板上。據(jù)悉，Liquavista公司正在與Plastic Logic合作，采用后者開發(fā)的可將TFT陣列嵌入到有機(jī)塑料背板上的屏幕基板，以生產(chǎn)出更加輕薄的電子紙屏幕。不過Plastic Logic表示，實際的產(chǎn)品可能需要3~4年后才會上市。

眼下，剛性屏幕電子書閱讀器仍是主流?！敖衲晡覀儗吹揭恍┎噬娮訒喿x器，以及許多試圖突破平板電腦與電子書閱讀器界限的新產(chǎn)品?！?Hildebrand說，使用柔性屏幕的第一批電子書閱讀器將在2012年或2013年后才會出現(xiàn)。此外，中國廠商還將適時推出一大批全新的低價位電子書閱讀器。Hildebrand預(yù)測：“今年你有機(jī)會在沃爾瑪買到售價僅為60美元的電子書閱讀器。”