电子书时代，新型显示技术战火烈

电子工程师 2019-02-27 521

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关键词：电子书 , 火烈 , 时代 , 显示技术

作者：罗克铃

市场领先公司E Ink迎来了包括iPad的LCD在内的其它众多先进技术阵营的挑战。

还在不久前，Vizplex技术开发商E Ink公司的最大担心还是来自二十家左右寻求进入市场的电子纸竞争对手，这种Vizplex技术已被广泛应用于亚马逊的Kindle和其它许多电子书阅读器。随后史蒂夫?乔布斯发布了苹果的iPad平板电脑，这种电脑使用标准的LCD 显示器，牺牲了电子纸的可读性和零功耗模式，但提供更高的刷新率和全彩色性能。

消费者会因为色彩的原因放弃”绿色”的电子纸、将该新生技术迫上一个狭窄的市场吗？甚至对于跟踪显示器市场的分析师来说，他们对于可能的结论也是模棱两可。

电子纸显示器能通过电子方式形成非易失性图像，从而代替实际的出版物。除了电子纸版本的书藉和期刊外，开发人员还想到了其它许多应用，例如地图、货架标签、告示牌、智能卡，甚至为你的iPHone形成一张能变化图案的“皮肤”。

作为绿色纸张，电子纸显示器必须能够在不消耗任何能量的情况下保持其图像不变(零功耗或双稳模式)。这种能力和无需背光的要求是电子书阅读器保持长电池寿命的根本原因——有时阅读器的电池寿命用翻页数来衡量，因为只在显示的图像更换时才需要消耗能量。(LCD则相反，不管显示的是什么内容，在数小时内LCD就会用光电池)

今天的电子纸种类主要是使用E Ink的Vizplex显示器的电子书，这种电子书看起来很像是印上了黑色墨水的干净白纸。“由于具有最优秀的白色性能，并且已经大批量生产，Vizplex显示器得到了非常广泛的使用。”一直跟踪电子纸市场的Gartner分析师Amy Tang表示。

其它大多数双稳显示器技术都会从高反射性表面反射环境光线，使得文字看起来像是写在镜面上。E Ink的Vizplex显示器之所以具有像纸一样的外观，是因为它从与传统墨水中相同的白色和黑色色素反射环境光线。在Vizplex显示器中，色素填满了带电荷的微囊，再由这些微囊形成显示器的像素。

E Ink公司的单色显示器(还没有彩色显示器)价格至少比其它电子纸解决方案高出20%。它的菜单、窗口和简单动画具有足够快的页刷新率，但不能显示实况视频。全球约有二十多个独立的开发团队在努力弥补Vizplex的这些缺点。但E Ink公司对此未予辩解。

“所有这些竞争性技术都能提供某些独特功能。”E Ink公司营销副总裁Sri Peruvemba指出，“但在电子出版领域，丰富的数字阅读经验是关键。快速颜色变化更适合玩游戏，而非阅读。”

虽然 Peruvemba有他自己的观点，但有人担心像iPad这样的平板电脑会影响整个电子纸生态系统的发展。自从乔布斯发布iPad消息后，显示器供应商、芯片制造商和OEM都屏住呼吸，等待观察苹果3月份开始供货后用户的反应。

2010-3-31 12:29:10 上传

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“与在LCD上阅读文字相比，E Ink确实提供了很好的可读性。”Tang表示，”但计划购买电子书阅读器的消费者肯定会比较iPad的多功能和多媒体内容，然后判断是否足够值得交换电子纸显示器的可读性。喜欢捧着厚书阅读的读者仍将支持电子纸的可读性，但仅仅这个市场的规模是相当小的。”

“如果iPad真的像苹果宣称的那样具有10小时的电池寿命，那么天平将偏离E Ink。”Envisioneering公司首席分析师Richard Doherty认为，“电泳显示器的所有缺点——不是彩色的，不能显示活动视频，对有源矩阵 LCD来说都不是问题。”

“我认为像iPad这样的LCD平板电脑和专用电子阅读器将共存。”Gartner公司负责LCD 市场分析的Paul O’Donovan表示，“我个人的意见是，LCD平板电脑市场永远不会真正起动，而电子阅读器经过不断发展最终将具有彩色以及视频和动画功能。”

“我们只能等待，静观这个市场在随后18个月内会如何变化。”

竞争形势分析

电子纸竞争对手想要打破E Ink事实上的市场垄断局面是很难的。市场研究公司iSuppli预测，到2012年，零功耗和超低功耗的电子纸显示器市场将达到5.16亿美元。

随着今年的交货量可能超过1000万台，供应商们都在努力提升批量产能来抗衡E Ink，并以更低的成本交付给OEM ，而同时，他们还宣称要增加彩色和视频功能。

“E Ink是目前低功耗市场的宠儿。但当今年晚些时候全球产量达到1000万台时，投资者将发现其它各种可能性开始变得有意义。”Envisioneering公司的Doherty表示，“从现在开始的一年后，E Ink将面对许多竞争对手；2010年将是不平静的一年。”

LCD 制造商***元太公司(PVI)去年收购了E Ink，并将其工艺许可给了***奇美光电公司和LG显示器公司。这些交易给E Ink带来了充足的产能，可以满足扩大消费市场的需求。

SiPix是与E Ink公司的产能相当、但没有宣布什么Design win的公司。这家公司去年被LCD面板制造巨头友达光电(AUO)收购。

“SiPix/AUO 是除E Ink外的另一家电泳产品制造商。”Gartner公司的Tang表示，“我预测，SiPix将刺激E Ink通过与其它LCD代工厂建立策略性合作伙伴关系进一步扩大生产规模，并且供应将越来越稳定，价格也会降下来。”

E Ink公司获得专利的电泳显示器采用三明治的结构，两边是聚合体，夹在中间的是液体，液体中充满了带相反电荷的黑白色素微囊体。当某个像素位置施加电压后，它的极性将把黑色或白色色素吸引到底板。灰度等级是将一些白色微囊体和一些黑色微囊体混合在一起实现的。当电源关闭后，页面显示仍保持不变，因为微囊体是双稳态的，可以随时保持其位置不变。

SiPix使用相同的技术，但增加了专有的卷到卷压印工艺。这种工艺是将微杯压印进聚合体，然后用包含带电荷色素的透明液体对这些微杯进行填充。微杯可以充填任何颜色的色素，虽然据称公司仍在完善不退色的彩色色素。今年晚些时候，SiPix有望开始交付各种显示器尺寸，从2英寸(用于货架标记)直到20英寸线(用于公众场所信息显示器)，其中包括用于电子书并且内置触摸屏的6 英寸和9英寸版本。

“SiPix正在使用与E Ink相似的技术，但他们可以生产出尺寸大得多的显示器。”iSuppli公司首席分析师Vinita Jakhanwal表示，“2010年电泳显示器供应商还将推出其它功能选项。”

日本普利司通公司也开发出一种类似电泳显示器的技术，但使用网格和称为电子液态粉(ELP)的带电荷干色素。与液体中悬浮的像素相比，ELP重量轻，响应速度最高快上1000倍——如此之快，以至于普利司通声称能降低以视频帧速率快速移动的色素所引起的底板磨损。普利司通公司的单色和彩色显示器都已有成功演示。

普利司通的技术可以“解决电泳显示器刷新速率慢的问题”，iSuppli公司的Jakhanwal表示，“我想他们目前已经达到0.2ms的刷新速率，而E Ink的刷新速率为200ms。”

今年另外一种准备大批量商用生产的显示器是MEMS显示器，它的开发商高通 MEMS科技(QMT)公司将其命名为Mirasol。“如果要我预测最可能替代E Ink的显示器技术，那么很可能就是高通的Mirasol。”O’Donovan表示，“我的理由是，Mirasol采用的是一种非常低功耗的反射技术，更重要的是，可以提供视频功能。我认为这是未来电子书的重要优势所在，它能提供视频内容——逼真的图形或视频或某类运动内容。这是教育电子课本市场中的杀手应用。”

QMT至今只获得了小型(如手机)显示器的订单，但也展示过一款6英寸的原型，可以用于电子书阅读器。QMT公司最近与工业巨头***正威精密工业有限公司(Foxlink)展开合作，在龙太科技园(***桃园)建立了专门的制造工厂。

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Mirasol使用了一个内置有Fabry-Perot干涉仪的光学谐振腔，这个谐振腔由一个薄膜堆栈和一个可变形的反射膜组成。正常的环境光线同时从腔体顶部的薄膜堆栈和底部的反射膜上反射出来。可以通过相位控制选择性地增强特定颜色，由于没有任何滤波或偏光器削减反射光线，因此具有光线放大的效果。这样就不需要使用背光。这种显示器可以从侧面进光，便于黑暗环境下阅读。

然而现在，“我们将只能看到用于便携设备的Mirasol型显示器，”Envisioneering公司的Doherty预测，“你需要非常亮的环境光线，即使这样，Mirasol提供的颜色也太陈旧，像高亮文本这样的应用除外。广告商肯定不愿意在Mirasol上显示他们的广告。”

除了Mirasol外，“目前只有两种其它可能的电泳替代技术。”O’Donovan认为。一种是Liquavista的电润湿技术，另一种是“LCD衍生技术，比如Pixel Qi的半穿反(transflective)屏。”

电润湿显示器的工作原理是修改一个简单光学开关中的表面张力，从电气上压缩彩色油膜中的小油滴。在没有电压的情况下，彩油形成一个连续的膜，从而形成固定的颜色。当显示器像素上施加电压时，油将转移进角落中的小油滴中，像素将变得透明。虽然这种显示器不是双稳态的，但可以每隔数秒才更新一次，因此图像保留所需功耗极低。

“Liquavista 的主要优点是它的显示效果看起来非常棒。”Jakhanwal表示。

Liquavista正在与TI公司展开合作，将带有开发系统的电润湿显示器用于基于TI公司Omap的eBook开发平台，该平台也可以与E Ink显示器一起工作。

此外，Dialog半导体、爱普生、飞思卡尔和Marvell也纷纷为E Ink显示器提供了支持芯片。

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