简单聊一聊墨水屏的发展历史

关于墨水屏的文章已经写了好几篇,介绍了不少Kindle、Kobo、文石、博阅等品牌的墨水屏产品。

今天先不聊具体的墨水屏了(主要是没刷到比较有意思的型号),我们来聊一聊墨水屏的发展历史

电子纸的概念最早是由施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的研究员尼克·谢里登(Nick Sheridon)在1970年代提出。当时,他发明了一种称为Gyricon的显示技术,也叫“扭转向球”。

 

其主要结构是数百万个直径与头发丝相当的小球,每个小球一半是黑色,带负电,另一半是白色,带正电;这些小球均匀的分布在两张透明硅胶薄片之间,同时,这里面还有油状液体,使得小球可以悬浮在其中,并能自由旋转。

通过屏幕下方电极矩阵,可以控制不同小球上下旋转,进而显示黑白图像;在断电时,小球仍会保持在原位。

图片由AI生成

 

在当时,Gyricon技术就展现出了电子纸的独特优势:

1、类纸体验:完全依靠环境光的反射,没有背光,也就没有蓝光辐射,护眼效果好;

2、超低功耗:仅在翻页或刷新时需要电能,静态显示时几乎零功耗;

3、可弯曲性:因为微型小球都是悬浮在柔性硅胶中,所以可以弯曲;

 

尽管Gyricon的概念很好,但是在制造工艺上却十分困难:

 

首先,数百万个小球的均匀性就很难保证,就算制造出来,如何将它们均匀封装在硅橡胶片中又是一个难题;

此外,这种技术注定导致电子纸的刷新率低,分辨率也因小球直径而受限制。最终,这一技术没能实现商业化。

 

1993年,麻省理工学院媒体实验室的约瑟夫·雅各布森(Joseph Jacobson)等人开始研究微胶囊电泳技术,也就是我们熟知的E Ink技术

它与之前的Gyricon有些类似,也是依靠电极施加电压驱动带正(负)电荷的颜色粒子上下运动,进而呈现画面文字。

 

不过,E Ink技术将Gyricon技术中的小球换成了直径更小一些的微胶囊,每个微胶囊中充满了透明的介电液体,液体中悬浮着两种带有相反电荷的颜料粒子。

通过控制电压的大小和持续时间,可以让部分白色和部分黑色粒子同时停留在顶部,或者处于中间位置,从而混合出不同深浅的灰色。

 

相较于Gyricon技术,E Ink技术的制造工艺更加简单,可以将微胶囊制成油墨,然后涂布再柔性衬底上。

此外,因为微胶囊和其内部的颜色粒子可以做得更小,E Ink技术能够实现更高的分辨率,显示效果更强。

在1997年,雅各布森联合创立了E Ink公司(元太科技的前身合作伙伴),致力于将微胶囊电子墨水商业化。

 

墨水屏电子书的时代开启于1998年,NuvoMedia在老牌书店Barnes & Noble的支持下推出了Rocket eBook。稍晚了几个月,Softbook也发布了一款类似的设备。

左图:Rocket eBook,右图:Softbook

到了2004年4月,索尼和E Ink合作,推出了全球首款商用墨水屏——Sony Librie。它使用了6英寸的E Ink Vizplex屏幕,分辨率仅为800x600(约170 PPI),显示4级灰度。

 

不过因为缺乏便捷的配套服务,例如购买电子书、书籍格式、无线传输等,索尼的电子墨水屏销售算不上成功。

2007年,亚马逊入局墨水屏市场,彻底改变了游戏规则,开始了“硬件+内容+服务”的模式。

这年11月,Kindle一代发布,它内置了Sprint EVDO网络,可以直接在设备上购买并下载书籍,大大方便了用户的操作;同时,背靠亚马逊庞大的图书资源,首发就有9万本书籍。

 

Kindle一代采用6英寸E Ink屏幕,4级灰度,物理全键盘设计。首发价格达到399美元,虽然昂贵,但在上市5.5小时就售罄了。直到现在,还有许多墨水屏爱好者想要收集这款电子书,我自己也想淘一台玩玩,但是现在很难遇到了。

 

之后,Kindle又推出了K2、K3、9.7寸大屏的DX和DXG。在2011年,亚马逊推出了Kindle Touch,首次引入红外触控技术,取消了物理键盘,价格也大大降低,极大的推动了墨水屏的普及。

 

在这期间,索尼也推出了触控板的Reader系列,现在还时不时地刷到别人分享Sony的老机子。此外,美国最大的实体书店Barnes & Noble也推出了自家的墨水屏阅读器——NOOK,采用安卓系统。

 

次年,也就是2012年,亚马逊推出了Kindle Paperwhite一代,这是第一款内置前光Front-light,即在屏幕前加了一层导光板,并在阅读器底部加上LED灯珠,不过大家习惯成为背光)的墨水屏,这使得墨水屏可以不依赖环境光,夜晚阅读也成为可能。

此后,背光成了中高端阅读器的标配。不过,近年来,有些厂家为了追求极致的显示,又开始尝试去掉导光层,甚至是触控层,例如汉王的N10系列。

之后,墨水屏的屏幕分辨率也逐渐提升。在2014年,亚马逊发布了首款旗舰机型——Kindle Voyage,分辨率首次达到300 PPI(视网膜级别),采用玻璃盖板和纯平屏幕设计,并引入压感翻页键,代表了当时的最高工艺水平。

 

直到现在,KV依然受到很多人的喜爱,被称为一代机皇。我手头就有一台,虽然使用频率不高,但是每次拿在手里还是会感叹它的精致,不舍得出掉。

 

2015,亚马逊将300 PPI的配置下放给了中端主力机——Kindle Paperwhite 3,成为行业新标准。

与此同时,其他墨水屏厂商也纷纷加入“战场”。

加拿大乐天旗下的Kobo在这一时期迅速崛起,推出了Aura H2O(我一直想收一台)等产品;国产品牌,如掌阅文石汉王等,也开始发力,文石率先尝试开放安卓系统,允许安装第三方应用。

 

之后,墨水屏市场细分加剧,阅读器不再仅限于看书,开始向笔记、办公和彩色阅读扩展。

不过,我个人觉得,墨水屏作为一个阅读器,功能多了反而会让人分心,正如亚马逊创始人贝索斯所说:“最好的设备就是专门用来读书的设备”,至于看视频,刷流媒体等功能,还是交给手机平板等电子设备吧。

        PS:部分图片来自网络,可侵删。

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