２０１１牟第４期 中图分类号：１１Ｙ３３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２５５２（２０１１）０４—０２０９—０４ 电纸书技术的探析 汤松龄 （宁波城市职业技术学院，宁波３１５５０２） 摘要：电纸书的产生，代表了传统意义上图书发展的又一次，由于其功能全面，体积小、 容量大、内容多、设计精美、使用方便，被称为“随身图书馆”，备受广大读者的推崇，也是众 多媒体的热议话题。就电纸书的技术原理、功能特性及其发展普及的因素进行分析探讨，有助 于大家对这一时尚的电子产品以全面的了解与认识。 关键词：电纸书；电子纸显示技术；电子墨水；电子书 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ ｂｏｏｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＴＡＮＧ Ｓｏｎｇ．１ｉｎｇ （Ｎｉｎｇｂｏ Ｃｉｔｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎｉｎｇｂｏ ３１５５０２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ ｂｏｏｋ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｏｏｋ ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｆｕｌｌ—ｆｅａｔｕｒｅｄ，ｓｍａｌｌ ｓｉｚｅ，ｃａｐａｃｉｔｙ，ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｍｏｒｅ，ｂｅａｕｔｉｆｕｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ，ｋｎｏｗｎ ａｓ ｔｈｅ“ｃａｒｌｆ ｌｉｂｒａｒｙ”，ｈａｓ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｗｉｄｅ ｒｅｓｐｅｃｔｅｄ ｒｅａｄｅｒｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｍａｎｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｇ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ ｂｏｏｋ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ａｃｃｅｓｓ ｈｅｌｐｓ ＵＳ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆａｓｈｉｏｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｎｄｅｒｓ￣ｎｄｉｎｇ ａｎｄ ａｗａｒｅｎｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅ—ｐａｐｅｒ ｂｏｏｋｓ；Ｅ—ｐａｐｅｒ ｄｉｓｐｌａｙ；Ｅ—ｉｎｋ；Ｅ—ｂｏｏｋ １ 电子书与电纸书的本质涵义 电子书（Ｅ—ｂｏｏｋ），其全称应为电子书阅读器。 由于目前还没有一个标准的定义或具体的名称，电 子书、电子阅读器、电纸书等各种叫法都有。无论是 电子书的内容、阅读设备，还是电子书的阅读软件， 甚至是网络出版都被冠以电子书的头衔。电子书从 门的网站组织而成。（２）电子书的阅读器，它包括 桌面上的个人计算机，个人手持数字设备（ＰＤＡ）， 专门的电子设备，如“翰林电子书”。（３）电子书的 阅读软件，如ＡＤＯＢＥ公司的ＡｃｒｏｂａｔＲｅａｄｅｒ，Ｇｌａｓｓ— ｂｏｏｋ公司的Ｇｌａｓｓｂｏｏｋ，微软的ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＲｅａｄｅｒ，超 星公司的Ｓ ＳＲｅａｄｅｒ等。电子书的主要格式有 ＰＤＦ，ＥＸＥ，ＣＨＭ，ＵＭＤ，ＰＤＧ，ＪＡＲ，ＰＤＢ，ＴＸＴ，ＢＲＭ 广义上来说，凡是主打阅读电子图书的手持设备都 能叫做电子书，这类产品很早以前在市面上就有销 售，使用的是点阵式液晶屏或者ＴＦＴ屏幕。国内学 术界以及社会各界的初步认定是：“电子书代表人 等十余种，目前很多流行移动设备都是支持其阅读 格式的。手机终端常见的电子书格式为ＵＭＤ，ＪＡＲ， ＴＸＴ这三种。电子书是一种便携式的手持电子设 们所阅读的数字化出版物，从而区别于以纸张为载 体的传统出版物，电子书是利用计算机技术将一定 的文字、图片、声音、影像等信息，通过数码方式记 备，专为阅读图书设计，它有大屏幕的液晶显示器， 内置上网芯片，可以从互联网上方便的购买及下载 数字化的图书，并且有大容量的内存可以储存大量 数字信息，一次可以储存大约３０本传统图书的信 收稿日期：２０１０—１０—１１ 作者简介：汤松龄（１９６３一），男，本科，实验师，研究方向为电器设 录在以光、电、磁为介质的设备中，借助于特定的设 备来读取、复制、传输。”它由三要素构成： （１）Ｅ—ｂｏｏｋ的内容，它主要是以特殊的格式制作而 成，可在有线或无线网络上传播的图书，一般由专 备应用维修，卫星电视接收及音视频制作。 ．－－——２０９．－－—— 息，特别设计的液晶显示技术可以让人舒适的长时 间阅读图书。电子书的屏幕就像一个打印在玻璃上 纸书也可依据阅读平台的不同，进行各种个人化设 定上。电纸书实惠，可以免费下载书。随着电子出 版物的飞速发展，电子出版物网络化已成为现实。 而电纸书的数字化，使修改更新内容极为方便，Ｉｎ— 的书面，支持精密文字的显示，也可以用特殊的笔触 设备操作（如在页面上写字，做标记等）。电子书的 操作简单，不同于传统的电脑，无需经过启动的等待 时间。当打开电源时，马上就能够进入工作状态。 电子书的翻页按钮也不同于电脑上的滚屏方式，只 ｔｅｍｅｔ作为覆盖全球的网络，其传播信息方面具有独 特的优势，可随时利用，达到电纸书即时更新的目 的。电纸书的使用者可在因特网上建立自己的网上 需按下“向前”或“向后”的按钮即可完全像翻动一 本书的书页那样，翻到另一页文本或直接“跳转”至 自己感兴趣的某页文本，甚至可以在阅读的同时对 书库来存储自己已购买的图书，必要时再下载到电 纸书的存储芯片中以供阅读，下载一本７００页的书 只需３分钟。使用电纸书，不必购买厚厚的纸质书， 屏幕上的文本内容进行一些阅读传统图书不能实现 的操作，也可以实现传统图书无法实现的在黑暗环 境中阅读。现在国内的ＰＤＡ产品丰富，按功能大致 分为以学习为主，有各种英汉互译、字典等，如好易 通、快易通等；以商务游戏为主，有记事本、万年历、 汇率、股市行情、收发邮件、游戏等功能，如商务通、 经理人、名人等；还有就是掌上电脑，可无线上网， ＷＩＮＤＯＷＳ ＣＥ的操作系统。 电子书从狭义上来说，只有使用电子墨水屏幕 （电子纸显示技术）或者类似技术的电子书阅读器 才可以称为电子书，这类电子书即现在所说的电纸 书。电纸书的产生不仅是因为传统意义上的纸质书 购买费用较高，携带不便，大多数的人才喜爱手持式 电子阅读设备，而且由于电脑、手机、ＰＳＰ、ＭＰ４等虽 然能实现电子书的阅读，但液晶屏用起来伤害眼睛， 电子纸显示技术的电纸书可以让人饱读不伤眼，携 带方便，给了人们全新的阅读体念。 ２ 电纸书的功能特性 电纸书的优势相比其他掌上设备尤为突出。首 先是其屏幕没有闪烁，长时间阅读不会引起眼睛干 涩不适。其次，超长的续航时间。由于Ｅ—ｉｎｋ电子 纸非常省电，一次充电可翻阅几千页图书，比起传统 书籍来说，电子书无疑更省空间，即便是数十册的百 科全书，都可做到随身携带随时阅读，出差携带比书 本体积小、重量轻、容量大的电纸书，轻便。一本电 纸书可以存储１５００页文本内容，如果增加电纸书阅 读器的存储芯片，电纸书的存储能力可最大扩充至 ５００００ １０００００页。电纸书还可以多媒体方式呈 现，整合音乐播放、录音等简单功能，结合音视频技 术，一改传统图书只是平面纸张上的阅读，而让人有 更多的感观体验，甚至是娱乐的效果。 电纸书具有全文梭索或索引的功能，当把电纸 书的“书签”插入某页当中时，它可以帮助读者在全 书范围内搜寻某些字词，轻松找到书中的重点。电 一２１０一 避免浪费纸张，可做到环保节育。 ３ 电子纸技术及工作原理 无论是“电纸书”还是“电子书”，首先会让人想 到的是采用Ｅ—ｉｎｋ电子墨水屏幕（电子纸）的手持阅 读器。Ｅ—ｉｎｋ公司研发的这种电子纸张（Ｅ—ｐａｐｅｒ）， 其实是新一代的显示装置，它由电子墨水及两片基 板所组成：第一部分是电子墨水，有时被称为“前基 板（ｆｒｏｎｔ ｐｌａｎｅ）”；二是使电子墨水生成文本和图像 所需要的电子设备组合，包括控制部分和显示部分， 被称为“背基板（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）”，背基板上面涂有由无 数微小的透明颗粒组成的电子墨水，颗粒直径只有 人的头发丝的一半大小。电子纸与我们常见一般纤 维纸不同，电子纸是一种包含“微小球体”的“导电 高分子”材料，其外表、特性跟我们平时使用的纸张 一样，具有柔软度又可重复显示资料。电子纸的载 体是一张特殊的薄胶片，通过在胶片上”涂”上的一 层带电的物质（电子墨），根据内容的不同进行后台 控制，通过相应的显示组合以达到内容显示的目的。 电子纸的表面是一层透明材料，作为电极端使用；底 部是电子纸的另一个电极，微胶囊夹在这两个电极 间。工作时，人们只要适当地对它予以电击，就能使 数以亿计的颗粒变幻颜色，从而根据人们的设定不 断地改变所显现的图案和文字。只要调整颗粒内的 染料和微型粒子的颜色，便能够使电子墨水展现色 彩和图案来。电子纸的内核就是一个广义上的ＩＣ， 整个阅读器则可看作是一个薄薄的内嵌式遥控显示 板。电子墨水就是将带正、负电的诸多黑白粒子，密 封于微胶囊内，因施加电场的不同，在监视器表面产 生不同的聚集，呈现出黑或自的效果。商业化程度 最好的非液晶电子纸技术是Ｅ—ｉｎｋ的电子墨水技术 （电泳式电子纸）。电子纸比普通纸张显示对比度 高，在强烈日光下也没有问题，省电，刷新屏幕时才 用电，断电保持显示，超薄，最薄的可以做到０．１ｍｍ， 跟纸张差不多，可任意弯曲折叠，有良好的柔韧性。 ４ 电子纸技术的核心科技——电子墨水 电子墨水是一种革新信息被显示的新方法和技 微胶囊。制造微胶囊本身仅涉及较简单的化学，微 胶囊制成后被称为是一种胶质材料，这材料是细小 的固态颗粒，承担液态的物理性质。于是微胶囊象 传统墨水悬浮在液态“载媒体”，然而它将粘着到普 通墨水可以用的任何表面。并且可以用现有的丝网 印刷工艺打印。打印的微电子学技术改变了墨水颗 粒的颜色并产生了字和图。 术，是化学、物理学和电子技水的综合应用。作为电 子纸技术的组成部分之一，也是电子纸技术的关键 所在。早在１９７５年，施乐公到ＰＡＲＣ的研究员 Ｎｉｃｈｏｌａｓ Ｓｈｅｒｉｄｏｎ就提出了电子纸的概念。但由于 一些决策上的问题，直到１９９６年４月，贝尔实验室 才做出了真正意义上的电子纸，麻省剑桥的Ｅ—ｉｎｋ 公司开发和进入市场化阶段。目前市场占有率最 ■ ｉ ■ ．蟹 高、最成熟，应用最广泛的是元太的Ｅ—ｉｎｋ的微胶 囊电泳显示技术。 电子墨水由数百万个尺寸极小的微胶囊构成， 直径与头发丝相当。每一个微胶囊中含有带正电荷 的白色粒子和带负电荷的黑色粒子，它们悬浮在清 洁的液体中。电子墨水薄膜的顶部是一层透明材 料，作为电极端使用；底部是电子墨水的另一个电 极，微胶囊夹在这两个电极间。微胶囊受负电场作 用时，白色颗粒带正电荷而移动到微胶囊顶部，相应 位置显示为白色；黑色颗粒由于带负电荷而在电场 力作用下到达微胶囊底部，使用者不能看到黑色。 如果电场的作用方向相反，则显示效果也相反，即黑 色显示，白色隐藏，如图１所示。可见，只要改变电 场作用方向就能在显示黑色和白色问切换，白色部 位对应于纸张的未着墨部分，而黑色则对应着纸张 上的印刷图文部分。像多数传统墨水一样，电子墨 水和改变它颜色的线路是可以打印到许多表面，从 弯曲塑料、聚脂膜、纸到布。和传统纸差异是电子墨 水在通电时改变颜色，并且可以显示变化的图像，象 计算器或手机即那样的显示。 人们肉眼看电子墨水，同一瓶普通墨水没有区 别，但悬浮在电子墨水液体中有几百万个细小的微 胶囊。每个胶囊内部是染料和颜料芯片的混合物， 这些细小的芯片可以受电荷作用。为了能看见电子 墨水的微胶囊，可以把它想象成清晰的塑料水球。 水球内包含几十个乒乓球，水球内充人的不是空气 而是颜料水。如果从顶部看水球，我们可以看到许 多白色乒乓球悬浮在液体中，于是水球看起来呈白 色。从底部看水球，你只不过看到的是颜料水，于是 水球看起来呈黑色。如果你把几千个水球放到一个 容器，并使这些乒乓球在水球的顶和底之间运动，你 就能看到容器在改变颜色。这就是电子墨水工作的 基本原理。事实上这些水球是１００微米宽的微胶 囊。在１平方英寸，大约包含１Ｏ万个微胶囊。如果 在一页纸上打印电子墨水，则一个句子包含３０多个 白色显示状态 黑色显示状态 图１ 电子墨水胶囊不意图 电子墨水有许多优点，包括易读性，柔性，易廉 价制造和低功耗。与其它显示技术相比，电子墨水 的反射率和对比度较佳。看起来它们像纸上的墨， 是人们阅读和处理时感觉很舒服的媒休。在亮光包 括直射阳光下，其它显示材料感觉有些淡而难以阅 读。相反基于电子墨水的显示才真正容易看和读。 因为电子墨水是柔软的，它可以用到原先显示技术 必须要用到刚劲坚硬和平的表面所不能用的地方。 电子墨水可以用到纸上，产生柔性书和报纸一样的 显示效果。它也可以打印到布上，或者打印到类似 手机和其它电器非平面的奇形怪状的表面。 电子墨水可以用在现在显示所用的任何地方， 而且更多的地方。电子墨水第一代产品将把大面积 字符用在另售店、药店、银行和联络顾客的相同商 店。明年以后，基于电子墨水显示将开始出现在包 括手机、ＰＤＡ、寻呼机和数字钟表等电子器件。与平 板显示器相比，电子墨水有较大的优点，良好的阅读 能力，更灵活的设计，低功耗和低制造价格。电子墨 水可以打印到多种表面，包括纸和纤维。由于它的 柔性，电子墨水开拓了弯曲面显示的新市场。例如： 更多的电子设备设计采用手持器件，电子墨水可以 廉价和方便地打印到用户界面的器件上。可以想象 一个咖啡壶，当咖啡温度低于你喜欢的温度，该界面 的变色来告诫你，或者当ＴＶ遥控器的电池不足时， 它会转成红色。未来，用电子墨水打印的纸，可以排 版自己，所以单页纸可以用作很大信息的活动显示。 目前，亚马逊公司推出的Ｋｉｎｄｌｅ、ＯＰＰＯ推出的Ｅｎ一 一２１ １— ｊｏｙ，汉王公司推出的汉王Ｎ系列电子阅览器（电纸 书）都是应用的Ｅ—ｉｎｋ电子墨水技术。电子墨水显 示示意图如图２所示。 图２电子墨水显示示意图 ５ 电纸书的发展趋势 电纸书不翻页不耗电，这正是电纸书超长续航 开机状态可连续待机１５天以上。电子教科书的出 现，还会掀起教育行业的一大变革，让喊了多年的 “学习减负”彻底变成现实，孩子们不再背负沉重的 书包上学，兜里揣上这个小巧的电纸教科书即可，因 为所有的课本内容校方在开学之初就已全部装到这 个电子教科书中了。电纸书人馆，可有效解决图书 馆藏书的容量压力，因而它是代替纸质图书出版的 必然趋势。在发行上，不必先做出具体的产品，只需 等待订户的订购，需要多少发行多少，，依数量发行。 各出版社除积极将纸本书数位化外，可依属性发展 各自特色，提供读者多样化的选择，实行同中求异的 经营模式。电纸书本身也具有一些不足，就现在市 时间的关键所在。一次翻页完成之后，维持屏幕的 显示内容是不需要电力支持的。所以可以慢慢的阅 读而完全不必担心电量问题。这也是为什么电纸书 的续航时间并不以小时为单位标注的原因。 电纸书的屏幕显示效果由软件决定。大部分电 纸书能显示８阶灰度，有的电纸书能显示ｌ６阶灰 度，而有的只能显示４阶灰度。有些翻页后会留下 上一页的痕迹，而有的却完全没有。有的消费者可 能觉得这是屏幕质量的问题。其实这是由软件决定 的。如果对比各厂家电子书就会发现，大厂商的电 子书屏幕显示效果更好、反应更快、不留痕迹、灰度 分级更多。这并不是由于大厂商有实力购买更优质 的屏幕，而是由于他们有实力开发更优秀的电子书 系统。这也说明了屏幕显示效果略差的电子书售价 却依然很高，因为他们的成本是一样的。 场的产品而言，售价高昂，一本中端电子书的售价堪 比一部高端手机或者上网本的价格，普通工薪阶层 难以接受。这种节约纸张的产品，要达到一个合适 的价位，除非国家给予大力支持补助。二是读者接 受度有限，年纪稍大的读者恐难一时接受这一需操 作才可阅读的产品。三是电纸书下载容易的同时， 电纸书的方便性及内容多元化等优点，使其发 展具有无限商机，将迫使纸质书籍逐渐退出历史舞 台。目前巳发行的不超过３００ｇ的“体重”和不超过 １ｃｍ的厚度，最大存储支持３２ＧＢ的电纸书就有多 家厂商，如韩国知名数码品牌ｉｒｉｖｅｒ的艾利和ｉｒｉｖｅｒ ｓｔｏｒｙ２Ｇ电纸书，产品重量只２８４克。还有汉王电纸 也面临着一个加密技术及版权如何保护的问题。电 纸书的普及还有一个较长的过程。 参考文献： ［１］青翼．随身图书馆——几款时尚的“电纸书”立品介绍［Ｊ］．电 子报，２０１０，５． ［２］季开祥．电纸书及其发展前景探析［Ｊ］．山东电力高等专科学校 学报，２００９，５． 书Ｎ５１０、翰林Ｖ３电纸书、爱国者ＥＢ６３０１等时尚款 型，都具有造型优美，可视角度大，基本和真正的纸 张阅读效果持平且无色差，还达到了低功耗，字号缩 ［３］芳菲．原版电子书网上免费淘（Ｊ］．电脑爱好者：普及版，２０１０，５． 责任编辑：张禹 放自如，长时间阅读无闪烁，不伤眼睛。一次充电， 一２１２一
