断电了,电子书为什么还留着字?

1995年，约瑟夫·雅各布森来到麻省理工学院，向本科生巴雷特·科米斯基提出了一个难题：能不能做出一本按下按钮，书页内容就会改变的书？

把很多本书存进计算机，已经不是最难的部分

难的是，读者眼前的那一页，能不能仍然像纸上的墨水？

纸上的字不需要通电，阳光照上去，它就在那里

电子显示器可以换内容，但要把可改写的显示材料做得像纸一样，又是另一回事

科米斯基开始钻研化学、物理和电子学，把课余时间投入实验

他们要找的，是一种可以被电改写、又能留下清晰字迹的材料

今天电子书阅读器没电后，屏幕上竟然还能留下最后一幅画面，线索就藏在这个问题里

这个研究起点，记录在美国国家发明家名人堂的科米斯基档案中

电子墨水共同开发者同台：阿尔伯特、科米斯基与雅各布森 |National Inventors Hall of Fame/ Official media, no CC license stated

原型出现了，但发明者不止一个

1997年1月，MIT团队做出了可工作的电子墨水原型

雅各布森提出电子书的愿景，并组织研究

科米斯基探索微胶囊与电泳材料，把可能的显示路线推进到实验

机械工程专业的J. D. 阿尔伯特与他一起完成原型，后来又发展出批量制造电子墨水显示器的方法

一个人提出问题，两名学生把材料做出来，随后还要有人把实验变成可制造的产品

这几步不能合并成“雅各布森独自发明了电子墨水”

1998年发表的关键《自然》论文，署名还有吉泽秀和

1997年成立的E Ink公司，则由雅各布森、阿尔伯特、科米斯基，以及拉斯·威尔科克斯、杰罗姆·鲁宾共同创办，继续推动商业化

原型时间和阿尔伯特的制造贡献，可见MIT的回顾报道与阿尔伯特的发明档案

雅各布森在工作环境中展示器件 |EG Conference/ Official media, no CC license stated

真正的突破，是给颗粒安排“小房间”

让带电颗粒随电场移动，并不是MIT团队才发现的现象

此前已经有人尝试用这种电泳运动做显示器，但颗粒聚集、沉降等问题，让稳定、实用的显示变得困难

团队的一项关键工作，是把颜料颗粒和液体装进微小胶囊，让显示材料拥有许多独立的小空间

微胶囊分散在材料中，可以形成可涂布的“墨水”，把电泳显示向更容易制造的薄膜推进

早期体系与今天常见的黑白屏也有区别

早期研究使用过白色颗粒搭配深色液体，不能直接把现代黑白双颗粒结构倒写进第一次实验

在如今常见的黑白电子墨水中，微胶囊里有透明液体，以及带相反电荷的黑、白颜料颗粒

电场方向改变，两种颗粒朝不同方向移动

白色颗粒来到靠近读者的一面，这里看起来就白

黑色颗粒来到前面，这里就黑

许多位置一起受控，字和图像便出现了

这些颗粒不是小灯泡，它们靠反射或吸收光呈现黑白

早期结构见1998年原始论文，现代双颗粒结构见E Ink技术说明

Kindle 3屏幕中的微胶囊实拍 |Gijs.noorlander / Wikimedia Commons/CC BY 3.0

电撤走了，画面为什么不撤走？

颗粒移到位置之后，经过设计的材料体系能够把显示状态稳定保留下来

移除电源，已经形成的图像仍然可以存在，这就是电子墨水常说的“双稳态”

这里的重点是：改变画面需要电，保持已经写好的画面，不需要持续供电

所以，阅读器彻底断电后，屏幕上留着字，并不意味着电池还有隐藏电量

留下来的，是显示材料已经形成的状态

有些设备关机时会显示标志，有些会变成空白，那通常是关机前先改写了屏幕

断电之后，它停在那次改写的结果上

这也不代表没电还能继续翻页处理器要读取下一页，驱动电路要重新搬动颗粒，都需要能源

而且，“保持画面不耗电”说的是显示层

前光、无线连接、处理器等仍会耗电，整台阅读器不能因此被称为零耗电设备

在完全黑暗的地方，留着画面也不等于看得见

阅读器的前光像照向纸面的灯，给反射显示提供照明，开启它仍需要电

E Ink对双稳态的说明，明确说的是移除电源后仍能保留图像

翻页闪一下，是在处理上一页的痕迹

电子纸很擅长把画面留下来，这种特性也带来另一个问题：旧画面的影响，有时没那么容易清干净

快速更新后，上一页的字可能还留着淡淡的影子，也就是“残影”

要让下一页更干净，控制器会用一连串电压变化重新调整颗粒状态

某些完整刷新过程中，屏幕会短暂经过大面积的黑或白

你看到的那一下闪烁，就是更新过程中的中间画面

闪烁通常是刷新方式带来的现象，不等于屏幕坏了

为了更快、更少打断阅读，设备也会使用局部更新或更快的驱动方式

它们与完整刷新之间，往往要在速度、闪烁和残影之间取舍，具体表现取决于屏幕与软件

所以电子纸并非完全不能播放动态内容

但频繁搬动颗粒，就会频繁用电，也削弱它在静态阅读时的省电优势

屏幕厂商的刷新说明记录了完整刷新、闪烁与清除残影的关系

变成彩色，为什么没有手机那么艳？

有了黑白颗粒，下一步很自然：能不能再让它显示彩色？

Kaleido这条路线，是在黑白电子纸上叠加彩色滤光片阵列

底下的黑白显示层控制反射光的明暗，上面的红、绿、蓝滤光区域筛选颜色，组合成彩色图像

它仍然在利用反射光，彩色滤光片本身不会发光

光经过滤光片会有损失，显示不同颜色也要利用相邻的细小区域

因此，颜色通常更接近印刷品，背景也可能比纯黑白电子纸更暗

OLED则靠像素主动发光，鲜亮感来自另一套结构

不能只看都是“彩色屏”，就期待它们有相同的视觉效果

Kaleido 3可显示4096种颜色，常见阅读器上黑白内容为300 PPI、彩色内容为150 PPI

PPI就是每英寸的像素数，这也解释了为什么同一块屏幕上，黑字可以细，而彩色插图的细节显得更柔和

彩色电子纸还有直接使用多种彩色颜料的路线，例如Gallery

不能把所有彩色电子纸都解释成“黑白屏加滤光片”

Kobo Libra Colour上的彩色标注 |Rakuten Kobo, via T3/ Official media, no CC license stated

从阅读器，走到货架上的小价签

这套显示材料已经在日常生活里工作

黑白电子纸被用于Kindle、Kobo、BOOX等品牌的阅读设备

翻到一页后，画面可以安静地停在那里，不需要像不断变化的视频一样持续更新

彩色应用也已经落地

截至2026年10月核查，Kobo Libra Colour采用Kaleido 3，BOOX的部分彩色阅读器也采用这一技术路线

它们可以显示彩色封面、插图或标注，保留电子纸的反射显示特点

具体采用情况可见Kobo官方产品页与BOOX官方介绍

再看超市货架，一些电子价签也是电泳电子纸

价格更新时改写画面，其余时间保持显示，很适合内容长时间不变的场景

不过，电子价签也有其他显示技术，不能看见电子价签就认定它一定使用电子墨水

采用电子纸的价签，也仍需要为通信和更新供电

E Ink的零售应用页面展示了这种实际用途

超市货架上的电子墨水价签 |Maksym Kozlenko / Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

那本按键换内容的书，终于有了自己的“墨水”

雅各布森最初提出的，是一本内容可以改变的书

科米斯基、阿尔伯特和团队接着要回答：这样的书，究竟该用什么来显示？

今天，一台阅读器没电后，最后一页还留在屏幕上

那不是它继续运行，而是颗粒已经把画面留了下来

当年实验里被搬动的微小颜料，终于承担起了书页的工作

电负责改写，光负责让人看见，而停下来之后，字仍然在那里