В сфері нових технологій. Електронний папір

Все більше розширюють наші можливості технічні новинки, які все стрімкіше стають невід'ємною частиною в роботі, освіті, відпочинку. Цікавим минулий тиждень виявився в сфері розробок нових типів електронного паперу та перспектив появи нових пристроїв на його основі. Безумовно, нові пристрої мають величезну перевагу перед вже існуючими, але також не позбавлені недоліків.

Наприклад, однією з проблем, з якою зіштовхнулися розробники електронних книг на основі технології e-рaper (електронного паперу), це конкурентоспроможність продуктів, де потрібна перевага над попередниками щодо контрастності, роздільної здатності та швидкодії. Електронне книговидання зараз явно на підйомі. Варто відзначити, що середній світовий ріст ринку електронних книг за останній рік складає приблизно 70% у порівнянні з попереднім. Саме ця тема сьогодні в центрі уваги. Нагадаємо, що технологія, називана «електронний папір» (electronicpaper-e-paper), часом згадується як «електронне чорнило» (electronic ink - e-ink). Що змінилося на сьогодні? Різні компанії продовжують винаходити нові типи електронного паперу та шукають шляхи впровадження даної технології, про що і поговоримо більш докладно.

В основній масі електронних книг сьогодні застосовують електронний папір на основі технології PDLC. Нагадаємо, що в її основі лежить формування зображення у відбитому світлі, як у звичайного паперу, завдяки використанню мікрокапсул (сфер). Мікрокапсули заповнені вмістом - чорні та білі мікрочастинки, негативно та позитивно заряджені, орієнтація яких у сферах різна при відсутності електричного поля (у таких умовах світло розсіюється) і односпрямована стосовно полярності подаваної напруги на кожну пару електродів, даючи, таким чином колір, що відповідає, крапки. Також безлічі крапок можуть бути розбиті на тріади, що мають три стандартні кольори: червоний, зелений і синій. В цьому випадку папір може відображати велику кількість кольорів і відтінків. Е-paper дисплей також може підтримувати швидке перемикання між чорно-білою графікою та кольоровими зображеннями.

Використання мікрокапсул (сфер) дозволило зробити дисплеї гнучкими з можливістю приймати первісну форму після вигину, дуже легкими, надійними, ощадливими до споживаної енергії, оскільки вона витрачається тільки на зміну стану екрана (при зміні зображення).

Інша технологія використовує принцип формування зображення на основі холестеричних рідких кристалів (cholesteric liquid crystal display, Ch-lcd) з використанням пластикового субстрату замість скляного. Подібні дисплеї цього року показали Samsung і Pixel Qi.

Субстрат

Третя - на базі керованого синтетичного пікселя з набором із двох незалежно контрольованих кольорових масляних плівок і колірного фільтра, що миттєво змінює колір майже у всьому видимому спектрі. Дисплеї засновані на електрозволоженні (electro-wetting) мають декілька важливих переваг. Насамперед, перемикання між білим і кольоровим відображенням відбувається зі швидкістю, достатньою для відтворення відеоконтенту. Контрастність даних пристроїв не поступається і часом перевершує інші дисплеї, що відображають.

Деякі дослідники намагаються створити e-paper на основі органічних транзисторів, вбудованих у гнучкий субстрат. Враховуючи переваги якості відбиваного зображення та економічні переваги застосування даної технології, користувачі тільки виграють від подібних удосконалень. На цій сторінці ви також можете подивитися відео з детальним поясненням принципу дії «електронного паперу» (http://www.eink.com/technology/howitworks.html  2,5 МБ).

Давайте подивимося, яку ще альтернативу сьогодні пропонують виробники електроніки. Так, нинішня нова розробка на сьогодні відрізняється від своїх альтернатив тим, що кожен піксель електронного паперу на основі нової технології являє собою пустотіле герметичне гніздо, в основі якої лежить алюмінієва пластина, яка відбиває світло, а в центрі гнізда - малюсінькі полімерні колодязі, заповнені вуглецевим чорнилом (чорно-білий варіант).

3D структура пікселя

Зверху ж конструкцію прикриває тонкоплівковий прозорий електрод з оксиду індію олова. Напруга, прикладена до електроду та до основи, змушує чорнило миттєво витекти з колодязя і заповнити все гніздо. Після зняття напруги чорнило одразу збирається назад у колодязь. А оскільки резервуар займає десь 5% від загальної видимої площі, в «згорнутому» стані чорнило майже не видно.

Крім того, головна перевага новинки в тому, що новий папір має ступінь відбиття 60% падаючого світла, а при подальшому удосконаленні може мати і більше значення, у той час як всі попередні варіанти електронних книг відбивають близько 40% світла.

Не менш важливе і те, що час перемикання пікселей між чорним і білим станом майже миттєво: воно становить всього одну міллісекунду. Це навіть швидше, ніж у гарних РК-екранів. Електронні книги та газети при масовому виробництві обіцяють бути досить дешевими, щоб кожен бажаючий міг задовольнити свої потреби в одержанні інформації, новин, дистанційного навчання, читанні літератури. Побачити формування зображення на e-paper газеті можна на цьому відеоролику (http://www.eink.com/technology/images/eink_pen_animation.avi  2 МБ).

Залишається суттєвою ще одна проблема, і насамперед для читачів, це великій різновид «текстових» форматів. Сьогодні їх більше сорока, як універсальних, так і використовуваних тільки на окремих типів пристроїв. А деякі формати можуть бути популярні тільки в одній країні.

Ознайомившись з варіантами створення е-рaper дисплеїв, відзначимо, що 80% цього ранка зайняті сегментом електронних книг. Електронний папір присутній на ринку вже близько п'яти років, однак, дотепер вважається новачком. Так, розглянемо деяке розміщення сил на настільки популярному ринку дисплеїв на основі електронного чорнила (E-Ink), оскільки піонер технології, E Ink Corporation, вже змінила свого власника. Тепер це є великий тайванський виробник мало- і средньоформатних дисплеїв, компанія Prime View International (PVI). Саме їй належить 90% ринку. Так, тайванська компанія є виробником дисплеїв для безлічі популярних сьогодні електронних книг: сімейства пристроїв Sony Reader, Amazon Kindle 2 і Kindle DX.

Серед конкурентів, що заслуговують уваги, компанії PVI можна згадати хіба що AU Optronics (AUO), яка посідає друге місце на ринку виробників «паперових дисплеїв», що використовують технологію електронного чорнила.

Виробники електроніки вважають за доцільне випускати електронні книги у вигляді пристроїв для читання літератури та новин. Нещодавно українська компанія, що вийшла на ринок під брендом PocketBook, анонсувала один з таких пристроїв, що мають ще цілий перелік додаткових функцій - PocketBook 360.

Сподіваємося, що останні досягнення та нові розробки створення e-paper дозволять надалі настільки вдосконалити продукт, що «електронний папір» стане таким же популярним та доступним, як і звичайний. Адже читати з електронної книги зручніше, ніж з монітора, однак, не настільки, щоб заплатити за це задоволення $200-400. Крім того, користуватися рідерами, що представляють собою гнучкий прозорий аркуш, буде набагато зручніше, ніж сучасними електронними книгами, однак, це все ще перспективи майбутнього.

Автор: Анна Смірнова

Основні джерела:
E Ink Corporation
Wikipedia
Technology Review
Nature Photonics