История

Электронная бумага была впервые разработана в Исследовательском Центре компании Ксерокс в

Пало Альто ( англ. Xerox’s Palo Alto Research Center) Ником Шеридоном ( англ. Nick Sheridon) в 1970 - х годах. Первая электронная бумага, названная Гирикон ( англ. Gyricon), состояла из полиэтиленовых сфер от 20 до 100 мкм в диаметре. Каждая сфера состояла из отрицательно заряженной чѐрной и положительно заряженной белой половины. Все сферы помещались в прозрачный силиконовый лист, который заполнялся маслом, чтобы сферы свободно вращались. Полярность подаваемого напряжения на каждую пару электродов определяла, какой стороной повернется сфера, давая, таким образом, белый или чѐрный цвет точки на дисплее.

Технология В 1990 - х годах Джозеф Якобсон (Joseph Jacobson) изобрел другой тип электронной бумаги. Впоследствии он основал корпорацию Е-инк ( E Ink Corporation) , которая, совместно с Philips, через два года разработала и вывела эту технологию на рынок.

Принцип действия был следующий: в микрокапсулы, заполненные окрашенным маслом, помещались электрически заряженные белые частички. В ранних версиях низлежащая проводка контролировала, будут ли белые частички вверху капсулы (чтобы она была белой для того, кто смотрит) или внизу (смотрящий увидит цвет масла). Это было фактически повторное использование уже хорошо знакомой электрофоретической ( англ. electrophoretic) технологии отображения, но использование капсул позволило сделать дисплей с использованием гибких пластиковых листов вместо стекла.

Обычная цветная электронная бумага^[4]состоит из тонких окрашенных оптических фильтров, которые добавляются к монохромному дисплею, описанному выше. Множество точек разбиты на триады, как правило, состоящие из трѐх стандартных цветов: голубой, пурпурный и жѐлтый ( CMY ) (в отличие от мониторов ( RGB ) , электронная бумага работает в отражѐнном свете, а не излучающем). Цвета тогда формируются так же, как и в других дисплеях.

Принцип действия моноцветной и многоцветной электронной бумаги использующей светофильтры

Дисплей с гибридным E-Ink/LCD-экраном

О гибридных экранах с функциональностью ЖК и электронной бумаги стало известно в начале 2009 года. Изделия с инновационными экранами уже анонсированы (см. раздел «достижения»). Гибридным экраном будет оснащѐн и планшетный компьютер.

Разрабатываемое Pixel Qi решение является "прозрачно-отражающим" жидкокристаллическим дисплеем. Другими словами, он работает в одном из двух режимов: отражающем, таком как в электронных книгах, требующем внешнего освещения, и собственно излучающем – обычном для любой ЖК-панели, необходимым элементом формирования видимого изображения на которой является подсветка. В первом случае меньше нагрузка на органы зрения и комфорт при чтении текстов, а второй незаменим при просмотре видео или для игр. Как утверждают разработчики, "типичное устройство" может оставаться в автономном режиме до 20 часов без подсветки.

Один из удивительных концептов – HD-телевизор с потребляемой мощностью менее 10 Вт, который может использоваться в сотнях миллионах домов, не имеющих стабильного электропитания. Благодаря экономичному энергопотреблению, такой телевизор можно оснастить аккумулятором и он сможет длительное время работать автономно. Что интересно, цена такого телевизора составит всего $100.Скорее всего, это будут компактные устройства с диагональю 10 дюймов, предназначенные для рынка развивающихся стран, где отсутствие сетевого питания весьма актуально.

Преимущества

Возможность создания ультратонких гибких дисплеев. Именно поэтому технология и получила свое название – электронная бумага.

Картинка тоже смотрится почти как на бумаге (Superior Paper-Like Readability) — отсутствует мерцание, «плавание» изображения, нечеткость символов и линий. Цветопередача картинки, сформированной на E-Ink дисплеях, не зависит от угла зрения на экран.

Состояние пигментных частиц в микрокапсулах очень стабильно. Созданное на электронночернильном экране изображение может устойчиво сохраняться весьма длительное время, вплоть до нескольких недель, не требуя при этом каких–либо затрат энергии. Из этого следует, что дисплеи на электронных чернилах отличаются крайне низким энергопотреблением, а потребляемая такими устройствами мощность во многом зависит именно от частоты изменения картинки на экране.

На фото выше: E-Ink 3-х дюймовый гибкий дисплей с разрешением 160 х 240 пикселей.

И наконец, дешевизна производства. Как сообщается в пресс-релизе Gamma Dynamics, в настоящее время в компании сфокусировали внимание на разработке EFD-устройств себестоимостью производства менее $10 за квадратный фут – это чуть больше $100 за квадратный метр дисплея!

Недостатки

В настоящее время дисплеи на основе электронной бумаги имеют большее время обновления по сравнению с ЖК-мониторами, не говоря уже про OLED. Это не позволяет производителям использовать сложные интерактивные приложения (анимированые меню, указатели мыши или скроллинг), которые широко распространены на КПК. Сильнее всего это сказывается на способности электронной бумаги показывать увеличенную версию большого текста или изображения на маленьком экране.

Достижения

На фото Skiff Reader с E-ink 1200х1600 пикселей touch-screen экраном, и магниевым корпусом:

Управление посредством рук

Благодаря магниевому корпусу девайс легко гнется и имеет ударопрочные свойства

Японская компания Toppan Printing совместно с министерством внутренних дел и бюро связи проводят испытания плакатов из электронной бумаги. Сообщается, что мощность плаката размером 3,2 x 1,0 метр составляет 24 ватта:

В своѐм официальном блоге компания Pixel Qi заявила о запуске производства гибридных E-Ink/ LCD3qi-дисплеев. Они дебютируют в специализированных планшетных компьютерах с поддержкой мультисенсорной технологии. Поставки новых панелей заказчикам стартуют в первом квартале следующего года. Первыми на рынок выйдут модели с диагональю 10 дюймов. Дисплеи 3qi обладают достоинствами традиционной электронной бумаги и при этом являются цветными, поддерживают воспроизведение видео. В режиме e-paper новинки обладают в три раза более высоким разрешением и обеспечивают комфортное чтение книг в электронном формате. Из достоинств этих дисплеев также отмечается высокая читабельность даже в условиях яркого солнечного освещения, очень низкая потребляемая мощность и дешевизна. Дисплеи 3qi ориентированы не только на мобильные компьютеры.

На фото ноутбук с гибридным дисплеем – прекрасная передача изображения даже в яркий солнечный день:

В момент написания данного обзора появилась новость от компании LG Display (15.01.2010). Компания разработала почти такой же крупный экран, как газета.

Размер гибкого экрана – 25 х 40 см, что в переводе на диагональ даѐт 19". Толщина составляет всего 0,3 мм, масса – 130 г. Чтобы достичь таких характеристик, LG Display применила вместо более традиционной стеклянной подложки металлическую фольгу. Это самый большой дисплей из "электронной бумаги", изготовленный южнокорейской компанией. Однако это еще прототип устройства и о скором массовом выпуске речи не идет. В первой половине текущего года планируется начать массовое производство 11,5" решений на базе технологии с фольгой.

Заключение

На сегодняшний день самой массовой и распространенной технологией остается LCD. В сегменте бытовых и промышленных экранов ей нет серьезных конкурентов. LCD используется в компьютерах, телевизорах, по прежнему в телефонах, навигаторах, плеерах; в последние годы вовсю наступала на пятки плазме (PDP), и сегодня в сегменте больших экранов, можно сказать, «урвала» себе место под солнцем. Однако при всей массовости, в узких сегментах не наблюдается столь явного превосходства. В «гаджетах» уже вовсю используют OLED, и уже совсем скоро, возможно в ближайший год, органика заберет здесь себе львиную долю. При этом она, конечно, отдаст часть рынка E-ink экранам (возможно, гибридным E-ink/LCD) и, может быть даже, часть Imod технологии. Что касается домашних кинотеатров – здесь по-прежнему лучше купить «плазму». В пользу органики и электронной бумаги говорит и то, что это еще не освоенные, перспективные технологии, с большим потенциалом для развития и создания гибких дисплеев на годы вперед. LCD и PDP этим похвастаться не могут. Органические диоды же позволят внедрить дисплеи в сферы жизни человека, где доселе не было ничего, либо было, но крайне дорого и плохо доступно. Кроме всего прочего, в последнее время широко растет спрос на 3D анимацию и кинофильмы, что неизбежно будет вести к развитию технологий создания бытовых стереодисплеев (успешные разработки были продемонстрированны еще на CES 2008). Данный фактор конечно будет сильно влиять на рынок и отрасль в целом.

Среди технологий, как наиболее перспективную, сам автор бы выделил технологию OLED. Ну а как будут развиваться технологии – выберет потребитель и покажет время.

Автор обзора – Алешин Егор

Публикация данного материала в любом виде разрешается. Указание на авторство приветствуется.