Когда мы воспринимаем информацию на бумаге, все происходит принципиально иначе: свет отражается в наших глазах. Там, где светит солнце, лампа или свеча, возникает свет, который отражается на бумаге. Поскольку свет по-разному отражается от белого фона страницы и темных букв, мы можем легко увидеть, что там написано.
Электронная бумага — что это?
Электронная бумага имитирует традиционную печать и позволяет создавать заметки или читать текст в электронном виде. Он имеет низкое энергопотребление и удобен в использовании, так как не излучает свет.
Существуют различные типы технологий, которые позволяют создавать электронные документы. Наиболее популярной является технология e-ink, которая используется, в частности, для чтения электронных книг Amazon Kindle или дисплеев Waveshare Electronics. E-ink состоит из многих тысяч крошечных капсул, погруженных в прозрачную жидкость. Капсулы также содержат прозрачную жидкость, в которой содержатся положительно заряженные белые частицы и черные отрицательно заряженные частицы. Эти чернила наносятся на электронную схему, состоящую из электродов. Это контролирует изображение, которое появляется на экране, поскольку при правильном приложении электрического потенциала пиксель становится белым (частицы света движутся вверх). Однако при изменении полярности электродов область становится черной, поскольку отрицательно заряженные черные частицы направлены вверх, а белые — вниз.
Как выглядит этот документ
Преимущества электронной бумаги
Электронная бумага сочетает в себе преимущества традиционной бумаги и широко используемых электронных дисплеев. Электронная бумага имеет очень низкое энергопотребление, поскольку она потребляет энергию только при изменении отображаемого изображения. Он также очень удобен в использовании и позволяет часами комфортно читать или делать заметки: Он не излучает синий свет, который вызывает усталость, головные боли и проблемы со сном. Электронные чернила можно печатать на пластике, стекле, ткани, металле и даже на традиционной бумаге — печать может быть гибко изогнута, а изображение не меняется в зависимости от освещения или угла обзора. Благодаря этим особенностям электронные дисплеи можно использовать в местах, где обычные дисплеи не подошли бы. Электронная бумага очень экологична, поскольку позволяет сократить расход типографской краски и традиционной целлюлозной бумаги.
Электронные дисплеи используются во многих областях. В частности, они используются для электронных книг, которые позволяют удобно хранить и читать тысячи электронных книг на одном устройстве. Электронная бумага также используется для производства ценников и многоразовых рекламных и информационных баннеров — например, американской сетью супермаркетов Walmart. Электронная бумага также используется для изготовления «стираемых» тетрадей и досок. Электронные чернила, с другой стороны, могут быть нанесены на множество различных поверхностей и потребляют очень мало энергии, что делает их пригодными для таких проектов, как одежда с изменяющимся рисунком или гибкие экраны. Благодаря своим необычным свойствам электронная бумага становится все более популярной.
Что касается E Ink ACeP (Advanced Color ePaper), то эта технология отображает больше цветов. Сферы содержат пигменты восьми основных цветов, которые вместе дают палитру из 32 000 оттенков. На выставке SID 2016 компания E Ink даже представила 20-дюймовый ACeP-дисплей с разрешением 2500 x 1600 точек.
Содержание
Технология E Ink была разработана в процессе совершенствования устройств отображения информации. На момент разработки электронной бумаги ЖК-дисплеи уже были одними из самых экономичных устройств с энергопотреблением в несколько микроампер или меньше и не требовали энергии для излучения света, поскольку являлись светомодулирующими устройствами. Однако, прежде всего, они имели высокие потери света из-за наличия двух поляризаторов и относительно низкой оптической плотности «активированного» ЖК, что приводило к относительно низкой яркости и контрастности получаемого изображения и относительно небольшому углу обзора. Во-вторых, они не могли хранить отображаемую информацию: Хотя эту задачу можно было бы перенести на КМОП-элементы со статическим приводом, поскольку этот тип дисплеев обладает изначально низким энергопотреблением в статическом режиме, физические и химические свойства молекул означают, что правосторонние эффекты очень малы. 1
Развитие технологии «электронной бумаги» должно преодолеть эти ограничения. Изображение на нем создается так же, как и при письме на обычной карандашной бумаге — с помощью твердых частиц пигмента на (не)микроструктурированном материале, который рассеивает свет подобно волокнам бумаги. В результате угол обзора почти равен углу обзора обычной бумаги и значительно превосходит угол обзора плоских жидкокристаллических дисплеев. Электронная бумага также является светомодулирующим устройством с присущими ему положительными свойствами и работает исключительно с отраженным светом без промежуточного преобразования светового потока 2 — как обычный лист печатного текста или изображения, что приводит к высокой яркости и контрастности получаемого изображения. Эффект памяти обеспечивается силой Ван-дер-Ваальса, которая удерживает частицы пигмента на поверхности твердого тела (подложки). 3
Технически правильным термином является электрофоретический индекс, поскольку почти все модификации этой технологии используют электрофоретический эффект. 3
Технология
Электронная бумага была впервые разработана в 1970-х годах Ником Шеридоном в исследовательском центре компании Xerox в Пало-Альто. Первая электронная бумага, названная Gyricon, состояла из полиэтиленовых сфер диаметром от 20 до 100 микрометров. Каждая сфера состояла из отрицательно заряженной черной половины и положительно заряженной белой половины.4 Все сферы были помещены в прозрачный силиконовый лист, наполненный маслом, чтобы сферы могли свободно вращаться. Полярность напряжения, подаваемого на каждую пару электродов, определяла, в каком направлении вращается сфера, так что на экране появлялась белая или черная точка 5.
Электронные чернила
В 1990-х годах Джозеф Якобсон изобрел другой вид электронной бумаги. Затем он основал компанию E Ink Corporation, которая разработала технологию совместно с Philips и через два года вывела ее на рынок.
Принцип заключался в следующем: Электрически заряженные белые частицы были помещены в микрокапсулы, заполненные окрашенным маслом. В первых версиях базовая схема управляла тем, где находились белые частицы — в верхней части капсулы (так что для зрителя она была белой) или в нижней (зритель видел цвет масла). 6 На самом деле это было повторное использование уже знакомой электрофоретической (от electro- и carry — переносить) технологии визуализации, но использование капсул позволило получать изображения с гибких пластиковых пластин вместо стеклянных.
Многоцветная (полихромная) электронная бумага
Электронная цветная бумага обычно состоит из тонких оптических цветных фильтров 7, добавленных к монохромному дисплею, описанному выше. Точки разделены на группы по три, обычно состоящие из трех стандартных цветов CMY: Голубой, пурпурный и желтый. В отличие от дисплеев с подсветкой, которые используют RGB и сложение цветов, в e-ink для формирования цветов используется вычитание, как при печати.
Первой компанией, которая вывела эту технологию на рынок, была E Ink. Матрица Triton, позволяющая получать несколько тысяч оттенков цвета, уже используется в ридерах.
В начале 2011 года был анонсирован первый электронный ридер, использующий долгожданную технологию Mirasol от Qualcomm. Совместно с книжной компанией Kyobo они выпустили электронное устройство для чтения с этой технологией — Kyobo eReader 8.
Преимущества и недостатки
Преимуществом является более длительный срок службы батареи, который превосходит другие электронные устройства для чтения с экрана. Бумажный электронный экран потребляет энергию при изменении отображаемой информации (например, при переворачивании страницы), в то время как стандартный ЖК-экран потребляет энергию постоянно.
Современные электронные бумажные дисплеи имеют очень большое время обновления по сравнению с ЖК-дисплеями (около 200 мс в 2011 году9 ). Это не позволяет производителям использовать сложные интерактивные элементы интерфейса (анимированные меню и указатели мыши, прокрутка), которые часто встречаются на КПК. Самое главное, это влияет на способность электронной бумаги отображать большой участок текста или изображение в увеличенном виде на маленьком экране.
Другим недостатком этой технологии является чувствительность экрана к механическим повреждениям 10 .
