15.11.2017 E-Ink дисплей. Как работает электронная бумага
Электронная бумага была разработана Ником Шеридоном в 70-х годах прошлого века в Исследовательском Центре компании Xerox в Пало Альто (Калифорния, США). Именно там были воплощены в жизнь такие неотъемные атрибуты нынешнего компьютерного мира, как компьютерная мышь, лазерный принтер, сеть Ethernet , а также множество языков программирования.
Первая электронная бумага, названная Гирикон (Gyricon, с греческого - "вращающееся изображение"), состояла из полиэтиленовых сфер от 20 до 100 мкм в диаметре. Каждая сфера имела отрицательно заряженную чёрную и положительно заряженную белую 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, в результате, белый или чёрный цвет точки на дисплее. Эта идея в дальнейшем и легла в основу электронной бумаги.
Первая электронная бумага, названная Гирикон (Gyricon, с греческого - "вращающееся изображение"), состояла из полиэтиленовых сфер от 20 до 100 мкм в диаметре. Каждая сфера имела отрицательно заряженную чёрную и положительно заряженную белую 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, в результате, белый или чёрный цвет точки на дисплее. Эта идея в дальнейшем и легла в основу электронной бумаги.
В 90-х годах Джозеф Якобсон - профессор лаборатории MIT Media Lab Массачусетского технологического института, разработал другой тип электронной бумаги и основал корпорацию E Ink, которая совместно с Philips продвинула данную технологию на рынок. E Ink заключила соглашения с компаниями PocketBook, Sony, Motorola и Amazon.com, которые позволили создать на основе её технологии устройства с дисплеями на электронной бумаге, например, известный во всем мире Amazon Kindle. Дополнительный дисплей российского смартфона Yotaphone также основан на E-ink.
Как работает современный E-Ink-дисплей?
Активный слой E-Ink-дисплея содержит прозрачные мини-капсулы с черными и белыми частицами (пигментами). Черные и белые частицы по-разному реагируют на появление электрического потенциала: позитивно заряженные белые частицы притягиваются к отрицательно заряженным электродам, а негативно заряженные черные частицы - к контактам, имеющим положительный заряд. Микрокапсулы с пигментом очень малы - их диаметр сопоставим с диаметром человеческого волоса.
В нейтральном состоянии белые и черные частицы находятся внутри микрокапсул в произвольном положении. Но когда определенной области экрана придается положительный электрический заряд, во всех микрокапсулах на этом участке белые частицы перемещаются во фронтальную часть. А черные утягиваются электрическим полем на тыльную сторону микрокапсул, тем самым скрываясь от взгляда пользователя. В результате на дисплее отображается белое пятно - точка пикселя белого цвета. Если поменять полярность приложенного электрического потенциала, то черные частицы пигмента, наоборот, окажутся на лицевой стороне капсул, а белые - на тыльной. И на том же месте дисплея отобразится черное пятно - точка пикселя черного цвета.
В E-Ink-дисплеях используется активная матрица, подобная тем, что устанавливаются в LCD- и OLED-дисплеи. Это позволяет создавать на электронно-чернильном экране большие и сложные изображения.
Как работает современный E-Ink-дисплей?
Активный слой E-Ink-дисплея содержит прозрачные мини-капсулы с черными и белыми частицами (пигментами). Черные и белые частицы по-разному реагируют на появление электрического потенциала: позитивно заряженные белые частицы притягиваются к отрицательно заряженным электродам, а негативно заряженные черные частицы - к контактам, имеющим положительный заряд. Микрокапсулы с пигментом очень малы - их диаметр сопоставим с диаметром человеческого волоса.
В нейтральном состоянии белые и черные частицы находятся внутри микрокапсул в произвольном положении. Но когда определенной области экрана придается положительный электрический заряд, во всех микрокапсулах на этом участке белые частицы перемещаются во фронтальную часть. А черные утягиваются электрическим полем на тыльную сторону микрокапсул, тем самым скрываясь от взгляда пользователя. В результате на дисплее отображается белое пятно - точка пикселя белого цвета. Если поменять полярность приложенного электрического потенциала, то черные частицы пигмента, наоборот, окажутся на лицевой стороне капсул, а белые - на тыльной. И на том же месте дисплея отобразится черное пятно - точка пикселя черного цвета.
В E-Ink-дисплеях используется активная матрица, подобная тем, что устанавливаются в LCD- и OLED-дисплеи. Это позволяет создавать на электронно-чернильном экране большие и сложные изображения.
Помимо монохромных E-Ink-дисплеев также существует и цветная электронная бумага. Она состоит из тонких окрашенных оптических фильтров, которые добавляются к монохромному дисплею. Множество точек разбиты на триады, состоящие из трёх цветов: Cyan (циановый), Magenta (пурпурный) и Yellow (жёлтый). В отличие от LCD и OLED-дисплеев, где применяются красный, зеленый и голубой цвета и их сложение, в E-Ink дисплеях цвета формируются методом вычитания, как в современной полиграфии.
Основным преимуществом технологии E-Ink является время автономной работы, которое в лучшую сторону отличается от устройств с LCD и OLED-дисплеями. Дисплей на основе электронной бумаги потребляет энергию только при изменении отображаемой информации, в то время как ЖК-дисплей расходует энергию постоянно. К тому же ряд исследований позволил выяснить тот факт, что дисплеи на E-Ink гораздо комфортнее для глаз при чтении текстовой информации, например электронных журналов и книг.
Однако E-Ink-дисплеи имеют очень большое время обновления по сравнению с ЖК-дисплеями, что не позволяет отображать сложные интерактивные элементы интерфейса. Ещё один недостаток данного типа дисплеев - подверженность некоторых E-Ink-экранов механическим повреждениям.
В настоящее время дисплеи, основанные на технологии E-Ink используются в электронных книгах, некоторых смартфонах и других электронных гаджетах.
Основным преимуществом технологии E-Ink является время автономной работы, которое в лучшую сторону отличается от устройств с LCD и OLED-дисплеями. Дисплей на основе электронной бумаги потребляет энергию только при изменении отображаемой информации, в то время как ЖК-дисплей расходует энергию постоянно. К тому же ряд исследований позволил выяснить тот факт, что дисплеи на E-Ink гораздо комфортнее для глаз при чтении текстовой информации, например электронных журналов и книг.
Однако E-Ink-дисплеи имеют очень большое время обновления по сравнению с ЖК-дисплеями, что не позволяет отображать сложные интерактивные элементы интерфейса. Ещё один недостаток данного типа дисплеев - подверженность некоторых E-Ink-экранов механическим повреждениям.
В настоящее время дисплеи, основанные на технологии E-Ink используются в электронных книгах, некоторых смартфонах и других электронных гаджетах.
