В предыдущей части цикла мы выяснили, что такое электронная бумага или электронные чернила. Но разговор шел только о технологиях, позволяющих получить черно-белое изображение. Из этой части вы узнаете, как работает цветная электронная бумага.
Немного истории
Создание электронных чернил был настоящим прорывом, но в мире, где от черно-белых экранов отказались еще в 60-х, казался анахронизмом. Поэтому изобретатели, инженеры и конструкторы не жалея сил и средств постоянно вели поиски решения этой проблемы. Компания Qualcomm, к примеру, потратила миллиарды долларов на развитие идеи цветных электронных чернил. В конце концов, цель была достигнута.
В 2008 году компания E Ink представила цветные дисплеи Triton и Kaleido на основе электронных чернил. Эта технология была отнесена к первому поколению цветной электронной бумаги.
Сегодня ее сменила другая, второго, и на сегодня последнего поколения. Давайте рассмотрим обе технологии более подробно.
Первое поколение
Основа этих чернил в точности повторяет основу электронной черно-белой бумаги. Два электрода (верхний прозрачный), между ними слой масла, в котором плавают капсулы размером 20 мкм. С одной стороны капсула покрыта белым пигментом, заряженным положительно. С другой черным, заряженным отрицательно.
Подавая на нижний электрод напряжение той или иной полярности относительно верхнего, можно заставить капсулу повернуться той или иной стороной вверх. После этого напряжение с электродов можно снять – капсулы за счет вязкости масла останутся в заданном положении.
Полезно. Более подробно о принципе работы и истории развития черно-белой бумаги можно прочесть в первой части цикла (ссылка, статья не опубликована).
Отличие от черно-белой бумаги состоит в том, что в цветной капсулы разбиты на триады, как экран цветного кинескопа. Таким образом, один пиксель образуется тремя капсулами. Сверху на экран накладывается цветной светофильтр так, чтобы каждая капсула покрывалась фильтром своего цвета.
Если капсула повернута белым пигментов вверх, мы в отраженном свете видим цвет светофильтра. Если вверху черный, мы видим черную точку. Комбинируя положение капсул в триаде, включая и промежуточное, когда капсула провернулась не до конца, можно получить огромное количество цветов и их оттенков. Достоинства такого решения те же, что и для черно-белого варианта.
- Исключительная экономичность, поскольку не нужна энергия на удержание капсулы и для подсветки.
- Большой угол обзора без потери качества изображения.
А вот к основному недостатку – большому времени отклика, - добавились еще два – низкие яркость и разрешение. Тем не менее, эта технология успешно использовалась (и используется) для изготовления рекламных и информационных щитов, указателей и подобных устройств, использующих экран большого размера. Есть и электронные книги с такими дисплеями. Это, к примеру, Guoyue Smartbook V5 Color, HiSense A5C Color Smartphone, Onyx Boox Poke 2 Color и Pocket Book Color.
Второе поколение
Поскольку первое поколение цветных электронных чернил оказалось, мягко говоря, не идеальным, поиски продолжались и буквально 3 года назад, в 2020 году появился новый вид цветной электронной бумаги. Вот что рассказывает о ней один из генеральных директоров компании E Ink Corporation.
«Нашей главной задачей было найти решение, увеличивающее яркость и разрешение изображения. Время отклика не было первоочередной задачей – для электронных книг это несущественно. Технология, которую я хочу описать, появилась в результате долгих исследований и многих лет разработок. Суть ее состоит в следующем:
Между все теми же сетчатыми электродами (верхний прозрачный) расположены неподвижные микрочашки. В каждой чашке в прозрачной вязкой жидкости находятся пигментные частицы разных цветов.
Нужно было добиться того, чтобы эти частицы по-разному реагировали на электрические поля, а не просто притягивались к той или иной стороне. Мы сделали их разного размера – чем больше частица, тем она медленнее двигается. Ну и дополнительно мы придали частицам разные заряды – как по полярности, так и по уровню.
Вместо того, чтобы просто отправлять одни частицы наверх, а вторые – вниз, мы заставляем их занимать нужное нам положение в зависимости от выбранного нами цвета. Мы, допустим, можем вывести частицы одного цвета наверх, а потом немного подтянуть вниз, чтобы они смешались с другими частицами и дали определённый оттенок.
Программное обеспечение, определяющее время включения и необходимое напряжение, получалось сложным. Выбор параметров зависел от того, в каком состоянии был каждый из пикселей до этого. Переходы между изображениями также приходилось тщательно обрабатывать. Нужно, чтобы изображения не задерживались на экране, но и не менялись слишком резко, вызывая мигание.
Это лишь малая часть факторов, которые нужно было рассмотреть при создании алгоритма, так называемой волновой формы, используемой для настройки набора напряжений. Но задача была решена и программистами. В результате появился полноцветный продукт, который мы назвали E Ink Spectra».
Кроме этого чернила второго поколения сегодня используются в ценниках и рекламных щитах.
Вот, пожалуй, и все о цветных электронных чернилах. Будем надеяться, что информация, представленная в статье, будет если не полезна, то хотя бы интересна.
!!!В статье были использованы материалы из этого источика: Edzer Huitema, Ian French "How E Ink Developed Full-Color e-Paper"!!!
