Почти все из нас видели электронные книги и, наверное, удивлялись схожести с обычной бумагой, но не понимали как это устроено. Технологии таких экранов на самом деле очень интересны и мы о них расскажем.
Первой технологией стала «электронная бумага» (e-paper). Она была создана исследовательским центром компании Xerox в 1970-х и получила название “Гирикон”. Автор изобретения - Николас Шеридон.
Электронная бумага представляет собой два плоских сетчатых электрода (верхний прозрачный), промежуток заполнен маслом. В масле располагаются сферы размером от 20 до 100 мкм, одна половина покрыта черным пигментом, а другая белым. Черный пигмент заряжен положительно, белый отрицательно.
На верхнем электроде постоянно нулевой потенциал. Если подать на нижний электрод положительное напряжение, капсула повернется белым пигментом вверх, имитируя бумагу. Если отрицательной, сфера развернется и вверху окажется черный пигмент, имитирующий чернила.
В 1990-х годах Джозеф Якобсон со своей командой, изобрел электронную бумагу, работающую по несколько иному принципу. Назвал он свою разработку «электронные чернила» (e-ink). E-Ink используются в 90% всех производимых дисплеев E-paper в мире.
В дисплей встроены миллионы капсул с микро гранулами двух цветов: белого и черного. Первые имеют положительный заряд, вторые – отрицательный. Под ними расположен электрод, который регулирует положение гранул. Таким образом, при отрицательном электрическом поле, белый пигмент в капсуле поднимаются вверх и делают ее светлой. Черный оттенок капсула приобретает при положительном заряде матрицы. В результате изображение получается контрастным, детализированным и четким.
В 2008 году компания E Ink представила цветные дисплеи Triton и Kaleido на основе электронных чернил. Пиксель состоит из трех капсул, накрытых тремя светофильтрами: красным, зелёным и синим. Всплывающие белые шарики отражают соответствующий цвет, а черные нет, таким образом получается сочетание трех основных цветов, а значит все цвета радуги. Регулируя оттенок каждой капсулы, получаем цветовые оттенки пикселя. Но возникло 2 недостатка: дисплей, изначально имеющий разрешение 300 пикселей на дюйм, с добавлением трехцветного фильтра, теперь имеет разрешение 100 пикселей на дюйм и низкую яркость по сравнению с LED-дисплеями.
В 2020 году появился новый вид цветной электронной бумаги - многопигментная электронная бумага.
E-Ink Corporation расположили между электродами неподвижные микрочашки. В каждой чашке в прозрачной вязкой жидкости находятся пигментные частицы разных цветов и размеров. Более крупные частицы, как правило, двигаются медленнее в жидкости, чем маленькие. Пигментые частицы по-разному реагуют на электрические поля, а не просто притягиваются к сторонам т.к. у частиц разные заряды по полярности и по уровню.
Например, можно подтолкнуть частицы одного цвета наверх, а затем немного оттянуть их вниз, чтобы они смешались с другими частицами для создания определенного оттенка. Чем ближе частица к поверхности, тем больше интенсивность этого цвета в смеси.
Преимущества
- Электронная бумага работает в отраженном свете, а значит, не нуждается в подсветке, как ЖК-дисплеи. Энергия тратится только во время формирования изображения. После этого напряжение с электродов можно снять – сферы благодаря вязкости масла останутся в заданном положении достаточно продолжительное время.
- Нет световой нагрузки на глаза, поэтому читать текст с такого экрана комфортнее, чем с планшета или телефона.
- Так же такие экраны обладают наилучшей читабельностью: из-за маленьких размеров пикселя пользователь получает высочайшую яркость и контрастность.
- Их конструкция дает возможность сделать цилиндрические дисплеи, информативные на все 360°.
- Для управления таким устройством достаточно медленного процессора, потому что экран невозможно обновлять слишком часто.
Недостатки
- На данный момент одним из минусов этих дисплеев, значительное время обновления по сравнению с ЖК-экранами. Данный недостаток не дает возможности производителям сделать более технологичные элементы интерфейса, такие как анимированные меню, скроллинг, указатели мыши и т. д., которые повсеместно встречаются на компактных персональных устройствах.
- Чем больше экран, тем дороже устройство. Стоимость экрана на 10–12 дюймов в несколько раз выше, чем экрана на 5–6 дюймов.
- Сложно сделать цветное изображение с той же насыщенностью, что у ЖК-экранов.
Смотрите новые видео на youtube.com/@PhysFromPobed
Приобретайте наши конструкторы на fizikits.ru