Последнее время словосочетание «электронные чернила» встречается все чаще, но не все знают, что это за изобретение и зачем оно необходимо. Об этом мы и расскажем.
День сегодняшний
В основе работы электронных чернил («e-ink») лежат весьма простые принципы, которые были заложены еще в 70-х годах прошлого века, и удивительно, что в массы технология стала продвигаться только сейчас. В общем случае электронные чернила — это всего лишь прозрачный полимер, в котором содержатся особые полиэтиленовые капсулы. Внутри этих капсул, диаметр которых сопоставим с диаметром человеческого волоса, находится масло, в котором плавают положительно заряженные белые частицы и отрицательно заряженные черные частицы. Все!
Гораздо интереснее то, как из этих самых чернил получается «электронная бумага» («e-paper») — устройство, которое с некоторыми оговорками можно считать полноценным дисплеем. Для этой цели e-ink наносятся на подложку со встроенными управляемыми электродами и накрываются сверху прозрачной пленкой, содержащей аналогичную электродную сеть. В результате, когда контроллер подает положительный заряд на определенную точку подложки и отрицательный заряд на электрод, находящийся над ней, белые пигменты во всех капсулах, находящихся в этой области, перемещаются к фронтальной части электронной бумаги, а черные — к задней, где они скрыты от взгляда наблюдателя. Как следствие, на этом месте видна белая точка. Стоит поменять заряды электродов, и на месте белой точки появится черная. Если подать заряды на короткое время, точка станет серой. Разрешающая способность такого дисплея зависит только от количества электродов, окружающих электронные чернила.
У e-paper есть ряд важных преимуществ в сравнении с ЖК-панелями. Главное из них — крайне низкое энергопотребление. Все дело в том, что электронная бумага тратит энергию только на смену изображения — картинка может оставаться на дисплее несколько месяцев без всякой подпитки извне. Вторая важная особенность — нет необходимости в подсветке. Поскольку электронная бумага не светится, она выглядит совсем как обычная. По этой причине она обладает прекрасными показателями контрастности — даже при очень ярком освещении текст с такого дисплея читается без проблем, и угол обзора никак на это не влияет. Также e-paper можно сделать очень тонкой и очень гибкой. Словом, такие дисплеи мало чем отличаются от обычной бумаги. Главным же недостатком электронной бумаги, бесспорно, является низкая частота обновления изображения: для смены картинки требуется в среднем от 0,25 до 2 секунд.
Основная область применения e-paper — электронные книги, т. е. устройства, предназначенные исключительно для отображения текста. Многим они могут показаться бесполезными, но на самом деле это не так: ни один ноутбук, мобильный телефон или КПК не обеспечивает подобного комфорта при чтении, а стоят электронные книги не так уж и дорого. Опять-таки, эти устройства могут работать без подзарядки неделями. Для букинистов это просто идеальный вариант.
День завтрашний
Естественно, технология e-ink постоянно совершенствуется, при этом исследования проводятся в двух направлениях. Во-первых, электронную бумагу долгое время пытаются приучить к работе с цветными изображениями. Отчасти это удалось: например, недавно в продажу поступила электронная книга Fujitsu FLEPia, способная отображать 260 тысяч цветов, вот только в нынешнем виде она мало кому нужна. Судите сами: на смену изображения тратится 8 секунд, яркость картинки оставляет желать лучшего, а цена устройства превышает 1000 долларов. Достигается полихромность с помощью большого числа миниатюрных цветных оптических фильтров (голубых, пурпурных и желтых), образующих триады. При этом итоговые цвета триады формируются так же, как и в ЖК-дисплеях: под каждым из трех фильтров располагается точка с обычными электронными чернилами, яркость которой регулируется электродами.
Что касается увеличения частоты обновления изображения, то здесь большие надежды специалистов связаны с электронной бумагой, основанной на принципе «электросмачивания». В ней используются капсулы, состоящие из воды, окрашенного масла и специального материала, который в зависимости от заряда меняет свойства с гидрофобных на гидрофильные. Благодаря этому масло может либо создавать пленку на поверхности воды, окрашивая пиксель в определенный цвет, либо уступать место воде, смещаясь вбок и делая капсулу практически прозрачной. Увы, коммерческих продуктов на основе этой технологии в ближайшее время ждать не приходится.
Когда электронные чернила только появились на свет, им пророчили статус убийц технологии жидких кристаллов. Действительно, если довести частоту обновления цветного изображения хотя бы до 20-30 Гц, то e-ink смогут прижиться, скажем, в мобильных телефонах, однако это навряд ли когда-нибудь случится — для создания экономичных дисплеев с выдающимися характеристиками куда больше подходит конкурирующая технология органических светодиодов (OLED). Дисплеи на их основе могут быть тонкими и гибкими, при этом по качеству цветопередачи и энергопотреблению они гораздо привлекательнее традиционных ЖК-панелей. Словом, больших достижений от электронных чернил ждать не приходится, но из сферы электронных книг e-ink уйдут нескоро.
Vova
