e-Ink: vse, kar morate vedeti o zaslonih e-bralnikov

Zasloni igrajo ključno vlogo pri naši vsakodnevni interakciji s tehnologijo in lahko med drugim poškodujejo vid ali povzročijo utrujenost oči. Da se to ne zgodi, medtem ko uživate v branju vaše najljubše e-knjige, izberite zaslone s to tehnologijo, o kateri vam danes govorimo. Med različnimi zaslonskimi tehnologijami, ki so na voljo, zasloni e-Ink ali elektronsko črnilo, so pridobili na priljubljenosti zaradi svojega edinstvenega nabora funkcij, ki izboljšajo bralčevo izkušnjo in jo čim bolj približajo branju na papirju.

Toda ... ali res veste, kaj so?

Kaj je e-Ink ali ePaper?

Imenujemo ga lahko z različnimi imeni, kot npr elektronski papir ali ePaper ali znan tudi kot elektronsko črnilo ali e-črnilo. Ne glede na to, kako ga imenujete, gre za vrsto zaslonske plošče, ki posnema videz navadnega črnila na papirju. Za razliko od običajnih ploščatih zaslonov, ki oddajajo svetlobo, zaslon na e-papirju odbija svetlobo iz okolja, tako kot papir. Zaradi tega so bolj udobni za branje in nudijo širši kot gledanja kot večina zaslonov, ki oddajajo svetlobo. Kontrastno razmerje na razpoložljivih elektronskih zaslonih se približa časopisnemu, na novo razviti zasloni pa so nekoliko boljši. Idealen zaslon z e-papirjem je mogoče brati na neposredni sončni svetlobi, ne da bi slika zbledela, kot se zgodi mnogim drugim napravam, kot so tablice, pametni telefoni, računalniki itd.

Veliko tehnologij e-papirja hranite besedilo in statične slike za nedoločen čas brez elektrike. Zaradi tega so idealni tudi za mobilne naprave, ki so odvisne od baterije, tako da lahko avtonomijo podaljšate za več dni ali tednov, odvisno od skupne porabe strojne opreme naprave.

Kako deluje e-Ink ali ePaper

Ne gre posploševati glede način delovanja zaslonov z elektronskim črnilom ali e-Ink, saj obstaja veliko tehnologij in vsaka deluje drugače, kot bomo videli kasneje v razdelku o vrstah. Ampak na primer, Z elektroforezo, ko se na mikrokapsulo uporabi električno polje, se nabiti delci premaknejo proti nasprotno nabiti elektrodi. Na primer, če je spodnja elektroda pozitivna, se bodo črni delci premaknili navzdol, beli delci pa navzgor.

• Mikrokapsule: Sestavljeni so iz milijonov mikrokapsul, od katerih je vsaka približno enake širine kot človeški las. Vsaka mikrokapsula vsebuje nabite delce, suspendirane v bistri tekočini. Te kapsule so razporejene po celotni plošči ali zaslonu. V vsaki mikrokapsuli so beli delci s pozitivnim nabojem in črni delci z negativnim nabojem. Preprosto upravljanje, polarizirani so glede na električni naboj za prikaz črno-belega besedila in slike. Na ta način lahko vidite črno ali belo piko ali piksel ...

Ena od ključnih lastnosti zaslonov e-Ink je njihova bistabilnost. To pomeni, da ko je podoba oblikovana, za njeno vzdrževanje ni potrebna energija. Slika bo ostala na zaslonu tudi, ko je napajanje odklopljeno. Od tod njegova nizka poraba v primerjavi z običajnimi zasloni.

Dandanes je tehnologija napredovala, zato obstajajo tudi barvni zasloni, naprednejši in ki lahko prikazuje množico barv, prikazuje slike iz knjig, stripov itd.

Malo zgodovine

Čeprav se morda zdi nekaj nedavnega, je resnica, da zgodovina teh zaslonov sega nekaj desetletij nazaj, natančneje v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, ko je Nick Sheridon iz raziskovalnega centra Xerox Palo Alto razvil prvi elektronski papir, imenovan Gyricon. Ta inovativni material je bil sestavljen iz polietilenskih kroglic, ki so se lahko prosto vrtele in prikazovale belo ali črno stran, odvisno od polarnosti uporabljene napetosti, s čimer so ustvarile videz električno nadzorovanega črnega ali belega piksla.

Kljub temu napredku se je ideja o zaslonu z nizko porabo energije, ki posnema papir, uresničila šele desetletja kasneje. bil fizik Joseph Jacobson, medtem ko je bil podoktorski študent na univerzi Stanford, ki si je zamislil knjigo z več stranmi, katere vsebino je mogoče spreminjati s pritiskom na gumb in ki za delovanje zahteva malo energije.

Jacobsona je leta 1995 zaposlil Neil Gershenfeld v MIT Media Lab. Tam je Jacobson zaposlil dva dodiplomska študenta MIT, Barretta Comiskeya in JD Alberta, da ustvarita potrebno zaslonsko tehnologijo. da svojo vizijo uresničite.

Začetni fokus je bil ustvarjanje majhne kroglice, ki so bile pol bele in pol črne, kot je Xeroxov Gyricon. Vendar se je ta pristop izkazal za velik izziv. Med svojimi poskusi je Albert po naključju ustvaril nekaj popolnoma belih krogel. Comiskey je eksperimentiral z nalaganjem in inkapsulacijo teh belih delcev v mikrokapsule, pomešane s temnim barvilom. Rezultat je bil sistem mikrokapsul, ki jih je bilo mogoče nanesti na površino in neodvisno napolniti za ustvarjanje črno-belih slik.

En Leta 1996 je MIT vložil prvi patent za mikroinkapsulirani elektroforetični zaslon. Prednost mikrokapsuliranega elektroforetskega zaslona in njegovega potenciala za izpolnjevanje praktičnih zahtev elektronskega papirja je veljal za velik preboj, med drugim z namenom njegove uporabe v bralnih napravah. Vendar je bila tehnologija takrat še primitivna in tovrstni barvni zasloni niso obstajali.

Leta 1997 so Albert, Comiskey in Jacobson skupaj z Russom Wilcoxom in Jeromom Rubinom, ustanovil E-Ink Corporation, dva meseca pred Albertovo in Comiskeyjevo diplomo. Od takrat se tehnologija e-Ink še naprej razvija, najde aplikacije v različnih napravah in preoblikuje našo interakcijo z digitalno tehnologijo ...

To podjetje Tajvansko podjetje, ki proizvaja in distribuira zaslone elektroforeza, je pridobil več gibov, da je postal prevladujoč v sektorju. Na primer, leta 2005 je Philips prodal podjetje z e-papirjem podjetju Prime View International (PVI), proizvajalcu s sedežem v Hsinchuju na Tajvanu. Leta 2008 je E Ink Corp. objavil prvotno pogodbo, da jo bo PVI kupil za 215 milijonov dolarjev, znesek, ki je po pogajanjih na koncu dosegel 450 milijonov dolarjev. Podjetje E-Ink je bilo uradno pridobljeno 24. decembra 2009. Nakup s strani PVI je razširil proizvodni obseg zaslona za e-papir E-Ink. PVI se je po nakupu preimenoval v E Ink Holdings Inc. Decembra 2012 je prevzel SiPix, konkurenčno podjetje za elektroforetske zaslone, da bi danes okrepil svoj vodilni položaj.

Aplikacije zaslona e-Ink

Z napredkom in dozorevanjem te tehnologije so mnoga podjetja začela razvijati ali pridobivati ​​tovrstne zaslone od svojih dobaviteljev, da bi jih uporabljala v številnih aplikacijah, čeprav so najbolj znani ebralniki, resnica je, da so bili poskusi in aplikacije v drugih sektorjih:

• Prilagodljivi zasloni: saj se ta tehnologija dobro prilagaja togim ploščam in tudi tistim, ki jih je mogoče upogniti. Uporablja se lahko na primer za nekatere prilagodljive mobilne naprave ali nosljive naprave, kot so poceni Motorola F3, Samsung Alias ​​​​2, YotaPhone, Hisense A5c, ki namesto LCD-ja uporabljajo zaslon e-Ink, ali Seikov Spectrum SVRD001, ostri kamenček itd.
• bralniki: kot smo že omenili, kot so tisti, ki jih imamo na tej strani, različnih znamk, Sony, Kindle, Kobo, Onyx itd. Poleg tega že obstajajo tako običajni zasloni kot zasloni na dotik, pa tudi barvni zasloni ali zasloni, občutljivi na elektronska peresa.
• Prenosni računalniki in računalniški monitorji: Čeprav ni običajno, je bilo nekaj posebnih modelov, kot je Lenovo ThinkBook Plus, z zaslonom e-Paper. Vidimo tudi veliko tabličnih računalnikov Android, ki uporabljajo to vrsto zaslona za izdelavo naprav 2 v 1 ali hibridov med e-bralnikom in tabličnim računalnikom.
• elektronski časopisi: Flamski dnevnik De Tijd je distribuiral tudi elektronsko različico svojega papirnatega časopisa v omejeni različici z uporabo predhodne različice iRex iLiad. Nekaj ​​drugih primerov bo prišlo kasneje.
• Pametne kartice in periferne naprave- Nekatere pametne kartice lahko uporabljajo tudi to vrsto zaslonov z e-črnilom za nizko porabo, na primer tiste, ki jih proizvaja Nagra ID in razvoj Innovative Card Technologies in nCryptone. Uporabljali so jih tudi za nekatere druge periferne naprave, kot so USB ključki z zasloni.
• Javne nadzorne plošče: Uporabljajo se lahko tudi za zmanjšanje porabe elektronskih plošč ali zaslonov, ki prikazujejo informacije na letališčih, železniških postajah, ploščah na avtocestah, znakih itd.
• drugi: Imamo tudi druge možne uporabe, kot so elektronske nalepke z zaslonom e-Ink, pametna oblačila, tipkovnice, kot je Dvorakova, igre itd.

Tehnologije prikaza e-papirja

Glede na obstoječe tehnologije lahko razlikovati med več, tako na osnovni ravni kot tudi v različicah e-Ink Corporation:

Vrste plošč

Med vrste tehnologij ki so bili sčasoma razviti za implementacijo zaslonov e-Ink, moramo izpostaviti:

• Gyricon: Elektronski papir je v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja prvič razvil Nick Sheridon v Xeroxovem raziskovalnem centru Palo Alto. Prvi elektronski papir, imenovan Gyricon, je bil sestavljen iz polietilenskih kroglic med 1970 in 75 mikrometri. Vsaka krogla je Janusov delec, sestavljen iz negativno nabite črne plastike na eni strani in pozitivno nabite bele plastike na drugi strani. Krogle so vdelane v plast prozornega silikona, pri čemer je vsaka krogla obešena v oljnem mehurčku, tako da se lahko prosto vrti. Polarnost napetosti, ki se uporablja za vsak par elektrod, določa, ali je bela ali črna stran obrnjena navzgor, kar daje pikslu bel ali črn videz. Leta 106 je estonsko podjetje Visitret Displays razvijalo to vrsto zaslona z uporabo poliviniliden fluorida (PVDF) kot materiala za krogle, kar je dramatično izboljšalo video hitrost in znižalo potrebno krmilno napetost.
• EPD (elektrosferični zaslon): Elektroforetični zaslon oblikuje slike s prerazporejanjem nabitih pigmentnih delcev z uporabljenim električnim poljem. Pri najenostavnejši izvedbi EPD so delci titanovega dioksida s premerom približno enega mikrometra razpršeni v ogljikovodiku. Olju je dodano tudi temno barvilo, skupaj s površinsko aktivnimi snovmi in polnilnimi sredstvi, ki povzročijo, da delci pridobijo električni naboj. To mešanico postavimo med dve vzporedni prevodni plošči, ločeni s presledkom od 10 do 100 mikrometrov. Ko se na obe plošči uporabi napetost, delci elektroforetično migrirajo na ploščo z nasprotnim nabojem od naboja delcev. Ko se delci nahajajo na sprednji (vidni) strani zaslona, ​​se pojavi bela barva, ker delci titana z visokim indeksom razpršijo svetlobo nazaj k gledalcu. Ko se delci nahajajo na hrbtni strani zaslona, ​​je videti temno, ker svetlobo absorbira barvni ton. Če je zadnja elektroda razdeljena na vrsto majhnih slikovnih elementov (pikslov), se lahko slika oblikuje z uporabo ustrezne napetosti na vsako regijo zaslona, ​​da se ustvari vzorec odsevnih in absorpcijskih regij. EPD se običajno obravnavajo s tehnologijo tankoslojnih tranzistorjev (TFT), ki temelji na MOSFET.
• Mikrokapsulirana elektroforetika: V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je skupina dodiplomskih študentov MIT zasnovala in izdelala prototip nove vrste elektronskega črnila, ki temelji na mikroinkapsuliranem elektroforetičnem zaslonu, ki izvira iz E-Ink Corp in ga uporablja evropski Philips. Ta tehnologija uporablja mikrokapsule, napolnjene z električno nabitimi belimi delci, suspendiranimi v obarvanem olju. Osnovno vezje nadzoruje, ali so beli delci na vrhu kapsule (tako da gledalec izgleda belo) ali na dnu kapsule (tako da gledalec vidi barvo olja). Ta tehnologija je omogočila, da je bil zaslon namesto stekla izdelan iz upogljivih plastičnih plošč. Novejša izvedba tega koncepta zahteva le plast elektrod pod mikrokapsulami.
• Zaslon z elektromočenjem (EWD): je tehnologija, ki nadzoruje obliko zaprtega vmesnika voda/olje prek uporabljene napetosti. Brez napetosti (barvno) olje tvori ploščat film med vodo in hidrofobno izolacijsko prevleko elektrode, kar ima za posledico barvni piksel. Z uporabo napetosti med elektrodo in vodo se medfazna napetost med vodo in prevleko spremeni, zaradi česar voda izpodrine olje in ustvari delno prozoren ali bel piksel, če je pod preklopnim elementom bela odsevna površina. Zasloni, ki temeljijo na elektromočenju, ponujajo več privlačnih funkcij. Preklapljanje med belim in barvnim odsevom je dovolj hitro za prikaz video vsebin. To je tehnologija nizke porabe energije in nizke napetosti, zasloni, ki temeljijo na učinku, pa so lahko ravni in tanki. Odsevnost in kontrast sta boljša ali enaka drugim vrstam odsevnih zaslonov in se približata vizualnim lastnostim papirja. Poleg tega tehnologija ponuja edinstveno pot do barvnih zaslonov visoke svetlosti, kar vodi do zaslonov, ki so štirikrat svetlejši od odsevnih LCD-jev in dvakrat svetlejši od drugih nastajajočih tehnologij. Namesto uporabe rdečih, zelenih in modrih (RGB) filtrov ali izmenjujočih se segmentov treh osnovnih barv, ki učinkovito povzročijo, da samo ena tretjina zaslona odbija svetlobo v želeni barvi, elektromočenje omogoča sistem, v katerem pod-piksel lahko neodvisno spremeni dve različni barvi. Posledica tega je, da sta dve tretjini površine zaslona na voljo za odboj svetlobe v kateri koli želeni barvi. To dosežemo s konstruiranjem slikovne pike s skladom dveh neodvisno nadzorovanih barvnih oljnih filmov in barvnega filtra. Barve so cian, magenta in rumena (RGB), kar je subtraktivni sistem, primerljiv s principom, ki se uporablja pri brizgalnem tiskanju. V primerjavi z LCD-jem je svetlost večja, ker polarizatorji niso potrebni.
• Elektrofluidika: je različica zaslona EWD, ki postavi disperzijo vodnega pigmenta v majhen rezervoar. Ta usedlina obsega manj kot 5–10 % vidne površine slikovnih pik, zato je pigment precej skrit očem. Napetost se uporablja za elektromehansko ekstrakcijo pigmenta iz rezervoarja in njegovo širjenje kot film neposredno za podlago zaslona. Zaradi tega zaslon pridobi barvo in svetlost, podobno običajnim pigmentom, natisnjenim na papirju. Ko je napetost odstranjena, površinska napetost tekočine povzroči, da se pigmentna disperzija hitro umakne v rezervoar. Tehnologija lahko potencialno zagotovi več kot 85-odstotno odbojnost belega stanja za e-papir. Osrednja tehnologija je bila izumljena v Laboratoriju za nove naprave Univerze v Cincinnatiju in obstajajo delujoči prototipi, razviti v sodelovanju s Sun Chemical, Polymer Vision in Gamma Dynamics. Ima veliko razliko pri kritičnih vidikih, kot so svetlost, nasičenost barv in odzivni čas. Ker je lahko optično aktivna plast debela manj kot 15 mikrometrov, obstaja velik potencial za zvitke.
• Interferometrični modulator (Mirasol): Interferometrični modulator je tehnologija, ki se uporablja v elektronskih vizualnih zaslonih in lahko ustvari različne barve z interferenco odbite svetlobe. Barva se izbere z električno preklopnim modulatorjem svetlobe, ki obsega mikroskopsko votlino, ki se vklaplja in izklaplja z uporabo krmilnih IC, podobnih tistim, ki se uporabljajo za pogon LCD-ja.
• Elektronsko-plazmonični zaslon: je tehnologija, ki uporablja plazmonične nanostrukture s prevodnimi polimeri. Ta tehnologija vključuje širok razpon barv, visok odboj, neodvisen od polarizacije (>50 %), močan kontrast (>30 %), hiter odzivni čas (na stotine ms) in dolgoročno stabilnost. Poleg tega ima izjemno nizko porabo energije (<0.5 mW/cm2) in možnost visoke ločljivosti (>10000 dpi). Ker so ultratanke metapovršine prožne in je polimer mehak, se lahko celoten sistem upogne. Zaželene prihodnje izboljšave te tehnologije vključujejo bistabilnost, cenejše materiale in izvedbo z matricami TFT. In za to je sestavljen iz dveh ključnih elementov ali delov:
  • Prva je visoko odbojna metapovršina, izdelana iz več deset nanometrov debelih filmov kovina-izolator-kovina, ki vključujejo luknje nanometrskega merila. Te metapovršine lahko odsevajo različne barve, odvisno od debeline izolatorja. Standardno barvno shemo RGB je mogoče uporabiti kot slikovne pike za barvne zaslone.
  • Drugi del je polimer z optično absorpcijo, ki jo lahko nadzorujemo z elektrokemičnim potencialom. Po gojenju polimera na plazmoničnih metapovršinah se lahko odboj metapovršin modulira z uporabljeno napetostjo.
• odsevni LCD: Gre za tehnologijo, ki je podobna običajnemu LCD-ju, vendar je osvetlitev ozadja nadomeščena z odsevno površino.

Razvite ali v razvoju so še druge tehnologije, čeprav so zgornje najpomembnejše. Na primer, raziskovalci si močno prizadevajo za uporabo organskih tranzistorjev, vgrajenih v prožne substrate, poenostavitev barvnih zaslonov z optiko itd.

različice e-Ink

Vedno svetujem, da se namesto LCD zaslonov odločite za e-bralnike z zaslonom e-Ink. Razlog je v tem, da e-črnilo ni le manj utrujajoče za vaše oči, temveč vam omogoča tudi izkušnjo branja, podobno tisti s pravim papirjem, poleg tega pa porabi veliko manj energije kot tradicionalni zasloni. Pri izbiri zaslona e-črnila ali e-papirja morate vedeti, da obstajata različne različice tehnologij danes na voljo patentirano s strani e-Ink Holdings, kot so:

• Vizplex: To je bila prva generacija zaslonov z e-črnilom, ki so jih leta 2007 uporabljale nekatere zelo priljubljene znamke.
• Biser: Ta izboljšava je bila uvedena tri leta pozneje in jo je Amazon uporabil za svoj Kindle, pa tudi v drugih modelih, kot so Kobo, Onyx in Pocketbook.
• Mobius: Podoben je prejšnjim, vendar vključuje plast prozorne in prožne plastike na zaslonu za boljšo odpornost na udarce. Kitajsko podjetje Onyx je bilo eno izmed tistih, ki je uporabljalo ta zaslon.
• Triton: Prvič je bila predstavljena leta 2010, čeprav je bila druga izboljšana različica izdana leta 2013. Ta tehnologija je prvič vključevala barvo na zaslonih z elektronskim črnilom s 16 odtenki sive in 4096 barvami. Pocketbook je bil eden prvih, ki ga je uporabljal.
• Pismo in Pismo HD: Izdani so bili leta 2013 in obstajata dve različni različici. e-Ink Carta ima ločljivost 768×1024 px, velikost 6″ in gostoto slikovnih pik 212 ppi. Kar zadeva različico e-Ink Carta HD, se poveča na ločljivost 1080 x 1440 slikovnih pik in 300 ppi, pri čemer ohrani 6 palcev. Ta format je zelo priljubljen, uporabljajo ga trenutno najboljši modeli e-bralnikov.
• Kaleido: Ta tehnologija je prispela leta 2019, z različico Plus leta 2021 in različico Kaleido 3 leta 2022. Gre za izboljšave barvnega zaslona, ​​ki temeljijo na sivinskih ploščah z dodajanjem sloja z barvnim filtrom. Različica Plus je izboljšala teksturo in barve za jasnejšo sliko, Kaleido 3 pa ponuja veliko bolj žive barve, s 30 % višjo barvno nasičenostjo kot prejšnja generacija, 16 stopnjami sivine in 4096 barvami.
• Galerija 3: Je najnovejši model, ki je pravkar prišel leta 2023, temelji na ACeP (Advanced Color ePaper) za doseganje popolnejših barv in z eno samo plastjo elektroforetske tekočine, ki jo nadzirajo napetosti, združljive s komercialnimi hrbtnimi ploščami TFT. Gre za tehnologijo barvnega e-črnila, ki izboljša odzivni čas, torej čas, ki je potreben za prehod iz ene barve v drugo. Na primer, od bele do črne v samo 350 ms, med barvami pa lahko, odvisno od kakovosti, gre od 500 ms do 1500 ms. Poleg tega so opremljeni s sprednjo lučjo ComfortGaze, ki zmanjša količino modre svetlobe, ki se odbije na površini zaslona, ​​tako da lahko bolje zaspite in ne povzročajo preveč obremenitve oči.

Prihodnost

Plastic Logic Germany je podjetje (razvijalec + tovarna), ki je nastalo kot spin-off projekt laboratorija Cavendish na Univerzi v Cambridgeu. Leta 2000 so jo ustanovili Richard Friend, Henning Sirringhaus in Stuart Evans. Podjetje je specializirano za razvoj in proizvodnjo elektroforetski zasloni (EPD), ki temelji na tehnologiji organskih tankoslojnih tranzistorjev (OTFT), v Dresdnu v Nemčiji. Zahvaljujoč njim so lahko informacije predstavljene kot na običajnem zaslonu, vendar na prilagodljivi plošči. Veliko prispeva na področju sedanjih upogljivih zaslonov in zdi se, da bodo prihodnost, kot jo vidimo v mnogih primerih. Kombinacija te tehnologije z ePaper ali e-Ink bo povzročila elemente, ki so po teži in prilagodljivosti zelo podobni listom papirja, z vsemi njihovimi aplikacijami in prednostmi ...