е-Инк: све што треба да знате о екранима за е-читаче

Екрани играју кључну улогу у нашој свакодневној интеракцији са технологијом и могу оштетити вид или узроковати замор очију, између осталих проблема. Да се ​​то не би десило док уживате у читању своје омиљене е-књиге, требало би да изаберете екране са овом технологијом о којој вам данас причамо. Међу различитим доступним технологијама приказа, Е-Инк екрани или електронско мастило, стекли су популарност због свог јединственог скупа функција, побољшавајући читаочево искуство и чинећи га што ближим читању на папиру.

Али... да ли стварно знате шта су они?

Шта је е-мастило или е-папир?

Може се назвати разним именима, као нпр електронски папир или е-папир, или такође познат као електронско мастило или е-мастило. Без обзира како то називате, то је тип панела екрана који имитира изглед обичног мастила на папиру. За разлику од конвенционалних равних екрана који емитују светлост, екран на е-папиру рефлектује амбијентално светло, баш као и папир. Ово их може учинити угоднијим за читање и пружити шири угао гледања од већине екрана који емитују светлост. Однос контраста на доступним електронским дисплејима приближава се оном у новинама, а новоразвијени дисплеји су нешто бољи. Идеалан екран за е-папир може се читати на директној сунчевој светлости без да изгледа да слика избледи, као што се дешава са многим другим уређајима као што су таблети, паметни телефони, рачунари итд.

Многе технологије е-папира задржати текст и статичне слике неограничено без струје. Ово их такође чини идеалним за мобилне уређаје који зависе од батерије, тако да можете продужити аутономију данима или недељама, у зависности од укупне потрошње хардвера уређаја.

Како функционише е-Инк или еПапер

Не може се генерализовати о начин рада сита за електронско мастило, или е-Инк, пошто постоји много технологија и свака од њих ради другачије, као што ћемо видети касније у одељку о типовима. Али на пример, Кроз електрофорезу када се електрично поље примени на микрокапсулу, наелектрисане честице се крећу ка супротно наелектрисаној електроди. На пример, ако је доња електрода позитивна, црне честице ће се померити надоле, а беле нагоре.

• Микрокапсуле: Састоје се од милиона микрокапсула, од којих је свака приближно исте ширине као људска коса. Свака микрокапсула садржи наелектрисане честице суспендоване у бистрој течности. Ове капсуле су распоређене по целом панелу или екрану. Унутар сваке микрокапсуле налазе се беле честице које носе позитивно наелектрисање и црне честице које носе негативно наелектрисање. Једноставан рад, поларизовани су према електричном набоју за приказ текста и слике, црно-бело. На овај начин можете видети црну или белу тачку или пиксел...

Једна од кључних карактеристика е-Инк екрана је њихова бистабилност. То значи да када се слика формира, није потребна енергија за њено одржавање. Слика ће остати на екрану чак и када је напајање искључено. Отуда његова ниска потрошња у поређењу са конвенционалним екранима.

Данас је технологија напредовала, па их и има екрани у боји, напреднији, и који може да прикаже мноштво боја, да прикаже слике из књига, стрипова итд.

Мало историје

Иако може изгледати прилично недавно, истина је да историја ових екрана сеже неколико деценија уназад, конкретно до 1970-их, када је Ницк Схеридон, из Ксерок Пало Алто Ресеарцх Центер, развио први електронски лист под називом Гирицон. Овај иновативни материјал састојао се од полиетиленских сфера које су могле слободно да се ротирају, приказујући белу или црну страну у зависности од поларитета примењеног напона, стварајући тако изглед електрично контролисаног црног или белог пиксела.

Упркос овом напретку, идеја о екрану мале снаге који је имитирао папир није се остварила тек деценијама касније. Био физичар Џозеф Џејкобсон, док је био постдокторанд на Универзитету Стенфорд, који је замислио књигу са више страница чији се садржај може мењати притиском на дугме и која захтева мало снаге за рад.

Џејкобсон је регрутовао Нил Гершенфелд у МИТ Медиа Лаб 1995. Тамо је Џејкобсон регрутовао два студента МИТ-а, Барета Комискија и Џеј Дија Алберта, да креирају неопходну технологију екрана. да своју визију остварите.

Првобитни фокус је био на стварању мале сфере које су биле пола беле а пола црне, као Ксероков Гирицон. Међутим, овај приступ се показао као велики изазов. Током својих експеримената, Алберт је случајно створио неке потпуно беле сфере. Цомискеи је експериментисао са пуњењем и капсулирањем ових белих честица у микрокапсуле помешане са тамном бојом. Резултат је био систем микрокапсула које су се могле нанети на површину и пунити независно да би се креирале црно-беле слике.

En 1996, МИТ је пријавио први патент за микрокапсулирани електрофоретски дисплеј. Предност микрокапсулираног електрофоретског дисплеја и његов потенцијал да испуни практичне захтеве електронског папира виђена је као велики пробој, између осталог у погледу његове употребе у уређајима за читање. Међутим, технологија је у то време још увек била примитивна, а дисплеји у боји овог типа нису постојали.

1997. Алберт, Комиски и Џејкобсон, заједно са Расом Вилкоксом и Џеромом Рубином, основао Е-Инк Цорпоратион, два месеца пре дипломирања Алберта и Комискија. Од тада, е-Инк технологија је наставила да се развија, проналазећи апликације у разним уређајима и трансформишући нашу интеракцију са дигиталном технологијом…

Ова компанија Тајванска компанија која производи и дистрибуира екране електрофореза, користила је неколико покрета да би постала доминантна у сектору. На пример, 2005. године, Пхилипс је продао посао са електронским папиром компанији Приме Виев Интернатионал (ПВИ), произвођачу са седиштем у Синчуу, Тајван. У 2008. години, Е Инк Цорп. објавила је иницијални уговор који ће ПВИ купити за 215 милиона долара, износ који је на крају достигао 450 милиона долара након преговора. Е-Инк је званично купљен 24. децембра 2009. Куповином од стране ПВИ-ја проширена је производња за Е-Инк екран за е-папир. ПВИ се преименовао у Е Инк Холдингс Инц. након куповине. У децембру 2012. купио је СиПик, конкурентску компанију за електрофоретске дисплеје, како би данас ојачао своје лидерство.

е-Инк Сцреен апликације

Са напретком и сазревањем ове технологије, многе компаније су почеле да развијају или набављају екране овог типа од својих добављача како би их користили у мноштву апликација, иако су најпознатији читачи, истина је да је било покушаја и апликације у другим секторима:

• Флексибилни екрани: јер се ова технологија добро прилагођава крутим панелима и онима који се могу савијати. На пример, може се користити за неке флексибилне мобилне уређаје или носиве уређаје, као што су јефтини Моторола Ф3, Самсунг Алиас 2, ИотаПхоне, Хисенсе А5ц, који користе е-Инк екран уместо ЛЦД-а, или Сеико'с Спецтрум СВРД001, Оштар шљунак итд.
• еРеадерс: као што смо већ споменули, попут оних које имамо на овој страници, различитих брендова, Сони, Киндле, Кобо, Оник, итд. Поред тога, већ постоје и конвенционални екрани и екрани осетљиви на додир, као и екрани у боји или екрани осетљиви на електронске оловке.
• Лаптопи и ПЦ монитори: Иако то није уобичајено, постојали су неки посебни модели, као што је Леново ТхинкБоок Плус, са екраном за е-папир. Такође видимо многе Андроид таблете који користе ову врсту екрана, да направе 2-у-1 уређаје или хибриде између еРеадер-а и таблета.
• електронске новине: Фламански дневник Де Тијд је такође дистрибуирао електронску верзију својих папирних новина у ограниченој верзији, користећи прелиминарну верзију иРек иЛиад-а. Неки други примери ће доћи касније.
• Паметне картице и периферне јединице- Неке паметне картице такође могу да користе ову врсту е-инк дисплеја за ниску потрошњу, као што су оне које производи Награ ИД и развој Инновативе Цард Тецхнологиес и нЦриптоне. Коришћени су и за неке друге периферне уређаје, као што су УСБ драјвови са екранима.
• Јавне контролне табле: Такође се могу користити за смањење потрошње електронских панела или екрана који приказују информације на аеродромима, железничким станицама, панелима на аутопуту, знаковима итд.
• други: Имамо и друге могуће употребе, као што су електронске етикете са екраном е-Инк, паметна одећа, тастатуре попут Дворжакове, игре итд.

Технологије приказа е-папира

Што се тиче постојећих технологија, можемо разликовати неколико, како на основном нивоу, тако иу верзијама е-Инк Цорпоратион:

Типови панела

Између врсте технологија који су током времена развијени за имплементацију е-Инк екрана, морамо истаћи:

• Гирицон: Електронски папир је први развио 1970-их Ницк Схеридон у Ксерок-овом истраживачком центру Пало Алто. Први електронски папир, назван Гирицон, састојао се од полиетиленских сфера између 75 и 106 микрометара. Свака сфера је Јанусова честица састављена од негативно наелектрисане црне пластике на једној страни и позитивно наелектрисане беле пластике на другој. Сфере су уграђене у лист провидног силикона, при чему је свака сфера суспендована у уљном мехуру тако да може слободно да се ротира. Поларитет напона примењеног на сваки пар електрода одређује да ли је бела или црна страна окренута нагоре, дајући тако пикселу бели или црни изглед. Естонска компанија Виситрет Дисплаис је 2007. године развијала овај тип екрана користећи поливинилиден флуорид (ПВДФ) као материјал за сфере, драматично побољшавајући брзину видеа и снижавајући потребан контролни напон.
• ЕПД (електросферски дисплеј): Електрофоретски дисплеј формира слике преуређивањем наелектрисаних честица пигмента примењеним електричним пољем. У најједноставнијој имплементацији ЕПД-а, честице титанијум диоксида у пречнику око једног микрометра су распршене у угљоводоничном уљу. Тамна боја се такође додаје уљу, заједно са сурфактантима и агенсима за пуњење који узрокују да честице добију електрични набој. Ова мешавина се поставља између две паралелне проводне плоче које су раздвојене размаком од 10 до 100 микрометара. Када се напон примени на две плоче, честице електрофоретски мигрирају на плочу носећи наелектрисање супротно од наелектрисања честица. Када се честице налазе на предњој (гледаној) страни екрана, појављује се бела, јер се светлост распршује назад до посматрача честицама титанијума високог индекса. Када се честице налазе на задњој страни екрана, изгледа тамно, јер светлост апсорбује нијанса боје. Ако је задња електрода подељена на низ малих елемената слике (пиксела), онда се слика може формирати применом одговарајућег напона на сваки регион екрана како би се створио образац рефлектујућих и апсорбујућих региона. ЕПД се обично решава коришћењем технологије танког филма транзистора (ТФТ) засноване на МОСФЕТ-у.
• Микрокапсулирани електрофоретик: Током 1990-их, тим студената додипломских студија МИТ-а осмислио је и направио прототип новог типа електронског мастила заснованог на микрокапсулираном електрофоретском дисплеју, који потиче од Е-Инк Цорп-а и користи га европски Пхилипс. Ова технологија користи микрокапсуле испуњене електричним наелектрисаним белим честицама суспендованим у обојеном уљу. Основна кола контролишу да ли су беле честице на врху капсуле (тако да гледаоцу изгледа бело) или на дну капсуле (тако да посматрач види боју уља). Ова технологија је омогућила да екран буде направљен од флексибилних пластичних листова уместо стакла. Новија имплементација овог концепта захтева само слој електрода испод микрокапсула.
• Дисплеј за електроквашење (ЕВД): је технологија која контролише облик ограниченог интерфејса вода/уље путем примењеног напона. Без напона, (обојено) уље формира раван филм између воде и хидрофобног изолационог премаза електроде, што резултира обојеним пикселом. Применом напона између електроде и воде, међуфазна напетост између воде и премаза се мења, узрокујући да вода истисне уље, стварајући делимично провидан или бели пиксел ако постоји бела рефлектујућа површина испод елемента који се може пребацити. Дисплеји засновани на електроквашењу нуде неколико атрактивних карактеристика. Пребацивање између беле и обојене рефлексије је довољно брзо за приказ видео садржаја. То је нисконапонска технологија мале снаге, а екрани засновани на ефекту могу бити равни и танки. Рефлективност и контраст су бољи или једнаки другим врстама рефлектујућих дисплеја и приближавају се визуелним квалитетима папира. Поред тога, технологија нуди јединствен пут до дисплеја у пуној боји високе осветљености, што доводи до екрана који су четири пута светлији од рефлектујућих ЛЦД-а и два пута светлији од других технологија у настајању. Уместо коришћења црвених, зелених и плавих (РГБ) филтера или наизменичних сегмената три примарне боје, што ефективно доводи до тога да само једна трећина екрана рефлектује светлост у жељеној боји, електроквашење омогућава систем у којем суб-пиксел може независно променити две различите боје. Ово доводи до тога да је две трећине површине екрана доступно да рефлектује светлост у било којој жељеној боји. Ово се постиже конструисањем пиксела са гомиле два независно контролисана обојена уљна филма плус филтер у боји. Боје су цијан, магента и жута (РГБ), што је субтрактивни систем, упоредив са принципом који се користи у инкјет штампи. У поређењу са ЛЦД-ом, осветљеност се добија јер поларизатори нису потребни.
• Елецтрофлуидицс: је варијанта ЕВД дисплеја који поставља дисперзију воденог пигмента унутар малог резервоара. Овај депозит обухвата мање од 5-10% површине видљивих пиксела и стога је пигмент у великој мери сакривен од погледа. Напон се користи за електромеханичко издвајање пигмента из резервоара и његово ширење у облику филма директно иза подлоге екрана. Као резултат, екран добија боју и осветљеност сличне конвенционалним пигментима штампаним на папиру. Када се напон уклони, површински напон течности узрокује да се дисперзија пигмента брзо повуче у резервоар. Технологија потенцијално може да обезбеди више од 85% рефлексије белог стања за е-папир. Основна технологија је измишљена у Лабораторији за нове уређаје Универзитета у Синсинатију и постоје радни прототипови развијени у сарадњи са Сун Цхемицал, Полимер Висион и Гамма Динамицс. Има широку маргину у критичним аспектима као што су осветљеност, засићеност боја и време одзива. Пошто оптички активни слој може бити мањи од 15 микрометара дебљине, постоји велики потенцијал за дисплеје који се могу котрљати.
• Интерферометријски модулатор (Мирасол): Интерферометријски модулатор је технологија која се користи у електронским визуелним дисплејима који могу да креирају различите боје кроз интерференцију рефлектоване светлости. Боја се бира помоћу електрично укљученог модулатора светлости који садржи микроскопску шупљину која се укључује и искључује помоћу контролних ИЦ-а сличних онима који се користе за покретање ЛЦД-а.
• Електронско-плазмонски дисплеј: је технологија која користи плазмонске наноструктуре са проводљивим полимерима. Ова технологија има широк спектар боја, високу рефлексију независну од поларизације (>50%), јак контраст (>30%), брзо време одзива (стотине мс) и дугорочну стабилност. Поред тога, има ултра-ниску потрошњу енергије (<0.5 мВ/цм2) и потенцијал за високу резолуцију (>10000 дпи). Пошто су ултратанке метаповршине флексибилне, а полимер мекан, цео систем се може савити. Жељена будућа побољшања ове технологије укључују бистабилност, јефтиније материјале и имплементацију са ТФТ матрицама. А да би се то урадило, састоји се од два кључна елемента или дела:
  • Прва је високо рефлектујућа метаповршина направљена од метал-изолатор-металних филмова дебљине десетине нанометара који укључују рупе нанометарске скале. Ове метаповршине могу одражавати различите боје у зависности од дебљине изолатора. Стандардна РГБ шема боја може се користити као пиксели за екране у пуној боји.
  • Други део је полимер са оптичком апсорпцијом коју контролише електрохемијски потенцијал. Након узгоја полимера на плазмонским метаповршинама, рефлексија метаповршина може бити модулисана примењеним напоном.
• рефлектујући ЛЦД: То је технологија слична конвенционалном ЛЦД-у, али је панел са позадинским осветљењем замењен рефлектујућом површином.

Постоје и друге технологије које су развијене или су у развоју, иако су оне најважније. На пример, истраживачи улажу велике напоре да користе органске транзисторе уграђене у флексибилне подлоге, поједноставе приказе у боји помоћу оптике итд.

е-Инк верзије

Увек саветујем да се одлучите за е-читаче са е-Инк екранима уместо ЛЦД екрана. Разлог је тај што е-мастило не само да мање замара ваше очи, већ вам пружа и искуство читања слично ономе на правом папиру, поред тога што троши много мање енергије од традиционалних екрана. Када бирате екран е-инк или е-папир, требало би да знате да постоје разне верзије технологија доступан данас патентиран од стране е-Инк Холдингс-а, као што су:

• Визплек: Ово је била прва генерација е-инк дисплеја, које су користили неки веома популарни брендови 2007. године.
• Бисер: Ово побољшање је уведено три године касније и користио га је Амазон за свој Киндле, као и у другим моделима као што су Кобо, Оник и Поцкетбоок.
• Мобиус: Сличан је претходним, али укључује слој провидне и флексибилне пластике на екрану како би се боље одупрео ударцима. Оник, кинеска компанија, била је једна од оних која је користила овај екран.
• Тритон: Први пут је представљена 2010. године, иако је друга побољшана верзија објављена 2013. Ова технологија је по први пут укључила боју у екране са електронским мастилом, са 16 нијанси сиве и 4096 боја. Поцкетбоок је био један од првих који га је користио.
• Писмо и писмо ХД: Објављени су 2013. године и постоје две различите верзије. е-Инк Царта има резолуцију од 768 × 1024 пиксела, величину 6 инча и густину пиксела од 212 ппи. Што се тиче е-Инк Царта ХД верзије, она се повећава на резолуцију од 1080к1440 пиксела и 300 ппи, задржавајући 6 инча. Овај формат је веома популаран, користе га најбољи актуелни модели е-читача.
• Калеидо: Ова технологија је стигла 2019. године, са Плус верзијом 2021. и Калеидо 3 верзијом 2022. То су побољшања екрана у боји, заснована на панелима у сивим тоновима додавањем слоја са филтером у боји. Плус верзија побољшала је текстуру и боју за јаснију слику, а Калеидо 3 нуди много живописније боје, са 30% већом засићеношћу боја од претходне генерације, 16 нивоа сивих тонова и 4096 боја.
• Галерија КСНУМКС: То је најновији модел, који је тек стигао 2023. године, заснован је на АЦеП-у (Адванцед Цолор еПапер) за постизање потпунијих боја и са једним слојем електрофоретског флуида који се контролише напонима компатибилним са комерцијалним ТФТ задњим плочама. То је е-Инк технологија у боји која побољшава време одзива, односно време потребно да се промени једна боја у другу. На пример, од беле до црне за само 350 мс, а између боја, у зависности од квалитета, може ићи од 500 мс до 1500 мс. Поред тога, долазе са предњим светлом ЦомфортГазе које смањује количину плаве светлости која се рефлектује на површини екрана тако да можете боље заспати и не изазивају толико напрезање очију.

Будућност

Пластиц Логиц Германи је компанија (програмер + фабрика) која је настала као спин-офф пројекат Лабораторије Цавендисх на Универзитету у Кембриџу. Основали су га 2000. године Рицхард Фриенд, Хеннинг Сиррингхаус и Стуарт Еванс. Компанија је специјализована за развој и производњу електрофоретски екрани (ЕПД), заснован на технологији органског танког филма транзистора (ОТФТ), у Дрездену, Немачка. Захваљујући њима, информације могу бити представљене као на конвенционалном екрану, али на флексибилном панелу. Дајемо велики допринос на пољу садашњих флексибилних екрана, а чини се да ће они бити будућност као што видимо у многим случајевима. Комбиновање ове технологије са еПапером или е-Инк ће резултирати елементима који су по тежини и флексибилности веома слични листовима папира, са свим њиховим применама и предностима...