Що таке SiPix?

Електронний папір (англ. e-paper, electronic paper; також електронне чорнило) – це технологія відображення інформації, розроблена для імітації звичайної друку на папері і заснована на явищі електрофорезу.

Історія розробки

Електронний папір був розроблений в процесі вдосконалення пристроїв відображення інформації. Рідкокристалічні дисплеї (далі – РК-дисплеї) на момент створення електронного паперу вже були одними з найекономічніших пристроїв, що мають в статичному режимі споживання на рівні одиниць мікроампер і навіть менше, і не вимагали витрат енергії на випромінювання світла, так як були пристроями светомодулірующего типу . Але, по-перше, вони володіли великими світловими втратами в силу наявності в їх конструкції двох поляризаторів і порівняно малої оптичної щільності «включених» ЖК – з чого слідують досить низькі яскравість з контрастністю одержуваного зображення і досить малий кут огляду. По-друге, вони не могли зберігати отображаемую інформацію: хоча це завдання можна було перенести на економічні в статиці КМОП елементи з урахуванням того, що даний тип дисплея сам має мале споживання в статичному режимі, але в силу фізико-хімічних особливостей молекул практично використовуваних РК , щоб уникнути руйнування молекул, потрібне живлення змінним напругою (динамічний режим), що в силу ємнісний природи РК-осередки призводить до помітного зростання споживання електроенергії, або ж, у випадку застосування спеціальних ЖК стійких до постійного току, призводило до сильного ускладнення для великих дисплеїв схемотехніки пристрої – економічно невиправданого в силу обмежень наявної на той момент технології.

Створення технології «електронного паперу» було покликане подолати ці обмеження. Зображення на ній формується аналогічно письму по звичайному папері олівцем – твердими пігментними частинками, на (в) мікроструктурних матеріалі, дисперсно-розсіювати світло подібно волокнах паперу. Через що кут огляду виходить практично такий же, як і звичайного паперу – багато перевершуючи такої у плоских рідкокристалічних дисплеїв. Електронний папір також є пристроєм светомодулірующего типу з притаманними йому позитивними властивостями і працює в чистому вигляді у відбитому світлі без проміжних перетворень світлового потоку – як звичайний аркуш з друкованим текстом або зображенням, внаслідок чого досягається висока яскравість і контрастність одержуваного зображення. Ефект пам'яті забезпечується утриманням пігментних часток на поверхні твердого тіла (підкладки) силами Ван-дер-Ваальса.

Технічно точний термін – електрофоретичний індикатор. Так як практично всі модифікації даної технології використовують явище електрофорезу.

Електронний папір був вперше розроблена в Дослідницькому Центрі компанії Xerox в Пало Альто (англ. Xerox's Palo Alto Research Center) Ніком Шерідоном (англ. Nick Sheridon) в 1970-х роках. Перший електронний папір, названа Гірікон (англ. Gyricon), складалася з поліетиленових сфер від 20 до 100 мкм в діаметрі. Кожна сфера складалася з негативно зарядженої чорної і позитивно зарядженої білої половини. Всі сфери поміщалися в прозорий силіконовий лист, який заповнювався маслом, щоб сфери вільно оберталися. Полярність напруги, що подається на кожну пару електродів визначала, яким боком повернеться сфера, даючи, таким чином, білий або чорний колір точки на дисплеї.

У 1990-х роках Джозеф Якобсон (Joseph Jacobson) винайшов інший тип електронного паперу. Згодом він заснував корпорацію E Ink Corporation, яка, спільно з Philips, через два роки розробила і вивела цю технологію на ринок. Штаб-квартира компанії розташувалася в Кембриджі, штат Массачусетс. Компанією також було відкрито офіс в Японії, в Токіо. Офіційною метою роботи новоствореної компанії, як заявляли її представники, була розробка засобів візуальної комунікації наступного покоління.

Принцип дії був наступний: в мікрокапсули, заповнені забарвленим маслом, поміщалися електрично заряджені білі частинки. У ранніх версіях проводка контролювала, чи будуть білі частинки вгорі капсули (щоб вона була білою для того, хто дивиться) або внизу (смотрящий побачить колір масла). Це було фактично повторне використання вже добре знайомої електрофоретичної технології відображення, але використання капсул дозволило зробити дисплей з використанням гнучких пластикових аркушів замість скла.

E-ink & SiPix

E-ink і SiPix – це дві різні компанії, які створюють екрани на основі електронного паперу, але мають дещо різні способи її роботи.

На відміну від традиційних плоских рідкокристалічних дисплеїв, в яких використовується просвіт матриці для формування зображення, електронний папір формує зображення у відбитому світлі, як звичайний папір, і може зберігати зображення тексту і графіки протягом досить тривалого часу, не споживаючи при цьому електричної енергії та затрачаючи її тільки на зміну зображення. На відміну від традиційної паперу технологія дозволяє довільно змінювати записане зображення.

У екранах E-ink є мільйони мікрокапсул, розмір яких порівнянний з шириною людської волосини і містить позитивно заряджені білі частинки і негативно заряджені чорні. Ці заряджені частинки занурені в прозору рідину, кожна в свою мікрокапсулу. При гортанні сторінок або при виборі, електромагнітне поле впливає на екран і переорганізовивает чорні і білі частинки відповідно чиненим діям.

Екрани електронного паперу на основі технології SiPix створюють зображення в мікрокапсулах, шляхом занурення електрично заряджених білих частинок в чорну непровідну струм рідина. При впливі електромагнітного поля (при гортанні сторінок, виборі в меню і т.д.) заряджені білі частинки пересуваються до поверхні чорної рідини або занурюються глибше, в залежності від полярності воздействующего електромагнітного поля.

Застосування

Електронний папір легка, надійна, а дисплеї на її основі можуть бути гнучкими (хоч і не настільки, як звичайний папір).

Корпорація E Ink Corporation, спільно з Philips і Sony, внесла найбільший внесок у впровадження і популяризацію електронного паперу. У жовтні 2005 року вона оголосила, що буде поставляти комплекти для розробників, що складаються з 6-дюймових дисплеїв з роздільною здатністю 800-600 починаючи з 1 листопада 2005 року.

Електронний папір застосовується в:

  • електронних книгах;
  • електронних газетах;
  • дисплеях для телефонів;
  • дисплеях смарт-карт;
  • вуличних плакатах і оголошеннях.

Недоліки:

  • мають дуже великий час оновлення в порівнянні з РК-дисплеями. Це не дозволяє виробникам використовувати складні інтерактивні елементи інтерфейсу (анімовані меню і покажчики миші, скролінг), які широко поширені на КПК. Найсильніше це позначається на здатності електронного паперу показувати збільшений фрагмент великого тексту або зображення на маленькому екрані;
  • уповільнена зміна зображення – для того, щоб частинки вишикувалися потрібним чином і з'явилося нове зображення, необхідно іноді до секунди, особливо якщо завантажується картинка, а не текст. Говорячи більш строго, такий екран має високу інерційність (Частота зміни кадрів приблизно 4 в секунду, що відповідає інерційності в 250 мс. Наприклад, у не найкращих сучасних РК-дисплеїв така перебуває на рівні близько 25 мілісекунд);
  • яскравість, контраст і перенесення кольорів дисплеїв на електронних чорнилі сильно залежать від умов зовнішнього освітлення. А адже воно для дисплеїв, особливо у випадку мобільних пристроїв, оптимально далеко не завжди. А про актуальність підсвічування екрану в темний час доби або при роботі в умовах погано освітлених приміщень і говорити не доводиться.

Переваги:

  • більший час автономної работи (низьке енергоспоживання). Стан пігментних часток в мікрокапсулах дуже стабільно. Створене на електронному папері зображення може стійко зберігатися дуже тривалий час, аж до декількох тижнів, не вимагаючи при цьому жодних витрат енергії. Дисплеї будь-яких інших типів на таке просто не здатні. З цього випливає, що дисплеї на електронних чорнилі відрізняються вкрай низьким енергоспоживанням, а споживана такими пристроями потужність багато в чому залежить саме від частоти зміни картинки на екрані. Крім того дисплеї не потребують в підсвічуванні, вони працюють у відбитому світлі, тому енергія витрачається виключно на електродах тільки для зміни зображення;
  • відсутність мерехтіння і свічціня, великий кут огляду (Значно більший, ніж у рідкокристалічних дисплеїв);
  • при читанні з електронного паперу очі втомлюються значно менше, ніж при читанні з РК-дисплеїв;
  • гнучкість електронного паперу теж важлива перевага – приємно взяти з собою великий екран, згорнувши його в трубочку;
  • оскільки розміри мікрокапсул з пігментом невеликі, граничне дозвіл електронно-чорнильного екрану фактично визначається дозволом використовуваної керуючої електронної матриці, а тут можливості для поліпшення характеристик дуже великі.

Джерела інформації:

  • ru.wikipedia.org – Вікіпедія: електронний папір;
  • ebook-chitalka.ru – технологія електронного чорнила (e-ink);
  • ixbt.com – стаття про електронних чорнилі: «Чому вичерпалися електронні чорнила або історія однієї неперспективною технології»;
  • reeed.ru – опис технології E-ink;
  • mobi.ru – стаття про E-ink технології: «Е-бум: що всередині у електронної книги і де ще E-ink використовує свої технології»;
  • globalscience.ru – стаття: «Електронний рідер E-ink: в чому перевага електронного чорнила?»;
  • blog.ibooki.com.ua – стаття: «SiPix проти E-ink – порівняння екранних технологій електронних читалок»;
  • 3dnews.ru – 3DNews: статті про E-ink технології.

Додатково на Генон:

  • Що таке електронна книга (пристрій)?
  • Що таке електронна книга?

Category: Електроніка

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply