Elektroniskt papper ( eng. e-paper, electronic paper ; även electronic ink , eng. e-ink ) är en informationsdisplayteknik designad för att simulera konventionell utskrift på papper och baserad på fenomenet elektrofores . Till skillnad från transreflektiva LCD-skärmar , som använder ett lumen för att bilda en bild med ett extra reflekterande lager och som kräver en kontinuerlig tillförsel av elektricitet för att bibehålla en given nivå av pixeltransparens, bildar elektroniskt papper en bild i reflekterat ljus som vanligt papper och kan lagra en bild av text och grafik under en viss tid, under tillräckligt lång tid, utan att förbruka elektrisk energi och endast lägga den på att ändra bilden. Till skillnad från traditionellt papper tillåter tekniken dig att godtyckligt ändra den inspelade bilden.
Elektroniskt papper utvecklades i processen att förbättra informationsdisplayenheter. LCD-skärmar vid tidpunkten för skapandet av elektroniskt papper var redan en av de mest ekonomiska enheterna, med förbrukning i statiskt läge på nivån för enheter av mikroampere och ännu mindre, och krävde inte energi för att avge ljus, eftersom de var lätta- moduleringsanordningar. Men för det första hade de stora ljusförluster på grund av närvaron av två polarisatorer i deras design och den relativt låga optiska densiteten hos de "på" LCD-skärmarna - vilket resulterar i ganska låg ljusstyrka med kontrasten i den resulterande bilden och en ganska liten visning vinkel; för det andra kunde de inte lagra den visade informationen: även om denna uppgift kunde överföras till statiskt ekonomiska CMOS- element, med tanke på att denna typ av bildskärm i sig har låg förbrukning i statiskt läge, på grund av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos molekylerna i praktiskt använda LCD-skärmar. undvika förstörelse av molekyler, krävs en växelspänningsförsörjning (dynamiskt läge), vilket, på grund av LCD-cellens kapacitiva karaktär, leder till en märkbar ökning av strömförbrukningen, eller, i fallet med speciella LCD-skärmar som är resistenta mot likström , ledde till en stark komplikation för enhetskretsar för stora bildskärmar - ekonomiskt omotiverat på grund av begränsningarna för den teknik som var tillgänglig vid den tiden. [ett]
Skapandet av "elektroniskt papper"-teknik var avsett att övervinna dessa begränsningar. Bilden på den bildas på samma sätt som att skriva på vanligt papper med en penna - fasta pigmentpartiklar på (c) ett mikrostrukturmaterial som sprider ljus som pappersfibrer, vilket gör att betraktningsvinkeln är nästan densamma som för vanliga papper - mycket överträffande platta flytande kristallskärmar. Elektroniskt papper är också en ljusmodulerande anordning med sina inneboende positiva egenskaper och fungerar i sin rena form i reflekterat ljus utan mellanliggande omvandlingar av ljusflödet [2] - som ett vanligt ark med tryckt text eller en bild, som ett resultat av vilket hög ljusstyrka och kontrast för den resulterande bilden uppnås. Minneseffekten tillhandahålls av kvarhållandet av pigmentpartiklar på ytan av en fast kropp (substrat) av van der Waals krafter [3] .
Tekniskt sett är den exakta termen en elektroforetisk indikator, eftersom nästan alla modifieringar av denna teknik använder fenomenet elektrofores [3] .
Elektroniskt papper utvecklades först vid Xerox Palo Alto Research Center av Nick Sheridon på 1970 - talet . Det första elektroniska papperet, kallat Gyricon ( eng. Gyricon ), bestod av polyetensfärer från 20 till 100 mikrometer i diameter . Varje sfär bestod av en negativt laddad svart halva och en positivt laddad vit halva [4] . Alla sfärer placerades i ett genomskinligt silikonark , som fylldes med olja för att tillåta sfärerna att rotera fritt. Polariteten för spänningen som applicerades på varje par av elektroder bestämde vilken sida sfären vände, vilket gav en vit eller svart prick på displayen [5] .
På 1990 -talet uppfann JD Albert , Barrett Comiskey, Joseph Jacobson, Jeremy Rubin och Russell Wilcox en annan typ av elektroniskt papper. De grundade därefter E Ink Corporation , som tillsammans med Philips utvecklade och tog ut tekniken på marknaden två år senare.
Funktionsprincipen var följande: elektriskt laddade vita partiklar placerades i mikrokapslar fyllda med färgad olja. I tidiga versioner styrde de underliggande ledningarna om de vita partiklarna var överst på kapseln (så att den var vit för betraktaren) eller i botten (betraktaren skulle se färgen på oljan) [6] . Det var egentligen en återanvändning av den redan välkända elektroforetiska (från elektro- och grekiska φορέω - att överföra) displayteknik, men användningen av kapslar gjorde det möjligt att göra displayen med hjälp av flexibla plastskivor istället för glas.
Typiskt består färgat elektroniskt papper av tunna färgade optiska filter [7] som läggs till den monokroma displayen som beskrivs ovan. Uppsättningen av prickar är uppdelad i triader, vanligtvis bestående av de tre standard CMYK- färgerna : cyan , magenta och gul. Till skillnad från bakgrundsbelysta skärmar, där RGB och färgaddition används, bildas färger i e-bläck genom subtraktion, som vid utskrift.
Det första företaget som lyckades få ut sådan teknik på marknaden är fortfarande samma E Ink. Dess Triton-matris, som producerar flera tusen nyanser av färg, används redan av läsare.
I början av 2011 tillkännagavs den första e-läsaren, med hjälp av Qualcomms efterlängtade Mirasol-teknik. Tillsammans med företaget Kyobo book lanserade de en e-läsare med denna teknik som heter Kyobo eReader. [åtta]
Den första e-pappersteknologin att komma in på massmarknaden.
I den andra generationen förbättrades svarstid, strömförbrukning och kontrast.
I den tredje generationen dök en färgbild upp.
Teknik för elektroniska papper som liknar E-Ink, men som fungerar enligt lite andra principer.
Fördelen är en längre batteritid, vilket är bättre än andra elektroniska enheter med displayer. En e-pappersskärm förbrukar ström när den visade informationen ändras (som att vända sidor), medan en typisk LCD-skärm förbrukar ström hela tiden.
För närvarande har e-pappersbaserade bildskärmar mycket långa (i storleksordningen 200 ms 2011 [9] ) uppdateringstider jämfört med LCD -skärmar . Detta förhindrar tillverkare från att använda komplexa interaktiva gränssnittselement (animerade menyer och muspekare, rullning ) som används ofta på handdatorer . Mest av allt påverkar detta elektroniskt pappers förmåga att visa en förstorad bit av stor text eller bilder på en liten skärm.
En annan nackdel med denna teknik är skärmens känslighet för mekanisk skada [10] , även om detta inte gäller alla modifieringar av sådana skärmar. Visst, skärmar skapade av E-ink med E-ink Vizplex, E-ink Pearl-teknologier är baserade på ett mycket tunt ömtåligt glassubstrat, men i E-ink Flex-tekniken ersätts glassubstratet med ett plastmaterial och sådana skärmar kan till och med böjas lite. De är mycket mindre mottagliga för skador från stötar och deformationer än E-ink Vizplex, E-ink Pearl [11] .
2013 genomfördes en studie som visade att läsning på en LCD-skärm ( Kindle Fire HD deltog i studien ) orsakar mer ögontrötthet än E-bläck (med Kindle Paperwhite- studien som exempel ) eller pappersböcker [12] .
En tidigare studie 2012 som också jämförde LCD och E-bläck fann ingen signifikant skillnad i effekter på syn och ögontrötthet [13] . Studien kom fram till att det inte var tekniken i sig, utan snarare bildkvaliteten som var viktigare för läsningen.
E-papper är lätt, hållbart och skärmar baserade på det kan vara flexibelt (även om det inte är lika flexibelt som vanligt papper). Avsedda tillämpningar inkluderar e-böcker , som kan lagra digitala versioner av många litterära verk, elektronisk skyltning, utomhus- och inomhusreklam.
Teknikföretag uppfinner nya typer av e-papper och letar efter sätt att implementera denna teknik. Till exempel modifiering av flytande kristallskärmar, elektrokroma displayer (smart glas), såväl som den elektroniska motsvarigheten till barnleksaken " Magic Screen ", på vilken bilden visas på grund av filmens vidhäftning till underlaget, utvecklad av Japanska universitetet i Kyushu. I en eller annan form har elektroniskt papper utvecklats av Gyricon (spunnen av från Xerox ), Philips , Kent Displays ( cholesteric displays ( eng. cholesteric )), Nemoptic (bistabil nematic ( eng. bistabil nematic) - BiNem - technology), NTERA ( elektrokroma NanoChromics-skärmar), E Ink och SiPix Imaging ( elektroforetisk ) och många andra.
Fujitsu visade upp sin e-paper på en utställning på Tokyo International Forum .
E Ink Corporation , tillsammans med Philips och Sony , har gjort det största bidraget till introduktionen och populariseringen av elektroniskt papper. I oktober 2005 meddelade man att man skulle leverera utvecklarsatser bestående av 6-tums 800x600-skärmar från och med den 1 november 2005.
Introduktionen av E-bläckteknologin orsakade en betydande uppgång på e-boksmarknaden. Redan 2006 producerades flera modeller. Ett mycket större antal prototyper tillkännages varje år.
I februari 2016 tillkännagav den belgiska finansdagstidningen De Tijd i Antwerpen planer på att sälja en elektronisk version av tidningen till utvalda prenumeranter. Det var den första sådana tillämpningen av elektroniskt papper. I början av 2007 började New York Times testa omkring 300 av sina egna funktionella e-tidningar [14] .
2006 introducerade Motorola Motorola F3-telefonen, som använder en segmentskärm från E Ink Corporation [15] . YotaDevices släppte också den ryska smartphonen Yotafon [16 ] .
I slutet av 2013 började Sony DPT-S1 säljas , ett bärbart "digitalt papperssystem" för affärsanvändare med en 13,3-tums skärm från E Ink Corporation och möjligheten att lägga till handskrivna anteckningar med hjälp av en penna [17] .
Det japanska företaget Toppan Printing, tillsammans med inrikesministeriet och kommunikationsbyrån, testar e-pappersaffischer . Den elektriska strömförbrukningen för en 3,2 x 1,0 meter affisch rapporteras vara 24 watt [18] .
Sedan 2013-2014 har elektroniska pappersskärmar blivit populära som ersättning för traditionella prislappar i butiker. Från och med februari 2017 finns det mer än 15 tillverkare av elektroniska prislappar i världen, butiker i ett antal detaljhandelskedjor är redan utrustade med sådana enheter, särskilt MediaMarkt i Ryssland och Kohl's i USA.
På gatorna i Kalifornien började bilar med digitala nummer bli populära. Siffrorna består av en display (som även kan visa annan information), ett chip och till och med ett batteri. Enheterna använder samma teknik som användes för att skapa Kindle-läsare.
Priset för sådana nummer är 700 $, exklusive installationskostnaden, och därför är det osannolikt att denna utveckling kommer att massproduceras och kommer att kunna komma in på världsmarknaden inom en snar framtid. [19]
| Displayteknik _ | |
|---|---|
| Video visas |
|
| Icke-video |
|
| 3D-skärmar |
|
| Statisk | |
| se även |
|
| E-böcker ( enheter och dokument ) | |
|---|---|
| Enhetsserie | |
| Filformat | |
| Kataloger | |
| Bibliotek | |
| se även | |