Электронные чернила

Введение Корпорация E-Ink, размещенная в Кембридже, Штате Массачусетс, быласоздана в 1997 году, с целью развития и внедрению новых средств визуальнойкоммуникации. Разработанные немного ранее, но все в том же 97 годумассачусетскими учеными, так называемые, электронные чернила послужили поводомдля ее создания. Технологи electronic ink display EID дисплеев на электронныхчернилах должна была решить проблемы полноценного информационного общенияпользователей

различных электронных устройств с миром, комбинируя привычныйспособ чтения информации с экранов, словно с бумаги, с возможностью доступа к свежей информации с помощью мобильных устройств. Целью E-Ink былосоздание электронного дисплея, который по своим визуально-изобразительнымхарактеристикам походил на обычные бумажные страницы. То есть обеспечивалхорошую читабельность , был тонким и гибким. Технология Какутверждают в E-Ink, своим появлением на свет, электронные чернилаобязаны удачному слиянию

знаний в области химии, физики и электроники.Электронные чернила составляющее вещество, заполняющее тонкую пленку длядальнейшей интеграции ее на электронные дисплеи. Главным компонентом чернилявляется миллионы микрокапсул диаметром примерно с человеческий волос.Микрокапсулы таких чернил содержат заряженные частицы диоксида титана чистогобелого цвета и черные частицы с противоположным зарядом, остальное пространствокапсулы заполнено прозрачной жидкостью.

Когда внешняя верхняя сторона пленкиполучает отрицательный заряд, а обратная нижняя сторона соответственно положительный, то под действием образованного электрического поля, черные ибелые частицы начинают перемещаться. Белые перемещаются вверх, и становятсявидимыми для пользователя, причем еще и закрывают собой черные частицы, которыев свою очередь притягиваются к нижней положительно заряженной стороне пленки.При инверсии электрического поля получаем противоположный эффект, то естьвидимым будет черный цвет.

Возможна также ситуация неоднородногозначения цвета капсулы. Эта особенность позволяет достичь очень высокогоразрешения. Поскольку оперирование происходит на уровне отдельных частицмикрокапсулы, то это означает, что фактически разрешение экрана определяетсяразрешением электронной матрицы, управляющей состоянием капсул. Таким образом,при изготовлении не нужно учитывать форму или размеры капсул, а также однородностьцвета

каждой из них, что значительно удешевляет производство. Электронныечернила изготавливаются в тонкопленочных пластиковых листах, которые затемнаслаиваются на электрическую матрицу. Матрица, управляемая драйверомустройства, формирует электрические потенциалы соответственно прорисовываемомурисунку. Электронные чернила могут быть нанесены практически на любуюповерхность включая стекло, пластик и даже обычную бумагу. Преимущества

Среди ключевых преимуществ электронных чернил над другими видамидисплеев E-Ink выделяет Подобие дисплеевна электронных чернилах обычным бумажным носителям, что безусловно делаетработу с ними более комфортной и естественной. Напрочь отсутствует мерцание, плавание изображения, нечеткость символов и линий недостаток характерный дляЭЛТ-мониторов . Восприятие E-Ink мониторов не зависит от того под каким угломпользователь смотрит на экран.

Областьприменения. Электронные черниламогут быть нанесены практически на любую поверхность. Также можно реализоватьдисплеи очень больших размеров, за сравнительно небольшую стоимость. Малаяэнергопотребляемость. Послеприложения электрического импульса, сформировавшееся изображение остаетсянеизменным на протяжении очень долгого времени порядка нескольких недель безкаких-либо внешних воздействий или затрат энергии. Это означает чтопотребляемая устройством мощность зависит только от частоты обновления

картинкина экране. Гибкость. Кроме того, производители убеждают, что прототипы E-Ink весьмаударопрочные и долговечные. Толщина. Дисплей E-Ink имееттолщину порядка 0,3 мм, тогда как традиционные активно-матричные панели неизготавливаются тоньше 2 мм, а если еще нужна подсветка, то толщина поройдоходит до 4 мм. Таблица 1 Технология Отражающая способность, Контрастность

Работающие в отраженном свете монохромные ЖК-дисплеи типичные для PDA STN-LCD 4,2 4,1 Работающие в отраженном свете монохромные ЖК-дисплеи типичные для eBook TN-LCD 4 4,6 Электронные чернила с сенсорным экраном 26,6 9,2 Электронные чернила без сенсорного экрана 38,10 Типографский отпечаток журнал Wall Street 61,3 5,3 Измеренияпроводились при нормальном положении детектора 0 с использованиемрассеянного

источника света, падающего под углом в 45 . Таблица 2 Технология Потребление энергии 5 QVGA , мВт Потребление энергии 8 SVGA , мВт Цветные ЖК-дисплеи с внутренней подсветкой AMLCD, типичны для iPAQ и Jornada 56x 3830 Работающие в отраженном свете монохромные ЖК-дисплеи STN-LCD, большинство PDA 60 Работающие в отраженном свете цветные

ЖК-дисплеи LTPS LCD, пример Palm m 600 Черно-белые электронные чернила частота обновления 0,1 Гц 0,7 7,1 Черно-белые электронные чернила частота обновления 0,016 Гц 0,1 1,2 Данныепо ЖК-дисплеям получены из описаний коммерческих продуктов данные по дисплеямна электронных чернилах просчитаны инженерами E Ink Corp все данныеприблизительны и лишь помогают оценить порядок величин. Разрешение QVGA -320x240, SVGA - 800х600. Достижения иперспективы

Партнерами E-Ink на сегодняшний день являются такие крупные компании как TOPPAN PrintingCompany, Royal Philips Electronics, Air Products andChemicals, Lucent Bell Labs, VosslohInformation Technologies GmbH. 20 ноября 2000 года E-Ink Corporation и Lucent Technologies представили миру первый гибкийбумагоподобный электрический дисплей.

Дисплей площадью в 25 квадратных дюймов,имел несколько сотен пикселей. 30мая 2001 года был анонсирован выход первых цветных дисплеев на электронныхчернилах. Цветов добились с помощью применения светофильтров. Насегодняшний день максимальное разрешение составляет 160 пикселей на дюйм. Насентябрь месяц 2003 года уже существуют технологии позволяющие демонстрироватьдвижущееся изображение

в цвете. Специалисты исследовательской лабораториикомпании Philips в Эйндховене, Нидерланды, достиглиновых высот в создании электронных чернил и бумаги. Роберт Хэйс и Йохан Фенстраразработали новую модификацию электронных чернил, пригодных для демонстрациидинамических изображений, вплоть до видеоклипов. Разработанные ранее черно-белыеэлектронные чернила обладают достаточно высокой инерционностью имогут использоваться только для вывода статических изображений.

Работа новой модификацииэлектронной бумаги основана на эффекте электросмачивания изменения свойствповерхности по отношению к воде под действием электрического тока. В качествеэлементов изображений используются миниатюрные капсулы. Капсула состоит избелой подложки, на которую нанесена прозрачная токопроводящая пленка, а на этупленку нанесен полимерный материал, свойствами поверхности которого можноуправлять электрически.

В нижнюю часть капсулы помещается крошечная каплячерных или цветных чернил, остальное пространство капсулы заполняется водой.Чернила выполнены на масляной основе и не смешиваются с водой.При отсутствии тока полимерный материалпроявляет гидрофобные свойства, то есть отталкивает воду. В результате, черниларастекаются по поверхности водной капли и пиксель принимает цвет чернил. Приподаче на капсулу тока поверхность полимера становится гидрофильной и поглощаетводу из капсулы.

Капля чернил при этом уменьшается до первоначальных размеров истановится невидимой. Пиксель при этом принимает цвет подложки, в данном случаебелый. Важной особенностью технологии является возможность плавного управленияцветом пикселя с помощью плавного регулирования напряжения.Полученная в результате электроннаябумага обладает коротким временем реакции всего 10 мс. Это позволяет суспехом демонстрировать на электронной бумаге видеоизображения.

В перспективе,исследователи надеются создать полноцветную электронную бумагу, используястандартную схему смешения цветов RGB. Каждая капсула будетвыполняться из трех отделений, и в каждом из них будутиспользоваться чернила двух цветов, которые в зависимости от подаваемого токабудут находиться либо под, либо над подложкой. У каждого отделения капсулыбудут светофильтры, реализующие третий цвет набора RGB. Управляя отделениямикапсулы, можно будет гибко регулировать цвет пикселя.