Технологія electronic ink для виготовлення гнучких плівкових дисплеїв
Електронні медиа й технологія electronic ink для виготовлення гнучких плівкових дисплеїв перестають бути науковою фантастикою. На думку дослідника в області електроніки Симона єклеса, недалекий той день, коли електронні медиа стануть невід'ємною частиною нашого повсякденного життя.
Поки вчені чоловіки обговорюють, чи зможе цифрова печатка замінити офсет або чи буде печатка зі змінними даними успішної, електронні медиа можуть вийти на перший план.
Так звані, electronic ink технології вже знайшли застосування в США. Назва electronic ink, дослівно означаюча електронна фарба, іноді вводить в оману через свою неточність. Насправді ця назва дуже тонких гнучких дисплеїв з такими ж візуальними характеристиками (контрастність, візуальний охват і т.п.), як у друкованого паперу (paper-like). Ці дисплеї названі так по ім'ю їхнього розроблювача - американської фірми - Electronic Ink (E Ink).
Недавно в США розроблені органічні светодиоди OLED (organic light-emitting diodes), які являють собою тонкі світні плівки для візуалізації полноцветних, анімаційних і відеозображень. Ці гнучкі дисплеї споживають дуже мало енергії й можуть працювати від батарейок.
Деякі з подібних дисплейних плівок будуть застосовуватися замість традиційних друкованих матеріалів для внутрішньої й зовнішньої реклами.
Ведуться також розробки по створенню гібридних рекламних технологій, що поєднують дисплейні медиа й традиційну печатку. Гібридні технології можуть знайти успішне застосування для виготовлення з дисплейними светодиодними вставками вивісок, вітальних листівок, пакувальної й книжкової продукції.
Дотепер не проводилися широкі дискусії про уведення спеціальних цифрових паперів для випуску електронних книг (e-books), тому що більшість досліджень і зусиль у цій сфері спрямовано на створення читальних апаратів для цього виду книжкової продукції. Особливо важливо, щоб вони забезпечували високу контрастність і стабільність якості зображень.
Джозеф Якобсон, фізик-дослідник лабораторії MIT Media Lab, що в 1997 р. був співзасновником фірми E-Ink, пророкує, що в довгостроковому майбутньому для зберігання виданих бакшишників книг у твердих плетіннях знайдуть застосування читальні апарати з убудованою електронікою й чипами пам'яті, у яких можуть зберігатися тисячі книг.
Менш амбіційний апарат для читання е-books з односторінковим дисплеєм був представлений фірмою E Ink у листопаді 2001 р. Його серійний випуск намічений на 2003 р. Апарат включає 10-міліметрову напівпровідникову пластину з мікропроцесором і 18-сантиметровий екран E Ink. Вартість апарата складе близько 250 ф. ст.
Незважаючи на оптимістичні прогнози, електронні книги й читальні апарати, призначені для них, поки ще дорогі й не являють собою серйозного многообьемного ринку.
Все більше поширення одержують порівняно недавно уведені рекламні технології для відображення цифрових і буквено-цифрових символів. Вони можуть відтворюватися на плазменних дисплеях, настінних відеопристроях з електронно-променевою трубкою (єЛТ), полноцветних светодиодних (LED) і жидкокристаллических дисплеях (LCD).
Плівкові гнучкі дисплеї забезпечують візуалізацію текстової й графічної інформації без її довгострокової фіксації, дозволяють відтворювати постійно мінливу інформацію, включаючи й світну, видиму в темряві.
Просування в життя нових видів плівкових дисплеїв, імовірно, найбільшою мірою буде залежати від їхньої вартості.
Якщо нові дисплейні матеріали стануть досить дешевими, то плівкові дисплейні технології зможуть доповнювати або навіть заміняти печатка при виготовленні рекламної, пакувальної й єтикеточной продукції, наприклад, для відображення постійно мінливої інформації на рекламних щитах, уведення цифрових і буквених символів у харчове впакування безпосередньо перед датою продажу товару й т.п.
Іншою потенційною сферою застосування плівкових дисплеїв могли б бути "гібридні" книги. Видрукувані традиційними способами книги c фіксованим змістом доповнюються гнучкими дисплеями OLED для відображення додаткової інформації з інтересів з інтерактивним наповненням. Дисплеї OLED можуть також застосовуватися в книжкових бестселерах для пожвавлення нерухливих зображень.
У найближчі місяці й роки дисплеї, виготовлені за технологією electronic ink, cмогут знайти застосування в електронних пристроях самого широкого ряду - від мініатюрних комп'ютерів до стільникових телефонів, від калькуляторів до цифрових годин і від бізнес-карт до авіаційних і автомобільних приладових щитків.
Gyricon Media і E Ink - дві провідні фірми по виготовленню електронних медиа й програмного забезпечення для відтворення зображень, а також гнучких дисплейних матеріалів.
Фірма Canon також оголосила, що вона працює над створенням гнучких дисплеїв, що забезпечують якість відтворення зображень, як при печатці на папері ("paper-like display - PLD"). Дисплеї PLD відповідають загалом технологіям Gyricon і E Ink, але відрізняються від них у деталях.
Сутність всіх цих електронних технологій складається в їхній здатності забезпечувати одержання зображень із такою ж високою контрастністю й необмеженими можливостями повороту зображення на дисплеї, як при чорно-білій печатці на папері. При цьому відзначається висока стабільність зображень, які зберігаються перманентними без необхідності уведення додаткової енергії або регулюючої системи доти, поки не буде потрібно їх змінити. Альтернативно, дисплейний матеріал може містити гнучку пластмасову матрицю (двомірний масив) для створення цифровим способом регульованого дисплея, подібного жидкокристаллическому індикатору LCD, але набагато дешевше, тонше й з меншим споживанням енергії.
Досягнення в створенні друкованих схем дозволять застосовувати гнучкі дисплеї для формування й відображення на них зображень, переданих від протоколу канального рівня або PDA комп'ютера до логічного дисплейного мікропроцесора.
Фірма Gyricon Media - це незалежна компанія, заснована корпорацією Xerox наприкінці 2000 р. для виробництва гнучких дисплейних матеріалів SmartPaper.
Xerox початку наукові вишукування по створенню плівкових дисплеїв близько 20 років тому. Тоді ж для цього був організований науково-дослідний центр Xerox's Palo Alto Research Centre (PARC), де були створені перші зразки гнучких плівкових дисплеїв, у тому числі розроблений Николасом Шериданом дисплейний матеріал за назвою Gyricon.
Роботи Xerox по гнучких дисплеях оживилися в середині 90-х років, очевидно, у відповідь на початок нового проекту фірми E Ink у цій області.
В 1999 р. Xerox зробила замовлення фірмі 3М на виготовлення гнучкого дисплейного матеріалу форматом 457х711 мм за назвою SmartPaper на традиційних лініях по нанесенню покриттів.
Гнучкий дисплей SmartPaper являє собою пластмасовий аркуш із включеними в нього сегментами оточених масляною рідиною дрібних твердих сферичних елементів (діаметром 100 напівтемних і менше), за допомогою яких можуть формуватися окремі цифрові й буквені символи. Одна сторона сферичного елемента пофарбована в білий колір, а протилежна в чорний (або синій). При цьому обидві сторони кожного сферичного елемента мають протилежні електричні заряди. Під впливом електричного поля сферичні елементи обертаються, повертаючись до поверхні дисплея світлою або темною стороною, формуючи в такий спосіб візуальне чорно-біле зображення.
Дисплей SmartPaper відрізняється високою стабільністю й не вимагає додаткового підживлення енергії до заміни на ньому зображення на нове. Крім того, SmartPaper не підданий впливу зовнішніх перешкод: магнітних, від статичних зарядів і стільникових телефонів.
У цей час дисплеї SmartPaper випускає фірма Gyricon у спеціально розробленій для цього системі MaestroSigns. Вона служить для виготовлення гнучких дисплеїв товщиною 19 мм двох типів: перший для візуалізації чорно-білих зображень форматом 63х125 мм за ціною близько 14 ф. ст. і другий - програмувальний текстової дисплей (на вибір може бути двостороннім) форматами 178х280, 266х280 і 280х356 мм за ціною від 70 ф. ст. Дисплеї обох видів можуть управлятися за допомогою ручного контролера. Фиксируемие на дисплеї текстові повідомлення можуть мати кегль 24 п. і вище. Розв'язна здатність візуалізації зображень становить поки 100 лин/дюйм, але в майбутньому передбачається збільшити неї до 300 лин/дюйм.
Зображення для програмувальних дисплеїв можуть бути задані й передані по мережі за допомогою програмного забезпечення MaestroWare PC.
Як затверджує фірма Gyricon, дисплеї SmartPaper не руйнуються згодом і зберігають свої властивості протягом декількох років. Ці дисплеї можуть застосовуватися для зовнішньої реклами, зберігаючи оптимальні експлуатаційні якості при температурі від 0 до 50°С.
В 1995 р. фірмою E Ink була розроблена технологія виготовлення гнучких дисплеїв, які одержали назву RadioPaper. Вони забезпечують відтворення зображень, удобочитаемость яким ідентична друкованим паперовим відбиткам. Крім того ці гнучкі дисплеї мають переваги цифрових технологій, що дають можливість передавати по лініях зв'язку газетні заголовки, книжкові бестселери й т.п.
Сьогодні фірма E Ink увела нові гнучкі дисплеї Ink-In-Motion, які дозволяють передавати й відображати буквено-цифрову інформацію в 300 разів швидше, працюють від електричних батарейок з малими витратами електроенергії. Ці гнучкі дисплеї можуть мати формат від 106х30 до 222х180 мм.
Фірма E Ink для найшвидшої реалізації своїх планів в області створення ефективних дисплейних систем активно співробітничає з іншими фірмами. Зокрема, разом з фірмою Lucent Technologies у листопаді 2000 р. вона розробила гнучкі напівпровідникові дисплеї з розв'язною здатністю 256х256 пикселей. Через шість місяців E Ink у партнерстві з IBM Research представила 12, 1-дюймовий чорно-білий дистанційний монітор для ЕОМ з розв'язною здатністю 83 крапки/дюйм.
Фірма Toppan Printing Company недавно інвестувала 17,8 млн на розвиток дисплейних технологій E Ink. Співробітництво обох фірм уже привело до створення досвідченого зразка гнучкого дисплея, що дозволяє формувати зображення з 4096 квітами (глибина кольору 12-біт, тіло колірного охвату БМУ, 16 відтінків для одного каналу).
Недавно фірма E Ink оголосила про створення нових сегментированних гнучких дисплеїв, які призначені для відображення інформації на індикаторах електронних пристроїв. Сегментированние дисплеї такої ж високої точності відображення інформації, як LED/LCD матричні дисплеї (наприклад, у калькуляторах), але набагато дешевше їх.
E Ink дисплеї споживають в 500 разів менше енергії, чим дисплеї й монітори, застосовувані сьогодні.
Дисплеї фірми Canon
Гнучкі дисплеї фірми Canon "Paper-like display" c чіткістю відтворення зображень, як на папері, ще перебувають у стадії розробки.
Основні концепції їхнього створення ті ж, що й дисплеїв SmartPaper і E Ink: висока контрастність зображень, стабільність і малі витрати енергії. Для відтворення інформації на цих дисплеях використовується єлектрофотографический спосіб. Частки чорного тонера із зарядовим зв'язком розподілені в рідині між двома гнучкими пластмасовими аркушами; формування тонерних зображень відбувається під впливом електричного поля між двома разнополюсними електродами, вмонтованими в дисплей. Тонерное зображення формується відповідно до цифрової форми двовимірного масиву, кожний елемент якого називається пикселом. Розв'язна здатність дисплеїв Canon становить 210 крапок/дюйм.
