Электронная бумага
Электро́нная бума́га (англ. e-paper, electronic paper; также электронные чернила, англ. e-ink) — технология отображения информации, которая воссоздает внешний вид и свойства обычной печатной продукции. Принцип действия основан на явлении электрофореза — направленном движении дисперсных частиц, находящихся в жидкой среде, под воздействием внешнего электрического поля. Технология формирует изображения в отражённом свете, что делает его похожим на изображение на обычной бумаге. В отличие от жидкокристаллических дисплеев, электронная бумага способна длительно сохранять отображаемое содержимое (текст и графику) без постоянного потребления электроэнергии. Энергия расходуется только в момент изменения изображения. В отличие от обычной бумаги, данная технология позволяет многократно и произвольно изменять выводимое изображение[1].
История создания
Электронная бумага была впервые представлена Ником Шериданом в 1975 году в исследовательском центре Xerox PARC в Пало-Алто, США. Эта ранняя версия технологии получила название Gyricon. Её конструкция включала полиэтиленовые сферы диаметром от 20 до 100 микрометров. Каждая сфера имела две половины: одну чёрную, несущую отрицательный заряд, и другую белую, с положительным зарядом. Эти сферы были помещены в прозрачный силиконовый лист. Применение электрического напряжения определённой полярности определяло ориентацию сферы, что позволяло формировать на дисплее чёрные или белые точки. В то время данная технология не получила широкого практического применения. В 1996 году Джозеф Якобсон разработал новый подход, заменив стеклянные подложки гибкими пластиковыми листами. В 1997 году он основал компанию E Ink Corporation, которая успешно вывела технологию электронных чернил на коммерческий рынок. В 1999 году E Ink Corporation, в сотрудничестве с Lucent Technologies, представила первый дисплей, имитирующий бумагу, созданный на основе технологии электронных чернил. В 2004 году компания Sony вывела на рынок свой первый электронный ридер Librié EBR-1000EP. Он имел размеры 126 x 190 × 13 мм и весил 190 граммов и был оснащён 10 МБ встроенной памяти, а его 6-дюймовый дисплей с разрешением 600х800 пикселей и плотностью 170 ppi мог отображать четыре оттенка серого. Устройство работало от батареек формата AAA и использовало протокол USB 2.0 для связи. В 2007 году была основана компания PocketBook, и Amazon начала производство своих E Ink устройств под брендом Kindle. В 2008 году PocketBook представила свой первый ридер — PocketBook 301. В 2009 году сеть американских книжных магазинов Barnes&Noble запустила собственную линейку электронных ридеров под торговой маркой Nook. Большинство E Ink ридеров, выпущенных до 2010 года, были оснащены экранами E Ink Vizplex[2][3].
Первые версии электронных чернил, выпущенные в начале 2000-х годов, имели серый фон, напоминающий газетную бумагу, отличались медленной перерисовкой изображения и заметным эффектом остаточного изображения (фантомным эффектом). Последние образцы технологии Vizplex, применяемые в PocketBook 360, предлагали более приятный для глаз белый цвет «бумаги», высокую контрастность и достаточную скорость смены изображения. Дисплеи E Ink Pearl демонстрировали улучшение контрастности примерно на 50 % по сравнению с Vizplex. Pearl-дисплеи они потребляли на 50 % меньше энергии, чем Vizplex, при этом значительно улучшились показатели отклика экрана. На базе E Ink Pearl были созданы знаковые продукты: Kindle 3, Kindle 4 и Kindle Touch, PocketBook Touch и PocketBook 626, а также пыле- и влагозащищённый PocketBook 640. Современные ридеры оснащаются новейшими дисплеями E Ink Carta. Эта технология обеспечивает максимальный комфорт чтения благодаря более светлому фону и высококонтрастному чёрному изображению. Технология Carta позволила увеличить контрастность на 50 % (до соотношения 15:1) и улучшить светоотражающую способность на 20 % по сравнению с предыдущими поколениями. По своим оптическим характеристикам экраны Carta максимально приближены к качеству классической печати на бумаге. Дисплеями E Ink Carta комплектуются современные флагманские электронные ридеры, включая PocketBook 626 Plus, Kindle Voyage и Tolino Vision. В 2011 году на выставке CES в Лас-Вегасе был представлен прототип цветного E Ink устройства PocketBook Colour Lux, который впоследствии стал первым серийным ридером с экраном E Ink Triton и встроенной подсветкой. Технология E Ink Mobius была применена при создании PocketBook CAD Reader Flex — 13,3-дюймового пыле- и влагозащищённого ридера с гибким корпусом, анонсированного на выставке Autodesk University в 2014 году[2][4].
Принцип работы
Первая версия электронной бумаги Gyricon представляла собой систему из полиэтиленовых сфер диаметром от 20 до 100 мкм. Каждая такая сфера состояла из двух половин: одна была чёрной и имела отрицательный заряд, другая — белой с положительным зарядом. Эти сферы помещались в прозрачный силиконовый лист, заполненный маслом, обеспечивая свободное вращение. Подача напряжения определённой полярности на каждую пару электродов определяла ориентацию сферы, в результате чего точка на дисплее становилась либо чёрной, либо белой. В 1992 году Джозеф Якобсон совместно с Phillips Components разработали и представили на рынке электрофоретические дисплеи.
Устройства с электронной бумагой стали одними из первых, кто применил эту технологию. Благодаря своим компактным размерам и низкому энергопотреблению, такие дисплеи применялись в устройствах: Amazon Kindle, Sony Librie, Sony Reader и iRex iLiad. Эти гаджеты использовали активные матрицы высокого разрешения, изготовленные на основе плёнки от компании E Ink. Также развитием электрофоретических дисплеев занималась калифорнийская компания SiPix. В сотрудничестве со SmartDisplayer они разработали пластиковую карту со встроенным микрочипом и электрофоретическим дисплеем. Это изобретение было удостоено премии Society for Information Display Gold Award в 1996 году[1][5].
Применение
- Электронные книги. В 2006 году на рынке появилось устройство для чтения электронных книг iRex iLiad, поддерживающее форматы PDF и HTML. К 2007 году к ним добавился формат Mobipocket PRC. Компания Amazon представила свой ридер на основе электронной бумаги — Amazon Kindle[1].
- Газеты. В 2006 году газета De Tijd выпустила электронную версию для ограниченного круга подписчиков с целью проведения маркетингового исследования. В 2007 году ежедневная французская газета Les Echos объявила о запуске электронной версии по подписке. Издание предложило читателям два варианта: годовую подписку с использованием устройства iRex iLiad или с применением облегченного девайса от Ganaxa, специально разработанного и адаптированного для этой газеты[1].
- Цифровые учебники. В 2007 году в Нидерландах был запущен проект по переходу от печатных учебников к электронным книгам. Целью было сокращение государственных расходов на печать и доставку учебных материалов, а также избавление студентов от необходимости носить множество тяжелых книг. Аналогичный эксперимент был впоследствии проведен в Беларуси. В его рамках 160 учащихся общеобразовательных учреждений испытали модель обучения с использованием индивидуальных электронных устройств. Данный проект предполагал создание в школах среды электронного обучения, в которой учителя и ученики могли бы совместно заниматься, используя компьютеры и соответствующее программное обеспечение для взаимодействия через чаты, сетевые сервисы и интернет-ресурсы[1].
- Наручные часы. В 2005 году компания Seiko представила линейку наручных часов SVRD001, оснащённых гибким электрофоретическим экраном. В 2010 году было выпущено второе поколение часов, использующих технологию электронных чернил с активной матрицей. Компания Phosphor выпустила несколько серий часов, применяющих эластичные электрофоретические дисплеи на основе электронных чернил[1].
- Банковские карты с дисплеем. Гибкие карты, оснащённые дисплеями, предоставляют владельцам возможность генерировать одноразовые пароли, что способствует снижению риска мошенничества при осуществлении различных банковских операций.
- Мобильные телефоны. В мобильных телефонах электронная бумага применяется в качестве дисплея, особенно для недорогих моделей. Первым примером такого использования стал мобильный телефон Motorola Motofone[1].
Преимущества и недостатки
Преимущества
- Технология E-Ink обладает значительным преимуществом в продолжительности автономной работы по сравнению с устройствами, оснащёнными LCD- и OLED-дисплеями[3].
- Значительно большее время работы без подзарядки[1].
- Электронная бумага разработана с использованием технологии, которая обеспечивает экономию энергии благодаря потреблению электричества исключительно в процессе изменения отображаемых данных на дисплее[1].
Недостатки
- Значительно более продолжительное время обновления по сравнению с ЖК-экранами. Ограничена возможность производителей внедрять более технологичные элементы интерфейса, такие как анимированные меню, прокрутка или курсоры мыши, которые применяются в современных компактных персональных устройствах[1].
- Тусклый текст на дисплеях E-Ink, особенно при чтении в условиях недостаточной освещенности, значительно утомляет зрение. Технология жидкокристаллических дисплеев лишена этого конструктивного недостатка. В результате контрастность таких экранов в условиях плохой освещённости повышается, обеспечивая более комфортное восприятие графической информации[1].
- Повышенная уязвимость некоторых E-Ink-экранов к механическим повреждениям[3].
Примечания
- ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 Беспоясько О. Всё об электронной бумаге. Kv (23 июля 2013). Дата обращения: 1 ноября 2025.
- ↑ 2,0 2,1 Эволюция E Ink. Рамблер (25 августа 2015). Дата обращения: 1 ноября 2025.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Как это работает? | E-Ink-дисплей. Hi-news (21 сентября 2017). Дата обращения: 1 ноября 2025.
- ↑ Электронная бумага – современный способ демонстрации информации. Mentamore (13 февраля 2017). Дата обращения: 1 ноября 2025.
- ↑ Электронная бумага, электронные книги. Наука и жизнь. Дата обращения: 1 ноября 2025.