Czwartek , 21 Październik 2021

Wyświetlacze e-ink. Co to za technologia, jak działa i do czego najlepiej się nadaje?

   21.01.2021
Wydawałoby się, że w dobie kolorowych wyświetlaczy LCD czy OLED taka technologia jak e-ink, zwana też e-papierem nie ma racji bytu. W końcu na błyszczących, jasnych ekranach tabletów z pozoru wszystko widać idealnie. Tymczasem urządzenia z e-inkiem nie tylko nie tracą, ale wręcz zyskują na popularności, pojawiają się też nowe zastosowywania, na przykład w smartwatchach. Oto nasz krótki przewodnik po technologii e-ink.
Czytniki e-ink pozwalają na lekturę bez męczenia oczu

Wyświetlacze z e-papieru pojawiły się przede wszystkim jako część czytników do książek i prasy. Wprowadził je do powszechnej świadomości Amazon w swoich popularnych Kindle, od tego czasu stosują je i rozwijają wszyscy liczący producenci tego typu urządzeń. Sama technologia była znana wiele lat wcześniej.

Swego czasu na rynek e-bookingu próbowało wejść Apple ze swoimi tabletami, ale sukcesu nie odniosło z kilku powodów, z których głównym jest najważniejsza cecha e-ink: czytanie z niego nie męczy wzroku, tak jak z wyświetlaczy świecących sztucznym światłem.

Czytników z e-papieru możemy używać bowiem tak jak zwykłej książki – zresztą tak ta technologia została wymyślona i przygotowana. Wygląd kart na takim wyświetlaczu ma maksymalnie przypominać prawdziwy druk. Można czytać pod różnymi kątami, nawet w najjaśniejszym, słonecznym świetle. Nie będzie tu żadnych refleksów ani zniekształceń. Jest to bardzo wygodne i naturalne w odbiorze. Żaden ekran LCD nie jest się w stanie nawet zbliżyć do takiego efektu.

Czytnik E-ink Carta

Amazon Kindle Paperwhite 4 z ekranem E-ink Carta. Cena ok. 580 zł

E-ink – zasada działania

Choć ekrany z e-papieru są w stanie wyświetlać nie tylko druk ale i obrazy (w większości urządzeń monochromatyczne), to zasada ich działania jest zupełnie różna od tej znanej z tradycyjnych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych lub OLED. Ekran e-ink składa się zwykle z powłok polimeru, między którymi znajduje się strefa wypełniona mikroskopijnymi kapsułkami, z których każda ma grubość porównywalną z ludzkim włosem.

Kapsułki te są wypełnione dwoma pigmentami – czarnym i białym (każdy ma inny ładunek elektryczny). Po obu stronach pola z kapsułkami znajduje się natomiast specjalna warstwa elektrod. Gdy przepuszczany jest przez nie prąd, wytwarza się wokół nich pole elektromagnetyczne, które przyciąga lub oddala różne kolory pigmentu w kapsułkach. W ten sposób można formować to, co widzimy patrząc na wyświetlacz. Jedne kapsułki są przyciągane do powierzchni ekranu, dzięki czemu widzimy na nim wzory i kształty, drugie przyciągane (przez dolne elektrody) do spodu, przez co znikają z pola widzenia. Elektrody o różnych kierunkach pola, mogą je wytwarzać jednocześnie, wówczas na wyświetlaczu zobaczymy najróżniejsze odcienie szarości (ciemniejsze lub jaśniejsze  w zależności od natężenia pola w poszczególnych elektrodach). Cały proces działania elektrod i pigmentu nosi nazwę elektroforezy.

Fossil Hybrid HR

Zegarek Fossil Hybrid HR (z funkcjami smart) z tarczą wykonaną jako wyświetlacz E-Ink - cena ok. 1000 zł

Działanie e-papieru jest niezwykle energooszczędne. Przede wszystkim taki ekran nie wymaga sztucznego podświetlenia, co już na wstępie znacznie obniża zużycie energii w stosunku do tradycyjnych wyświetlaczy. Energia pobierana jest wyłącznie do zmiany pozycji granulek z pigmentem. Jeśli więc ustawimy stronę w książce, to dopóki jej nie przeczytamy i zmienimy na następną, wyświetlacz w ogóle nie pobiera energii. Dodatkowo, jeśli strona jest zadrukowana równomiernie, przejście na następną wymaga tylko drobnych korekt – przestawienia ogonków w literach itp. Większość czarnych punktów pozostaje w tych samych miejscach, zatem nie ma potrzeby ich ustawiania na nowo a tym samym zużywania prądu z baterii.

Klasyczne wyświetlacze działają według innej filozofii – sztuczne światło z diod wymaga prądu, dodatkowo dochodzi częstotliwość odświeżania ekranu – im wyższa, tym lepiej dla oczu ale gorzej dla baterii.

Najnowsze tablety posiadają odświeżanie na poziomie 60-100 Hz, czyli ekran wyświetla się na nowo co 60 do 100 razy na sekundę. W efekcie bateria tabletu starcza zwykle na 1 dzień użytkowania, tymczasem akumulator e-czytnika może bez ładowania pracować nawet wiele tygodni.

PocketBook 633 Color

PocketBook 633 Color - z kolorowym wyświetlaczem E-ink, Cena ok. 900 zł

Technologie e-papieru

Na rynku funkcjonuje kilka różnych technologii e-papieru. Choć wszystkie mają podobną zasadę działania, różnią się w szczegółach, mają też różne możliwości (np. maksymalną ilość pikseli na cal) i cechy szczególne. I tak:

  • LG Flex – E papier pomysłu LG. Ma go charakteryzować elastyczność. Czytniki z tego materiału będą w stanie imitować książki lub plakaty. Będą się rolowały i zginały bez uszkodzenia.
  • E-ink Carta – urządzenia wyposażone w ten typ wyświetlaczy zapewniają największą szczegółowość obrazu (duże rozdzielczości), do 300 ppi (przy jednoczesnym wysokim kontraście i zwiększonej ilości poziomów szarości).
  • E-Ink Pearl – jedna z popularniejszych obecnie stosowanych technologii e-papieru, Cechuje ją lepszy kontrast względem pierwotnej wersji technologii.
  • E-ink – pierwsza i podstawowa generacja e-papieru.

W sklepach, choć takich urządzeń jest jeszcze niewiele znajdziemy też czytniki z ekranem typu E-Ink Triton, który pozwala na wyświetlanie wielobarwnych obrazów. Czytniki kolorowe przebijają się dość powoli, gdyż nie zapewniają tak dobrego pokrycia barw jak ekrany LCD, a kosztują znacznie więcej niż zwykły e-papier.

Przyszłość e-ink

Wydaje się, że technologia ta zyska na znaczeniu, w miarę jak będą postępowały prace przy tworzeniu kolorowych wersji – wówczas uda się ją zaimplementować w znacznie większej gamie urządzeń. Dziś są to przede wszystkim elektroniczne czytniki książek i niewielka ilość innych gadżetów – inteligentnych zegarków a nawet smartfony. W przyszłości rozwiązanie to znajdzie zastosowanie w szeregu innych branż, nawet bardzo dziś dalekich od elektroniki, jak chociażby reklama zewnętrzna.

W niektórych krajach już testuje się rozwiązania typu wyświetlacze cen na półkach sklepowych. Pojawiły się (i to już kilka lat temu) nieśmiałe próby produkowania większych elementów wyposażenia domu, np. tapet w tej technologii. Dysponując takim wyposażeniem domu, bylibyśmy w stanie zmieniać wzory na ścianach w kilka sekund. A nie byłoby to zbyt skomplikowane, bowiem podbudową do e-inku może być każda powierzchnia.

Smartfon E-ink

Smartfon YotaPhone z tylnym ekranem z e-papieru. W takim trybie może działać wiele dni bez ładowania baterii

Wielkim, wspomnianym już atutem technologii e-papieru jest energooszczędność. To też będzie jedna z przyczyn jej rozwoju w przyszłości. Jeden wyświetlacz tego typu drenuje baterię nawet 100 razy wolniej niż w przypadku zwykłego LCD. W czasach, kiedy będziemy liczyć się z każdą zużytą kWh energii z pewnością będzie to mieć realne znaczenie.

Główną wadą wyświetlaczy e-papierowych było jeszcze do niedawna to, że nie da się na nich – bez dodatkowego źródła światła – czytać w nocy i w zaciemnionych pomieszczeniach. Nie miały one bowiem żadnego sztucznego oświetlenia. Dziś większość dostępnych w sprzedaży urządzeń ma już wbudowane podświetlenie LED, które można włączyć w razie potrzeby, choć oczywiście za cenę skrócenia czasu pracy na jednym ładowaniu baterii.

Tomasz Sławiński

To też Cię zainteresuje

KOMENTARZE (0) SKOMENTUJ ZOBACZ WSZYSTKIE

Najczęściej czytane