Strona główna / Tutoriale / Jak to zrobić? / Wyświetlacze e-ink. Co to za technologia, jak działa i do czego najlepiej się nadaje?

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

Jak to zrobić? 21.10.2022

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.

Tagi:

e-book
e-ink

Czytniki e-ink pozwalają na lekturę bez męczenia oczu

Czytniki do e-booków - jak je wybierać, na co zwrócić uwagę 5 nietypowych aplikacji Google, które przydadzą się na każdym smartfonie

Wyświetlacze z e-papieru pojawiły się przede wszystkim jako część czytników do książek i prasy. Wprowadził je do powszechnej świadomości koncern Amazon w swoich popularnych czytnikach 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

Czytnik z ekranem typu E-ink Carta. Cena ok.600 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 (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 60-144 Hz, czyli ekran wyświetla się na nowo co 60 do 144 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

Czytnik z kolorowym wyświetlaczem E-ink, Cena ok. 1000 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, znajdziemy też czytniki z ekranem typu E-Ink Triton, który pozwala na wyświetlanie wielobarwnych obrazów. Czytniki kolorowe przebijają się dość powoli (choć na rynku jest już sporo urządzeń oferujących tę funkcjonalność), 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 tylnym ekranem z e-papieru. W takim trybie urządzenie 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 i pochodnych. W czasach, kiedy będziemy liczyć się z każdą zużytą kWh energii (a te zbliżają się błyskawicznie) 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

Strona 1 z 1