Как работает электронная бумага

Экран, который не светится

Телефон или монитор излучают свет: за картинкой стоит подсветка. Экран электронной книги устроен иначе — он отражает падающий свет, как обычная страница с напечатанным текстом. Поэтому его хорошо видно под ярким солнцем, а угол обзора почти такой же, как у бумаги^[1].

Такие экраны называют электронной бумагой (e-paper) или электронными чернилами (e-ink). Технически точное название — электрофоретический индикатор: почти все варианты этой технологии используют электрофорез — движение заряженных частиц в жидкости под действием электрического поля^[1].

Микрокапсулы: как появляется буква

Самая распространённая технология — микрокапсулы E Ink. В крошечные капсулы, заполненные окрашенным маслом, помещены электрически заряженные белые частицы. Под капсулами — электроды. Подали напряжение одного знака — белые частицы поднимаются к поверхности, и точка выглядит белой. Другого знака — частицы уходят вниз, и виден цвет масла^[1].

Из миллионов таких точек и складываются буквы и картинки. Изображение формируется так же, как карандашный рисунок на бумаге: твёрдыми пигментными частицами, которые рассеивают свет^[1].

«Гирикон»: первая электронная бумага

Электронную бумагу впервые разработал Ник Шеридон в исследовательском центре компании Xerox в Пало-Альто (Xerox PARC) в 1970-х. Его «Гирикон» (Gyricon) состоял из полиэтиленовых шариков диаметром от 20 до 100 микрометров. Каждый шарик был наполовину чёрным с отрицательным зарядом и наполовину белым с положительным. Шарики плавали в прозрачном силиконовом листе, пропитанном маслом, и свободно вращались. Знак напряжения на электродах решал, какой стороной повернётся шарик, — точка становилась белой или чёрной^[1].

В 1990-х группа изобретателей — Джей-Ди Альберт, Барретт Комиски, Джозеф Джейкобсон, Джереми Рубин и Рассел Уилкокс — предложила микрокапсулы. Они основали E Ink Corporation и вместе с Philips вывели технологию на рынок. Капсулы позволили делать экраны на гибких пластиковых листах вместо стекла^[1].

А как же цвет

Цветная электронная бумага обычно получается так: поверх чёрно-белого экрана кладут тонкие цветные светофильтры. Точки группируют по три — голубую, пурпурную и жёлтую. В отличие от экранов с подсветкой, которые складывают красный, зелёный и синий свет, здесь цвет получается вычитанием, как в типографской печати^[1]. Первой такую технологию вывела на рынок та же E Ink: её матрица Triton показывала до 4096 цветов^[1].

Плюсы и минусы

Плюсы^[1]:

• долгая работа без подзарядки — энергия нужна только на смену картинки, а ЖК-экран потребляет её постоянно;
• хорошо видно на свету — экран отражает свет, как бумага;
• экраны лёгкие, а некоторые модели — гибкие.

Минусы^[1]:

• медленное обновление — около 200 миллисекунд по данным 2011 года; поэтому на таких экранах неудобны анимация, плавная прокрутка и видео;
• хрупкость — экраны Vizplex и Pearl сделаны на тонком стекле; в варианте Flex стекло заменили пластиком, и такие экраны можно даже немного изгибать.

Меньше ли устают глаза от электронной книги, однозначного ответа нет. В исследовании 2013 года чтение с ЖК-экрана утомляло сильнее, чем с e-ink и с бумаги, а исследование 2012 года существенной разницы не нашло: важнее оказалось качество изображения, а не сама технология^[1].

Кроме электронных книг, электронную бумагу используют в вывесках и рекламе^[1]. А как устроены экраны, которые реагируют на касание, — в статье «Как работает сенсорный экран».