Электронная бумага впервые появилась в Исследовательском Центре компании Xerox в Пало Альто под руководством Ника Шеридона в 70-х годах прошлого века. Первая версия данного материала, названная Гирикон, состояла из полиэтиленовых сфер диаметром от 20 до 100 мкм. Каждая сфера имела отрицательно заряженную чёрную и положительно заряженную белую половины. Все капсулы размещались в прозрачном силиконовом листе, который заполнялся маслом, чтобы частицы свободно вращались. Полярность подаваемого напряжения на пары электродов определяла, какой стороной повернется сфера, тем самым формируя белый или чёрный цвет точки на дисплее.
В конце девяностых Джозеф Якобсон запатентовал другой вариант электронной бумаги и основал корпорацию E Ink, которая совместно с Philips вывела технологию на рынок. Как функционирует современный E-Ink-дисплей — об этом в сегодняшнем выпуске!
Активный слой E-Ink-дисплея содержит миниатюрные прозрачные капсулы с черными и белыми частицами (пигментами). Черные и белые частицы по-разному реагируют на появление электрического потенциала: позитивно заряженные белые частицы притягиваются к отрицательно заряженным электродам, а негативно заряженные черные частицы — к контактам, имеющим положительный заряд. При этом микрокапсулы с пигментом очень малы — их диаметр сопоставим с диаметром человеческого волоса. В нейтральном состоянии белые и черные частицы находятся внутри микрокапсул в произвольном положении. Но когда определенной области экрана придается положительный электрический заряд, во всех микрокапсулах на этом участке белые частицы перемещаются во фронтальную часть. А черные тянутся электрическим полем на тыльную сторону микрокапсул, тем самым скрываясь от взора пользователя. В результате на дисплее отображается белое пятно — точка пикселя белого цвета. Если поменять полярность приложенного электрического потенциала, то черные частицы пигмента окажутся на лицевой стороне капсул, а белые — на тыльной. И на том же месте дисплея отобразится черное пятно.
В E-Ink-дисплеях используется активная матрица, подобная тем, что устанавливаются в LCD- и OLED-дисплеи. Это позволяет создавать на электронно-чернильном экране большие и сложные изображения.
Помимо монохромных E-Ink-дисплеев существует также и многоцветная электронная бумага. Она состоит из тонких окрашенных оптических фильтров, которые добавляются к монохромному дисплею. Множество точек разбиты на триады, состоящие из трёх цветов: циановый, пурпурный и жёлтый. В отличие от LCD- и OLED-дисплеев, где применяются красный, зеленый и голубой цвета и их сложение, в E-Ink цвета формируются методом вычитания, как в полиграфии.
Преимуществом технологии E-Ink является время автономной работы, которое выгодно отличается от устройств с LCD- и OLED-дисплеями. Дело в том, что дисплей на основе электронной бумаги потребляет энергию только при изменении отображаемой информации, в то время как ЖК-дисплей расходует энергию постоянно. Однако E-Ink-дисплеи имеют очень большое время обновления по сравнению с ЖК-дисплеями. Это не позволяет отображать сложные интерактивные элементы интерфейса. Ещё одним недостатком является подверженность некоторых E-Ink-экранов механическим повреждениям.
