Электронная бумага: версия Nemoptic

Автор: Олег Нечай

Опубликовано 16 июля 2010 года

Ни для кого не секрет, что сегодня разворачивается острейшая конкуренция между технологиями, претендующими на монопольное использование в таких перспективных устройствах, как интернет-планшеты и электронные книги. Сильные позиции сохраняет классический жидкокристаллический экран, снабжённый светодиодной подсветкой - именно им оснащён Apple iPad и множество аналогичных устройств. К безусловным преимуществам этого типа экранов относятся дешевизна, цветное изображение высокого качества и возможность быстрой смены картинки, что позволяет воспроизводить видео. Недостатки - заметная зернистость, высокое энергопотребление и резкое падение контрастности под дневным и солнечным светом вплоть до полной неразличимости изображения.

Впрочем, проблему зернистости можно считать решённой - достаточно упомянуть смартфон iPhone 4, в котором устанавливается IPS-матрица Retina ("сетчатка"), имеющая разрешение 326 точек на дюйм, что даже превышает стандартное для современной цветной полиграфии разрешение 300 dpi. Пиксели на таком экране практически не видны даже при близком рассмотрении.

С двумя другими недостатками довольно успешно справились в компании Pixel Qi, в которой предложили изменить строение "бутерброда" жидкокристаллической матрицы и добавить в неё зеркальный отражающий слой с отверстиями для пикселей. На открытом воздухе такой экран работает в отражённом свете и ему, естественно, не нужна подсветка. Правда, изображение при этом получается не цветным, а чёрно-белым, зато технология производства подобных дисплеев не слишком дороже традиционной. Подробно об этой технологии мы писали совсем недавно.

Второй сильнейший игрок на рынке - технологии "электронной бумаги" Vizplex и Pearl компании E Ink. Именно такие экраны устанавливаются в Sony Reader, первых серийных "электронных книгах", появившихся в широкой продаже, а также в Amazon Kindle и во многих других устройствах, ориентированных именно на вывод текста. Главное достоинство технологий E Ink - полное визуальное ощущение бумаги с напечатанным на ней текстом. Правда, до ослепительной белизны пока дело не дошло, но высокая контрастность и чёткость (от 150 до 200 dpi) текста делают чтение книг с таких экранов гораздо менее утомительным для глаз, чем с ЖК-дисплеев. Дисплеи на E-Ink работают в отражённом цвете, не требуют подсветки, а электроэнергия затрачивается исключительно на обновление изображения. Принципиальных недостатка у этой технологии два: она не поддерживает цвет и обеспечивает, максимум, 16 оттенков серого, а обновление ("прорисовка") страницы занимает до нескольких секунд, в зависимости от сложности, что означает абсолютную невозможность вывода движущегося изображения. К тому же дисплеи E Ink пока довольно дороги и их стоимость составляет большую часть цены весьма простых конструктивно портативных "ридеров".

Прототипы цветных "электронных чернил" существуют уже довольно давно, но до производства они так и не дошли, а качество цветопередачи на образцах, которые мне довелось видеть, мягко говоря, не выдерживает никакой критики. Что же касается скорости обновления страницы, то пока в мире существует единственная доведённая до уровня промышленного образца разработка, о которой и пойдёт речь.

Компания Nemoptic изначально вовсе не ориентировалась на рынок электронных книг и планшетов, прочно занятый двумя столь мощными игроками, однако представленная ею технология сразу показалась специалистам весьма перспективной для применения в самой разнообразной бытовой электронике.

Идея заключалась в том, чтобы создать мгновенно обновляемые электронные ценники для супермаркетов. Такие ценники должны представлять собой небольшие устройства с миниатюрными экранами на основе E-Ink, подключаемые к компьютерной сети. И, самое главное, эти ценники должны быть предельно дешёвыми. Поставленная перед инженерами задача была решена, однако они не остановились на достигнутом и продолжили исследования, используя почти двадцатилетний опыт компании в области экранов на бистабильных нематиках (запатентованная технология BiNem). Результатом этой работы стала новинка, получившая название Active-Matrix Binem E-paper (его можно расшифровать как "электронная бумага с активной матрицей на нематических жидких кристаллах с двумя стабильными состояниями"), которая очень далеко ушла от E-Ink на основе электризации пигмента в сторону традиционной жидкокристаллической технологии.

В общем-то это объясняет "нечернильные" свойства новых экранов - активная матрица на бистабильных нематиках обеспечивает вполне "жидкокристаллическую" частоту обновления в 30 мс, что позволяет без каких-либо проблем воспроизводить на ней видео. При этом дисплей работает в отражённом свете и не требует подсветки, что делает его значительно экономичней классического жидкокристаллического экрана.

Кроме того, как и в E-Ink, при отключении подачи энергии изображение остаётся на экране - это одна из "фишек" фирменной технологии BiNem. Другое важное достоинство этой технологии - высокая контрастность и очень широкие углы обзора. Однако если до сих пор BiNem не была широко востребована, то благодаря последним разработкам её можно сделать дешёвой и массовой.

Продемонстрированный в июне 2010 года прототип с диагональю 2 дюйма и разрешением 170 dpi обладает контрастностью до 10:1 при работе в отражённом свете. Как утверждают разработчики, такой экран также может работать с задней подсветкой и с сенсорным слоем. К любопытным особенностям экрана относится возможность обновлять только ту его часть, которую необходимо - во-первых, это обещает экономию энергии, а во-вторых, необычные режимы использования: например, четверть экрана будет занята неподвижной "шапкой" таблицы, а три четверти можно будет прокручивать.

В арсенале Nemoptic есть и похожие цветные экраны с (8 и 32000 отображаемых оттенков) и даже дисплеи на гибкой основе, причём все они могут работать как в отражённом свете, так и с подсветкой. Правда, всё это разработки прошлых лет, они довольно дороги и, самое главное, они уже не удовлетворяют современным требованиям к энергопотреблению, но, судя по всему, инженеры компании вполне способны справиться с этой проблемой. Так что очень может быть, что совсем скоро на рынке появится дешёвая альтернатива "электронным чернилам" и устройства на её основе - от недорогих часов и мобильников до электронных книжек и планшетов.