Что такое электронные чернила — E Ink
Электронные чернила (E Ink) – это технология отображения, разработанная и внедренная корпорацией E Ink Corporation. Созданный в 1997 году студентами Массачусетского технологического института, бренд был основан Дж. Д. Альбертом и Барреттом Комиски при содействии профессора Медиа-лаборатории MIT Джозефа Джейкобсона, Джерома Рубина и Расса Уилкокса.
Технология E Ink предоставляет возможность отображения как оттенков серого, так и цветных изображений. Она использует микросферы, содержащие черные и белые частицы, заключенные в масляном слое, подвергаемом воздействию электрического поля. Под действием электрического поля частицы перемещаются, создавая видимый текст или изображение. Одно из ключевых преимуществ технологии E Ink – низкое энергопотребление, так как энергия требуется только при изменении содержимого экрана.
Электронные чернила нашли широкое применение в различных мобильных устройствах. Электронные книги, также известные как электронные читалки, были одним из первых и самых популярных применений технологии E Ink. Кроме того, она используется в цифровых вывесках, умных часах, мобильных телефонах, электронных ценниках в розничных магазинах и архитектурных панелях. Благодаря своей гибкости, низкому энергопотреблению и читаемости на ярком солнце, технология E Ink оказалась идеальным решением для приложений, где важна длительная автономная работа и хорошая видимость экрана при ярком освещении.
Маломощный дисплей
Идея создания маломощного бумажного дисплея возникла в 1970-х годах и изначально была задумана исследователями из Xerox PARC, но так и не была реализована. Когда физик Джозеф Джейкобсон был аспирантом в Стэнфордском университете, у него зародилась концепция многостраничной книги, содержание которой можно было бы изменить одним нажатием кнопки и для работы которой требовалось небольшое количество энергии.
В 1995 году Нил Гершенфельд привлек Джейкобсона в Медиа-лабораторию Массачусетского технологического института после того, как услышал об идеях электронной книги от Джейкобсона. В свою очередь Джейкобсон привлек студентов Массачусетского технологического института, Барретта Комиски, эксперта по математике, и Дж. Д. Альберта, специалиста по машиностроению, для разработки технологии отображения, необходимой для воплощения его концепции.
Ход работ
Исходная концепция разработки продукта предусматривала использование мельчайших сфер, разделенных наполовину белыми, наполовину черными, которые, под воздействием электрического заряда, могли вращаться так, что на экране становилась видна белая или черная сторона. Однако большинство опытных химиков и материаловедов предупредили Альберта и Комиски, что этот метод нереализуем из-за трудностей в создании идеальных полубелых и получерных сфер. Во время проведения экспериментов Альберт случайно создал несколько сфер, полностью белых.
Комиски провел ряд экспериментов, заряжая и капсулируя эти белые частицы в микрокапсулы, смешанные с темным красителем. Результатом стала система микрокапсул, которые можно было наносить на поверхность и заряжать независимо друг от друга для создания черно-белых изображений. Первый патент на микроинкапсулированный электрофоретический дисплей был подан Массачусетским технологическим институтом в октябре 1996 года.
Эта научная статья была опубликована на обложке журнала Nature, что было необычным для работ студентов. Преимущества микрокапсулированного электрофоретического дисплея и его потенциал для удовлетворения практических требований электронной бумаги были обобщены в аннотации к статье в журнале Nature:
На протяжении многих лет исследователи в области отображения стремились создать гибкую и недорогую систему, которая была бы электронным аналогом бумаги… характеристики просмотра приводят к виду «чернила на бумаге». Однако такие дисплеи до сих пор страдают от короткого срока службы и сложности в производстве. Здесь мы сообщаем о синтезе электрофоретических чернил на основе микрокапсулирования электрофоретической дисперсии. Использование микрокапсулированной электрофоретической среды решает проблемы долговечности и позволяет создавать бистабильный электронный дисплей исключительно путем печати. Эта система может удовлетворить практические требования электронной бумаги.
Второй патент на микроинкапсулированный электрофоретический дисплей был подан Массачусетским технологическим институтом в марте 1997 года.
Позднее, в 1997 году, Альберт, Комиски, и Джейкобсон в соавторстве с Рассом Уилкоксом и Джеромом Рубином основали компанию E Ink Corporation за два месяца до окончания своего обучения в Массачусетском технологическом институте.
История компании E Ink
История компании E Ink Corporation (или просто «E Ink») связана с материнской компанией E Ink Holdings (EIH), тайваньским холдинговым производителем (8069.TWO). E Ink Corporation специализируется на разработке и распространении электрофоретических дисплеев, известных как электронная бумага, продаваемая под брендом E Ink. Штаб-квартира E Ink Corporation расположена в Биллерике, штат Массачусетс.
Компанию основали в 1997 году Дж. Д. Альберт и Барретт Комиски, студенты, а также Джозеф Джейкобсон (профессор Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института), Джером Рубин (соучредитель LexisNexis) и Расс Уилкокс. В 1996 году Джейкобсон и Комиски подали оригинальный патент на технологию. Через два года E Ink стала партнером Philips для разработки и продвижения этой инновационной технологии. Альберт, Комиски и Якобсен были внесены в Национальный зал славы изобретателей в мае 2016 года. В 2005 году бизнес по производству электронной бумаги и связанные патенты были проданы Philips компании Prime View International (PVI), основному партнеру из Синьчжу, Тайвань.
Внутри E Ink Corporation, Комиски руководил разработкой первого поколения электронных чернил, а Альберт занимался методами производства для массового производства дисплеев с электронными чернилами. Расс Уилкокс занимал различные должности в бизнесе и занимал пост генерального директора с 2004 по 2009 год.
1 июня 2008 года компания E Ink Corp. объявила о начальном соглашении по приобретению PVI за сумму 215 миллионов долларов, которая впоследствии, после ряда переговоров, увеличилась до 450 миллионов долларов США. Формальное завершение сделки по приобретению PVI компанией E Ink произошло 24 декабря 2009 года. Это приобретение существенно расширило масштабы производства дисплеев на электронной бумаге E Ink, так как Prime View также контролировала BOE Hydis Technology Co., Ltd и поддерживала стратегические партнерские отношения с Chi Mei Optoelectronics Corp. (теперь Chimei InnoLux Corporation, часть Hon Hai-Foxconn Group). Foxconn является единственным партнером ODM компании Netronix Inc., принадлежащей Prime View, которая является поставщиком электронных книг с панелью E Ink, а продукция конечного использования представлена различными брендами, такими как Bookeen, COOL-ER, PocketBook и другие.
После завершения сделки PVI изменила свое название на E Ink Holdings Inc. В декабре 2012 года E Ink также приобрела компанию SiPix, конкурирующую в области производства электрофоретических дисплеев.
Применение
Электронные чернила преобразуются в пленку и интегрируются в электронные дисплеи, что открывает новые возможности для использования в различных устройствах, таких как телефоны, часы, журналы, носимые устройства, электронные книги и другие.
Электронные чернила (E Ink) представляют собой технологию дисплеев, используемую в электронных книгах, электронных табло, и других устройствах для отображения текста и графики. Вот несколько областей применения электронных чернил:
- Электронные книги (e-books): Самое известное применение E Ink – в электронных книгах. Это позволяет создавать устройства, которые имеют высокую читаемость на ярком солнце, а также долгий срок работы от батареи.
- Цифровые табло и рекламные щиты: E Ink используется в цифровых табло на общественном транспорте, в местах ожидания и других общественных местах. Также эта технология применяется в рекламных щитах, где важны энергоэффективность и возможность обновления контента.
- Смарт-часы с электронным чернилами: Некоторые смарт-часы используют технологию E Ink для отображения времени и другой информации на экране, обеспечивая долгий срок службы батареи.
- Этикетки и таблички в розничных магазинах: Электронные чернила применяются для создания электронных этикеток (E-этикеток) в розничных магазинах. Это позволяет легко обновлять цены и информацию о товарах.
- Медицинские устройства: Некоторые медицинские устройства используют технологию E Ink для отображения данных и информации о пациентах.
- Информационные табло в транспорте: Электронные чернила применяются на информационных табло в общественном транспорте для отображения расписания, маршрутов и другой полезной информации.
Электронные чернила предоставляют преимущества в виде высокой читаемости при ярком свете, низкого энергопотребления и удобства обновления контента без необходимости постоянного использования энергии для поддержания изображения.
Первым мобильным телефоном с дисплеем, использующим технологию E Ink и обеспечивающим сверхнизкое энергопотребление, стал Motorola F3. Также технология E Ink применяется в клавиатуре Samsung Alias 2 для изменения ориентации читателя.
В октябре 2008 года североамериканское издание журнала Esquire выпустило ограниченный выпуск с первой в мире обложкой, в которой использовались электронные чернила. Обложка мигала текстом, изготовленным в Шанхае и доставленным в Соединенные Штаты в охлажденном состоянии. Для питания дисплея использовался встроенный аккумулятор с сроком службы до 90 дней.
В июле 2015 года New South Wales Road and Maritime Services в Сиднее, Австралия, установили дорожные знаки с использованием электронных чернил — первый случай применения этой технологии в дорожных указателях. Transport for London также проводил испытания дисплеев E Ink на автобусных остановках для предоставления расписаний, карт маршрутов и информации о поездках в режиме реального времени. Некоторые магазины Whole Foods 365 используют электронные полочные этикетки с электронными чернилами, которые можно удаленно корректировать, обновлять и дополнять информацией, например, о наличии глютена в продукте. В январе 2015 года была представлена технология E Ink Prism на выставке CES, представляющая собой бистабильные чернила в пленке, способные динамически менять цвета, узоры и дизайн с помощью архитектурных продуктов. Кроме того, дисплеи E Ink можно сделать гибкими.
С того времени E Ink установила сотрудничество с различными компаниями, включая Sony, Ledger, Motorola и Amazon. Технология E Ink «Vizplex» была внедрена в устройства Sony Reader, MOTOFONE F3, Barnes & Noble Nook, Kindle, txtr Beagle и Kobo eReader. Технология E Ink «Pearl», утверждается, обеспечивает на 50% лучший коэффициент контрастности и используется в моделях Kindle 2011–2012 годов, Barnes & Noble Nook Simple Touch, Kobo Touch и Sony PRS-T1. Кроме того, технология E Ink Carta применяется в Kindle Paperwhite (2-го и 3-го поколения), Kindle Voyage, Kobo Glo HD, Kobo Aura H2O и Kindle Oasis.
Версии E Ink
E Ink Vizplex, первое поколение дисплеев E Ink, было анонсировано в мае 2007 года.
E Ink Pearl, представляющий второе поколение дисплеев E Ink, был объявлен в июле 2010 года. Обновленное устройство Amazon Kindle DX стало первым, использующим этот экран, а также Kindle Keyboard, Kindle 4 и Kindle Touch также были оснащены дисплеем Pearl. Amazon до сих пор использует эту технологию в устройствах Kindle, за исключением серий Paperwhite, Voyage и Oasis. Sony также включила этот дисплей в свой последний Sony Reader Touch. Этот тип дисплея также применяется в Nook Simple Touch, Kobo eReader Touch, Kobo Glo, Onyx Boox M90, X61S и Pocketbook Touch.
E Ink Mobius — это гибкий дисплей E Ink с использованием пластиковой объединительной платы, что делает его устойчивым к небольшим ударам и изгибам. Продукты, использующие его, включают Sony Digital Paper DPT-S1, Pocketbook CAD Reader Flex, Dasung Paperlike HD и Onyx Boox MAX 3.
E Ink Triton, анонсированный в ноябре 2010 года, представляет собой цветной дисплей, который легко читается при ярком освещении и способен отображать 16 оттенков серого и 4096 цветов. Эта технология используется в продуктах, таких как цветная электронная книга Hanvon, JetBook Color от Ectaco и PocketBook Color Lux от PocketBook.
E Ink Triton 2 — последнее поколение цветных дисплеев E Ink Triton. Электронные книги с этой технологией появились в 2013 году, включая Ectaco Jetbook Color 2 и Pocketbook Color Lux.
E Ink Carta, анонсированная в январе 2013 года, имеет разрешение 768 на 1024 на 6-дюймовых дисплеях и плотность пикселей 212 ppi. Она используется в Kindle Paperwhite 1-го (2012 г.) и 2-го (2013 г.) поколений, Pocketbook Touch Lux 3 (2015 г.), и Kobo Nia (2020 г.).
E Ink Carta HD имеет разрешение 1080 на 1440 на 6-дюймовом экране с плотностью 300 пикселей на дюйм. Этот дисплей используется в Kindle Voyage (2014 г.), Tolino Vision 2 (2014 г.), Kindle Paperwhite 3-го и 4-го поколения (2015 и 2018 гг.), Kobo Glo HD (2015), Nook Glowlight Plus (2015), Cybook Muse Frontlight, Kindle Oasis (2016), PocketBook Touch HD (2016), PocketBook Touch HD 2 (2017) и Kobo Clara HD (2018).
Исходный дисплей E Ink Carta был переименован в Carta 1000, а усовершенствования Carta 1100 и Carta 1200 улучшили время отклика и контрастность дисплея. Более поздние усовершенствования в Carta 1250 снова улучшили время отклика и контрастность.
Дисплеи E Ink Carta и Carta HD поддерживают технологию Regal waveform, которая снижает необходимость обновления страниц.
E Ink Spectra — это трехпигментный дисплей, использующий микрочашки с тремя пигментами в каждой. Этот тип дисплея доступен для розничной торговли и применяется в электронных ценниках. На данный момент он производится с использованием черных, белых и красных или черных, белых и желтых пигментов.
Advanced Color ePaper (ACeP) от E Ink был представлен в мае 2016 года. Этот дисплей содержит четыре пигмента в каждой микрокапсуле или микрочашке, что устраняет необходимость в цветных фильтрах. Используемые пигменты — голубой, пурпурный, желтый и белый — позволяют отображать полную цветовую гамму и до 32 000 цветов. Начав с ориентации на рынок вывесок для магазинов, где использовались 20-дюймовые дисплеи с разрешением 1600 на 2500 пикселей при 150 ppi и двухсекундной частотой обновления, начал поставляться для вывесок в конце 2018 года. Он также производится серийно для электронных книг под названием E Ink Gallery 3. Первые ридеры начали поставляться в 2023 году.
E Ink Kaleido, первоначально анонсированный в декабре 2019 года как «Print Color», является первым представителем нового поколения цветных дисплеев, основанных на одном из дисплеев E Ink в оттенках серого со слоем цветового фильтра. E Ink Kaleido использует пластиковый слой цветового фильтра, в отличие от стеклянного слоя, применяемого в дисплеях семейства E Ink Triton. Kaleido Plus и Kaleido 3 были выпущены в 2021 году и 2023 году соответственно, что еще больше улучшило производительность и плотность пикселей.
E Ink Carta 1200 был анонсирован в 2021 году. Это усовершенствованная версия Carta с более высокой контрастностью и более быстрыми обновлениями; см. E Ink Carta о семье в целом. Контрастность готового продукта зависит от всего набора панелей, включая сенсорный датчик и переднюю подсветку (если она имеется).