Od E-papieru po E-książki

Pomysł elektronicznego papieru narodził się już w 1970 roku. Autorem terminu „e-papier” jak i jego wynalazcą jest Nicholas Sheridon, który w tamtym okresie pracował nad wyświetlaczami imitującymi kartkę papieru ^[1]. Jednakże szybki rozwój technologii ekranów ciekłokrystalicznych (LCD) na wiele lat opóźnił postęp w tym kierunku.

Rys.1 Mikrokapsułki E-ink wypełnione barwnikiem są wyraźnie widoczne nawet w bardzo dużym powiększeniu

Nicholas Sheridon opracował model e-papieru znany pod nazwą Gyricon ^[1]. Stanowiły go mikroskopijne kulki magnetyczne zawarte między dwiema cienkimi foliami, z których jedna była zdolna do przewodzenia prądu. Kulki te z jednej strony były czarne a z drugiej białe. Po przyłożeniu punktowego pola elektrycznego przy pomocy „elektronicznego pisaka” kulki obracały się czarną stroną do powierzchni papieru. „Zmazanie zapisu” następowało po przyłożeniu silnego pola elektrycznego do całej „kartki”, co powodowało obrócenie się wszystkich kulek białą stroną ku powierzchni papieru ^[2].

Gwałtowny rozwój e-atramentu stał się możliwy dzięki zastosowaniu mikrosfer polimerowych, w których umieszczano naładowane cząstki barwnika. Model ten został zaproponowany przez Josepha Jacobsona w latach 90. XX wieku ^[2], który założył firmę E Ink. Technologia Jacobsona oparta jest na zjawisku elektroforezy, czyli ruchu cząstek w naładowanym polu elektrycznym. Miliony przezroczystych mikrosfer polimerowych wypełnionych olejem i zawierających mikroskopijne cząsteczki barwnika są umieszczane pomiędzy elektrodami. Przednia, przezroczysta elektroda jest wspólna dla wszystkich komórek wyświetlacza, zaś tylna grafitowa – osobna dla każdego segmentu. Wyświetlacz sterowany jest przez specjalny układ elektroniczny. Zmiana obserwowanej barwy każdej mikrosfery jest wywołana impulsem elektrycznym na tylnej elektrodzie, który wymusza odpowiednią orientację cząsteczek barwnika w polu elektrycznym. W ten sposób bez problemu uzyskujemy pożądany tekst lub obraz [3-5].

Rys.2 Zasada działania wyświetlacza w technologii E Ink

Filmik wyjaśniający zasadę działania technologii E Ink można obejrzeć pod linkiem: https://www.youtube.com/watch?v=Oqu1–AzM7U&feature=youtu.be

Zalety e-papieru

Technologia E Ink bazuje na zjawisku odbicia światła, a nie jego emisji. Wysoki kontrast z zachowaniem głębokiej czerni i neutralnej bieli gwarantuje doskonałą jakość obrazu w każdym oświetleniu. Długotrwałe wpatrywanie się w monitor komputera jest męczące i może powodować znaczne pogorszenie wzroku. Jest to tzw. efekt suchego oka, typowy dla wyświetlaczy LCD. Ta sytuacja nie ma miejsca w przypadku technologii e-papieru, dlatego też e-czytniki zyskują coraz to większą popularność.

W chwili obecnej czytniki e-ksiażek posiadają duży rozmiar wbudowanej pamięci. Pozwala to na przechowywanie wielu elektronicznych publikacji. Ponadto czytelność e-papieru jest doskonała w pełnym słońcu, podczas gdy większość wyświetlaczy LCD wymaga przesłonięcia ekranu w celu dostrzeżenia obrazu ^[3]. Tak więc możemy cieszyć się ulubioną książką nawet na świeżym powietrzu.

Atrakcyjność e-papieru potęgują jego parametry: grubość (zwykle ok. 2mm, niektóre tylko 0,3 mm), masa (od kilku do kilkudziesięciu gram). Inteligentna kartka jest elastyczna- można ją zwijać i zginać. Czas odświeżania obrazu to kilkadziesiąt milisekund (10-25 ms). Niezwykle wytrzymała bateria pozwala na wyświetlenie do 800 stron różnych formatów tekstu i obrazu, gdyż raz wyświetlony obraz utrzymuje się bez zużywania dodatkowej energii na jego podtrzymanie.

Rys.3 Czytnik z wyświetlaczem wykorzystującym technologię e-papieru

Istotna jest też kwestia ekologii – miliony drzew wycinane są codziennie do produkcji papieru. Prezentowana technologia nie ustępuje w niczym tradycyjnemu papierowi, a nawet go przewyższa, a w dodatku nie wymaga zerwania choćby nawet gałązki.

Opracowała: Ilona Sadok

Korekta: Karol Madejczyk