Czym jest E-papier? Ewolucja technologii

„To nie to samo, co prawdziwy, pachnący papier, wolę książki niż jakiś tablet” – podobne do tej wypowiedzi dało się słyszeć kilkanaście lat temu, gdy czytniki e-booków wykorzystujące technologię e-papieru dopiero zaczynały istnieć w świadomości konsumentów. Tak jak kiedyś wyciągnięcie takiego urządzenia w przestrzeni publicznej intrygowało i przyciągało uwagę, tak dzisiaj posiadanie czytnika z e-papierowym wyświetlaczem nikogo już specjalnie nie dziwi.

Kwestią czasu było zanim moduły EPD (Electronic Paper Display) trafią również do aplikacji przemysłowych. Z początku dość drogie i funkcjonujące raczej w kategoriach ciekawostek widywane są teraz w przestrzeni miejskiej coraz częściej. Rozwiązania EPD znajdą zastosowanie wszędzie tam, gdzie ważna jest minimalizacja poboru prądu przez wyświetlacz – szczególnie w systemach digital signage.

Kalifornia – nie tylko Apple, czyli początki papieru elektronicznego

Podejść do próby opowiedzenia historii e-papieru można by podjąć przynajmniej kilka. Ta najbardziej przekrojowa i wyczerpująca temat zaczynałaby się pewnie od początków zwykłego papieru jeszcze w starożytnych Chinach. Szczęściem, w naszym przypadku nie ma potrzeby sięgania aż tak daleko – lata siedemdziesiąte ubiegłego wieku w zupełności wystarczą.

Wtedy właśnie powstała pierwsza wersja technologii, którą moglibyśmy określić dziś mianem „e-papieru”. Jej twórcą był Nick Sheridon z kalifornijskiego Xerox’s Palo Alto Research Center, a została opatentowana pod nazwą Gyricon. Jej głównym założeniem było sprawienie, aby umieszczone w przeźroczystym, silikonowym arkuszu mikroskopijne, dwukolorowe – w połowie białe, a w połowie czarne – polietylenowe kulki swobodnie się obracały i eksponowały dany kolor. Osiągnięto to przez zawieszenie ich w oleju oraz odpowiednie namagnesowanie, biała strona kulki miała ładunek dodatni, a czarna – ujemny. Dzięki temu każda z nich reagowała na pole elektryczne przyłożone do danego miejsca arkusza. Umożliwiało to manipulowanie ruchem kulek i wyświetlanie konkretnego obrazu przez obrót ich czarną połową w stronę powierzchni ekranu.

Jacobson i powstanie firmy E Ink

Kolejnym krokiem w ewolucji e-papieru było rozwiązanie opracowane przez Josepha Jacobsona, niezwykle ważnej postaci w kontekście całej historii wyświetlaczy EPD. Metoda ta, znana jako Vizplex, została wdrożona w ramach pierwszej generacji technologii firmy E Ink – założonej między innymi przez Jacobsona i działającej po dziś dzień. Obecny światowy lider technologii e-papieru zastąpił dwukolorowe kulki tysiącami kapsułek wypełnionych przejrzystą cieczą oraz czarnymi i białymi pigmentami.

Podobnie jak w przypadku rozwiązania Sheridona, kolorowe drobiny wewnątrz kapsułek były naładowane elektrycznie (ponownie, białe dodatnio, a czarne ujemnie) co umożliwiało ich przemieszczanie się pod wpływem prądu, a przez to uzyskiwanie pożądanego obrazu. Szklany ekran, stosowany we wcześniejszych wersjach urządzeń został zastąpiony powłoką z elastycznego tworzywa sztucznego – tak powstała pierwsza iteracja technologii papieru elektronicznego jaką znamy dzisiaj i jaka wciąż jest rozwijana przez E Ink.

Ewolucja e-papieru

Jednym z kierunków badań nad e-papierem jest między innymi stałe wprowadzanie nowych rozwiązań pozwalających na wyświetlanie innych kolorów niż tylko czarny i biały, co już zresztą ma miejsce – dostępne są już ekrany wykorzystujące trzy, cztery lub nawet więcej pigmentów, co wielokrotnie zwiększa możliwości wykorzystania tej technologii.

Od elektronicznych metek i cenówek, przez wspomniane już na początku czytniki e-booków – (kolor zostałby przywitany szczególnie serdecznie przez fanów komiksów) aż po powierzchnie reklamowe, billboardy czy nawet jako architektoniczny element dekoracyjny. Z ciekawych realizacji warto wspomnieć o elektronicznych identyfikatorach biurowych wykorzystujących e-papierowe wyświetlacze oraz technologię NFC, a także niewielkich wyświetlaczach EPD umieszczanych w komunikacji miejskiej na uchwytach-rączkach, które stanowią dodatkową przestrzeń dla potencjalnych reklamodawców.

Koszty projektów wykorzystujących wyświetlacze e-papierowe stale maleją. Rozwiązania EPD są także rozwijane w zakresie płynnego procesu odświeżania obrazu, co znacząco niweluje ghosting, czyli pozostałości treści z poprzedniej strony po odświeżeniu obrazu. Pozwala to nawet na odtwarzanie prostych animacji – na jednej z imprez targowych Unisystem pokazał przygodę Kota Simona na jednym z wyświetlaczy od E Inka:

W miarę upływu czasu i rozwoju technologii pojawiają się nowe możliwości jej wykorzystania, coraz bardziej przypominające takie, które spodziewamy się znaleźć bardziej w literaturze fantastyczno-naukowej, niż w otaczającym nas świecie.

Powszechny papier elektroniczny – science-fiction, czy już rzeczywistość?

Ten gatunek literacki został tu wspomniany nieprzypadkowo. Sposób w jaki wykorzystujemy dziś rozwiązania EPD pokrywa się z wizją Stanisława Lema z książki pt. „Powrót z gwiazd” wydanej w 1961 roku. Autor zaskakująco trafnie przewidział powstanie czytników e-booków prawie 10 lat przed powstaniem pierwszej wersji technologii e-papieru:

„Książki to były kryształki z utrwaloną treścią. Czytać można je było przy pomocy optonu. Był nawet podobny do książki, ale o jednej, jedynej stronicy między okładkami. Za dotknięciem pojawiały się na niej kolejne karty tekstu.”

Rozwiązania oparte na papierze elektronicznym będą zawsze przypominały wyglądem zwykłą kartkę papieru, co sprawia, że treści będą doskonale widoczne zarówno w świetle naturalnym, jak i sztucznym. Nocą konieczne będzie doświetlenie treści, gdyż takie wyświetlacze nie świecą swoim światłem, jak np. wyświetlacze OLED czy LCD TFT.

E-papier jest także energooszczędny – wymaga tylko niewielkiej mocy w momencie samej zmiany treści, która pozostaje na wyświetlaczu już bez dalszego poboru prądu. Brak matrycy ciekłokrystalicznej nie ogranicza w żaden sposób kątów widzenia, a niewielka grubość i waga modułów sprzyja zastosowaniu tego typu rozwiązania w bardziej niekonwencjonalnych i wymagających projektach.

Technologia EPD nie jest jeszcze tak przystępna jak LCD, to jednak tylko kwestia czasu. Dzięki ciągłemu rozwojowi e-papierowych wyświetlaczy, na pewno będą one widywane coraz częściej, w coraz bardziej zaawansowanych i przez to ciekawszych wdrożeniach. Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak najlepiej wykorzystać e-papier w Twoim projekcie?

Jeżeli potrzebujesz więcej informacji – Skontaktuj się z nami.