E-papier (EPD) – potencjał technologii, wyzwania projektowe i kompetencje zespołu Unisystemu

E-papier kojarzony jest przede wszystkim z czytnikami książek elektronicznych, jednak możliwości tej technologii wykraczają daleko poza elektronikę konsumencką. Wyświetlacze EPD (Electronic Paper Display, e-paper) znajdują zastosowanie również w rozwiązaniach komercyjnych i przemysłowych. W Unisystemie od lat pracujemy z technologią e-papieru – zarówno dystrybuując wyświetlacze renomowanych producentów, jak i opracowując customizowane rozwiązania dostosowane do wymagań klientów. Na bazie zdobytych doświadczeń stworzyliśmy własne moduły USEC i USEM, wykorzystujące technologię EPD.

W artykule przybliżamy zasadę działania technologii e-papieru, jej możliwości i ograniczenia, a także wyzwania związane z integracją wyświetlaczy EPD. Pokazujemy również, jak wykorzystujemy nasze doświadczenie projektowe, aby wspierać klientów w opracowywaniu i wdrażaniu rozwiązań opartych na tej technologii.

Czym jest e-papier (EPD)?

EPD, czyli Electronic Paper Display, to technologia wyświetlania informacji, której charakterystyczną cechą jest sposób prezentowania obrazu zbliżony do tradycyjnego papieru.

W przeciwieństwie do wyświetlaczy LCD-TFT, które zazwyczaj wykorzystują podświetlenie LED, oraz wyświetlaczy OLED, których piksele samodzielnie emitują światło, e-papier jest technologią refleksyjną. Do obserwacji prezentowanego obrazu niezbędne jest światło zewnętrzne, odbijane od powierzchni wyświetlacza.

Istotną właściwością większości wyświetlaczy EPD jest również bistabilność, czyli zdolność do utrzymywania obrazu bez ciągłego zasilania matrycy. Energia elektryczna potrzebna jest przede wszystkim do zmiany prezentowanych treści. Dzięki temu technologia ta sprawdza się szczególnie dobrze w aplikacjach, w których informacje aktualizowane są okresowo, np. co kilka minut, godzin lub nawet dni.

W zależności od konstrukcji i przeznaczenia dostępne są wyświetlacze monochromatyczne, moduły prezentujące kilka wybranych kolorów oraz bardziej zaawansowane rozwiązania umożliwiające wyświetlanie wielobarwnych grafik. Poszczególne warianty różnią się nie tylko możliwościami wizualnymi, ale także sposobem sterowania, czasem odświeżania i wymaganiami integracyjnymi.

Jak działa e-papier?

Podstawą działania większości wyświetlaczy EPD jest elektroforeza, czyli przemieszczanie się naładowanych elektrycznie cząstek pigmentu w cieczy pod wpływem pola elektrycznego.

W klasycznych monochromatycznych wyświetlaczach stosuje się mikroskopijne kapsułki lub komórki wypełnione przezroczystą cieczą, w której znajdują się czarne i białe cząstki pigmentu o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Pod wpływem przyłożonego napięcia cząstki przemieszczają się. W zależności od tego, który pigment znajduje się bliżej powierzchni, poszczególne piksele przyjmują barwę białą lub czarną. Odpowiednie sterowanie cząstkami pozwala również uzyskiwać odcienie szarości, umożliwiając prezentowanie bardziej złożonych obrazów.

W przypadku kolorowego e-papieru stosuje się kilka technologii umożliwiających prezentowanie wielobarwnych obrazów, opartych na odmiennych metodach uzyskiwania kolorów. Przyjrzyjmy się im na przykładzie rozwiązań firmy E Ink.

E Ink Kaleido

Technologia ta wykorzystuje dodatkową warstwę filtrów kolorów RGB umieszczoną na monochromatycznej matrycy EPD. W najnowszych generacjach, np. Kaleido 3, możliwe jest wyświetlanie 4096 kolorów. Zastosowanie filtrów wpływa jednak na parametry optyczne wyświetlacza, w tym jasność odbiciową i rozdzielczość obrazu kolorowego.

E Ink Spectra

E Ink ACeP (Advanced Color ePaper)

Zalety i wady e-papieru

Podobnie jak LCD-TFT czy OLED, technologia EPD ma swoje zalety i ograniczenia. Ich znaczenie zależy przede wszystkim od sposobu wykorzystania wyświetlacza i warunków jego pracy.

Zalety e-papieru

• Bardzo niski pobór energii – dzięki bistabilności obraz pozostaje widoczny bez konieczności ciągłego zasilania matrycy. Pozwala to ograniczyć zużycie energii, szczególnie w urządzeniach, w których informacje są rzadko aktualizowane.
• Szerokie kąty obserwacji – prezentowane informacje pozostają czytelne z różnych kierunków, co ma znaczenie m.in. w systemach informacji publicznej.
• Wysoka czytelność w świetle dziennym – refleksyjny charakter wyświetlacza zapewnia dobrą widoczność treści nawet przy silnym nasłonecznieniu, bez konieczności stosowania podświetlenia. Umożliwia również projektowanie cienkich konstrukcji.
• Możliwość zasilania bateryjnego – niskie zapotrzebowanie na energię sprzyja projektowaniu urządzeń mobilnych, bezprzewodowych i autonomicznych, które mogą pracować przez długi czas bez wymiany lub ładowania baterii.
• Dobra czytelność statycznych treści – technologia EPD sprawdza się szczególnie dobrze w prezentowaniu tekstu, oznaczeń, schematów i grafik, które pozostają na ekranie przez dłuższy czas.

Wady e-papieru

• Dłuższy czas odświeżania obrazu – aktualizacja treści trwa dłużej niż w przypadku wyświetlaczy LCD-TFT czy OLED, co ogranicza zastosowanie e-papieru w urządzeniach wymagających częstych zmian obrazu lub prezentowania dynamicznych treści.
• Możliwość występowania ghostingu – po aktualizacji obrazu na ekranie mogą pozostawać ślady wcześniej wyświetlanych treści. Ograniczanie tego zjawiska wymaga odpowiedniego doboru i konfiguracji kontrolera oraz trybów odświeżania.
• Zależność czytelności od oświetlenia zewnętrznego – w ciemności wyświetlacz wymaga dodatkowego źródła światła, np. systemu frontlight.
• Ograniczenia temperaturowe – skrajnie niska lub wysoka temperatura otoczenia może wpływać na działanie e-papieru, w tym na czas odświeżania obrazu.
• Podatność na uszkodzenia mechaniczne – moduły wykorzystujące szklane podłoże są wrażliwe na nacisk, zginanie i naprężenia, dlatego wymagają odpowiedniego zabezpieczenia podczas montażu i eksploatacji.
• Ograniczenia w odwzorowaniu kolorów – pomimo rozwoju kolorowego e-papieru jego możliwości w zakresie nasycenia i liczby odwzorowywanych barw mogą być mniejsze niż w przypadku technologii LCD-TFT czy OLED.

Zastosowania e-papieru

Charakterystyczne właściwości technologii EPD sprawiają, że znajduje ona zastosowanie wszędzie tam, gdzie ważniejsze od częstotliwości odświeżania są czytelność informacji, energooszczędność i możliwość długotrwałego prezentowania statycznych treści.

Jednym z najpopularniejszych obszarów wykorzystania e-papieru jest handel. Elektroniczne etykiety cenowe pozwalają centralnie zarządzać informacjami o produktach, bez konieczności ręcznej wymiany tradycyjnych oznaczeń. Większe wyświetlacze EPD wykorzystywane są również do prezentowania promocji, komunikatów i materiałów reklamowych.

W transporcie publicznym e-papier sprawdza się w elektronicznych rozkładach jazdy, tablicach przystankowych i systemach informacji pasażerskiej. Jego zaletą jest wysoka czytelność w świetle dziennym oraz możliwość ograniczenia zużycia energii, co ma znaczenie szczególnie w przypadku instalacji autonomicznych.

Kolejnym obszarem wykorzystania e-papieru są zastosowania przemysłowe i IoT, m.in. urządzenia pomiarowe, systemy monitorowania parametrów, identyfikatory, oznaczenia stanowisk czy etykiety logistyczne. Wyświetlacze EPD umożliwiają prezentowanie wyników pomiarów, statusów urządzeń oraz informacji eksploatacyjnych bez konieczności ciągłego zasilania matrycy. Technologia ta znajduje zastosowanie również w inteligentnych budynkach, biurach, placówkach medycznych i instytucjach publicznych, np. jako elektroniczne oznaczenia pomieszczeń, tablice informacyjne czy systemy rezerwacji sal.

E Ink Kaleido – kolorowy e-papier do bardziej rozbudowanych treści

W aplikacjach, w których sam tekst lub obraz monochromatyczny nie wystarcza, warto rozważyć wyświetlacze wykorzystujące technologię E Ink Kaleido. Jej charakterystyczną cechą jest połączenie monochromatycznej warstwy elektroforetycznej z filtrem kolorów RGB. Dzięki temu możliwe jest prezentowanie wielobarwnych grafik przy zachowaniu najważniejszych właściwości e-papieru, w tym niskiego zapotrzebowania na energię podczas wyświetlania statycznych treści.

Przykładowo E Ink Kaleido 3 umożliwia prezentację 4096 kolorów, a w wybranych modułach oferuje rozdzielczość 300 PPI dla obrazu monochromatycznego i 150 PPI dla obrazu kolorowego. Takie rozwiązanie znajduje zastosowanie m.in. czytnikach publikacji elektronicznych, w których kolor służy do wyróżniania określonych elementów. Może to być szczególnie przydatne przy prezentowaniu wykresów, map, diagramów i komunikatów wymagających wizualnego rozróżnienia informacji. Należy jednak uwzględnić, że obecność filtra kolorów wpływa na właściwości optyczne wyświetlacza. W porównaniu z monochromatycznym EPD obraz kolorowy może charakteryzować się niższą jasnością odbiciową, rozdzielczością efektywną i nasyceniem barw.

Sharp i kolorowy e-papier w formacie A2

Rozwój technologii EPD pozwala również tworzyć coraz większe wyświetlacze, które mogą zastępować tradycyjne drukowane materiały informacyjne. Przykładem jest model LP285A6NW01 od Sharpa, czyli 28,5-calowy wyświetlacz e-papierowy odpowiadający formatowi A2. Moduł oferuje rozdzielczość 2160 × 3060 pikseli i wykorzystuje technologię E Ink Spectra 6, pozwalającą na prezentację wielobarwnych treści. Dzięki dużej powierzchni aktywnej i refleksyjnemu charakterowi ekranu rozwiązanie to może znaleźć zastosowanie m.in. w systemach informacyjnych i reklamowych (cyfrowe plakaty).

Więcej informacji o parametrach i zastosowaniach tego rozwiązania przedstawiamy w artykule Kolorowy e-papier w formacie A2. Nowe rozwiązanie od Sharpa.

Wyzwania związane z wykorzystaniem technologii EPD

Wdrożenie technologii EPD w urządzeniu końcowym wiąże się z określonymi wyzwaniami technologicznymi i biznesowymi. Ich uwzględnienie już na etapie projektowania pozwala ograniczyć ryzyko problemów podczas integracji oraz późniejszej eksploatacji urządzenia.

Temperatura pracy

Jednym z głównych ograniczeń technologii EPD jest jej wrażliwość na temperaturę. Wiele standardowych modułów działa w zakresie temperatur od 0°C do +50°C. Dostępne są jednak również wyświetlacze zaprojektowane do pracy w szerszym zakresie temperatur, z granicami roboczymi rozciągającymi się od −15°C do +65°C lub od −20°C do +65°C, w zależności od typu wyświetlacza. Na przykład wybrane moduły EPD o przekątnej 31,2 cala mogą pracować w temperaturach od −15°C do +65°C. Należy jednak pamiętać, że dopuszczalny zakres temperatur roboczych oraz obsługiwane tryby odświeżania różnią się w zależności od modelu i należy je zweryfikować na podstawie dokumentacji technicznej danego modelu.

Niskie temperatury mogą spowolnić ruch cząstek pigmentu, co skutkuje wydłużeniem czasu odświeżania lub ograniczeniem dostępności niektórych trybów pracy. Z kolei wysokie temperatury mogą negatywnie wpłynąć na jakość obrazu, a przekroczenie określonych limitów roboczych może nawet spowodować trwałe uszkodzenie wyświetlacza.

W przypadku zastosowań na zewnątrz mogą być konieczne dodatkowe rozwiązania w zakresie zarządzania temperaturą, aby utrzymać wyświetlacz w dopuszczalnym zakresie temperatur roboczych. W niskich temperaturach mogą to być między innymi grzejniki z regulacją temperatury oraz odpowiednia izolacja termiczna. Aby zapobiec nadmiernemu gromadzeniu się ciepła, zwłaszcza pod wpływem bezpośredniego nasłonecznienia, konieczne może być zastosowanie radiatorów, wentylatorów zapewniających wymuszoną cyrkulację powietrza lub innych rozwiązań chłodzących. Jednak te dodatkowe elementy zwiększają złożoność konstrukcji i mogą również wpływać na zużycie energii oraz całkowity koszt urządzenia.

Dodatkowe oświetlenie

Wyświetlacze EPD wykorzystują światło otoczenia, dlatego ich czytelność zależy od warunków oświetleniowych. W intensywnym świetle dziennym prezentowane treści pozostają dobrze widoczne, jednak w ciemności lub słabo oświetlonych pomieszczeniach konieczne może być zastosowanie dodatkowego źródła światła. Ma to szczególne znaczenie w urządzeniach przeznaczonych do całodobowej pracy, np. w systemach informacji pasażerskiej.

Jednym z rozwiązań jest system frontlight, który w przeciwieństwie do podświetlenia stosowanego w wyświetlaczach LCD-TFT oświetla ekran od strony obserwatora. Zazwyczaj wykorzystuje się w nim diody LED umieszczone przy krawędziach wyświetlacza oraz specjalną warstwę światłowodzącą, która rozprowadza światło po jego powierzchni. Takie rozwiązanie umożliwia odczytywanie informacji również w ciemności, bez zmiany refleksyjnego charakteru technologii EPD.

Alternatywą jest zastosowanie zewnętrznych źródeł światła, np. opraw LED zamontowanych nad wyświetlaczem lub w jego bezpośrednim otoczeniu. W takim przypadku istotne jest odpowiednie rozmieszczenie elementów oświetleniowych, aby zapewnić równomierne oświetlenie powierzchni ekranu, ograniczyć powstawanie cieni i uniknąć odbić utrudniających odczytywanie informacji. Dobór sposobu oświetlenia powinien uwzględniać warunki pracy urządzenia, wymagania dotyczące czytelności oraz możliwości integracji mechanicznej. Zastosowanie systemu frontlight może zwiększać grubość i złożoność konstrukcji, natomiast zewnętrzne oświetlenie wymaga odpowiedniego rozmieszczenia dodatkowych komponentów. W obu przypadkach należy również uwzględnić wzrost poboru energii, który może mieć szczególne znaczenie w urządzeniach zasilanych bateryjnie lub autonomicznych.

Odporność mechaniczna

Kolejnym wyzwaniem jest podatność wyświetlaczy EPD na uszkodzenia mechaniczne. Wiele modułów wykorzystuje cienkie szklane podłoże, które może ulec uszkodzeniu pod wpływem nacisku, zginania, uderzeń lub naprężeń powstających podczas montażu. Problem ten jest szczególnie istotny w przypadku wyświetlaczy o większych przekątnych, których duża powierzchnia i niewielka grubość utrudniają bezpieczną integrację. Dostępne są również konstrukcje wykorzystujące elastyczne podłoża, jednak także one wymagają odpowiedniego zabezpieczenia.

Istotną rolę odgrywa właściwe zaprojektowanie konstrukcji mechanicznej, która chroni wyświetlacz przed uszkodzeniami i zapewnia jego stabilne zamocowanie w urządzeniu. W zależności od aplikacji można zastosować dodatkowe szkło ochronne, odpowiednio dobraną ramę montażową, elastyczne przekładki lub elementy amortyzujące wstrząsy i drgania. Należy również uwzględnić sposób podparcia modułu, rozmieszczenie punktów mocowania oraz tolerancje wymiarowe poszczególnych komponentów. Ma to znaczenie dla ograniczenia naprężeń przenoszonych na wyświetlacz zarówno podczas montażu, jak i późniejszej eksploatacji.

Dodatkowym rozwiązaniem może być bonding optyczny (optical bonding), czyli połączenie powierzchni wyświetlacza ze szkłem ochronnym za pomocą przezroczystego materiału optycznego. Odpowiednio zaprojektowana integracja zwiększa sztywność całego modułu i pozwala ograniczyć ryzyko uszkodzeń mechanicznych. Wyeliminowanie szczeliny powietrznej między warstwami zmniejsza również odbicia wewnętrzne oraz ryzyko gromadzenia się wilgoci i zanieczyszczeń w tej przestrzeni. Dobór zabezpieczeń powinien uwzględniać warunki eksploatacji urządzenia, w tym możliwość występowania wstrząsów, drgań, nacisku na powierzchnię ekranu czy przypadkowych uderzeń. Szczególnie w przypadku urządzeń dostępnych publicznie odpowiednia konstrukcja mechaniczna ma kluczowe znaczenie dla trwałości i niezawodności całego rozwiązania.

Sterowanie i odświeżanie obrazu

Sterowanie wyświetlaczem EPD jest bardziej złożone niż w przypadku wielu innych technologii wyświetlania. Wynika to ze sposobu tworzenia obrazu, który wymaga precyzyjnego przemieszczania cząstek pigmentu. Proces ten odbywa się za pomocą odpowiednio dobranych sekwencji impulsów napięciowych (waveforms), których przebieg i czas trwania zależą m.in. od rodzaju wyświetlacza, temperatury pracy oraz sposobu aktualizacji prezentowanych treści.

Istotną rolę odgrywa odpowiednio dobrany kontroler EPD, odpowiedzialny za zarządzanie procesem odświeżania obrazu. W zależności od zastosowanego panelu może on obsługiwać różne tryby pracy, w tym pełne odświeżanie ekranu (full refresh), aktualizację wybranego obszaru (partial refresh) lub przyspieszone odświeżanie (fast refresh). Poszczególne tryby różnią się czasem aktualizacji, jakością uzyskiwanego obrazu i sposobem realizacji zmian.

Głównym wyzwaniem jest znalezienie równowagi między szybkością odświeżania a jakością obrazu. Częste korzystanie z trybów przyspieszonego lub częściowego odświeżania może prowadzić do ghostingu, czyli pozostawania na ekranie śladów wcześniej wyświetlanych treści. Zjawisko to można ograniczać poprzez odpowiednią konfigurację sterowania i okresowe wykonywanie pełnego odświeżania ekranu. Takie działanie pozwala poprawić jakość obrazu, ale wymaga więcej czasu i może powodować charakterystyczne migotanie. Dlatego integracja EPD wymaga nie tylko doboru kompatybilnego kontrolera, ale również odpowiedniego przygotowania elektroniki i oprogramowania sterującego. Kluczowe znaczenie ma wykorzystanie sekwencji sterujących właściwych dla danego panelu, dobór obsługiwanych trybów odświeżania oraz ustalenie częstotliwości aktualizacji treści. Konieczne jest także uwzględnienie wpływu temperatury na przebieg tego procesu. Odpowiednia konfiguracja i testy pozwalają ograniczyć występowanie ghostingu oraz dostosować sposób działania wyświetlacza do wymagań konkretnej aplikacji.

MOQ i opłacalność projektu

Wdrożenie wyświetlacza EPD wiąże się również z wyzwaniami biznesowymi, dotyczącymi przede wszystkim dostępności komponentów, kosztów opracowania rozwiązania oraz organizacji produkcji. W przypadku technologii e-papieru szczególnie istotne są minimalne wielkości zamówień, które mogą stanowić barierę dla projektów realizowanych na mniejszą skalę.

Producenci wyświetlaczy określają zazwyczaj MOQ (Minimum Order Quantity), czyli minimalną liczbę sztuk, jaką należy zamówić w ramach danego projektu lub partii produkcyjnej. Wymagania te wynikają z ekonomiki produkcji, w tym kosztów przygotowania linii technologicznej, zamówienia materiałów i komponentów oraz organizacji procesu wytwarzania. W przypadku wyświetlaczy EPD minimalne wielkości zamówień bywają bardziej restrykcyjne niż w przypadku wielu modułów LCD-TFT, choć zależy to od producenta, konkretnego modelu i zakresu modyfikacji.

Szczególnie wymagające są projekty zakładające opracowanie niestandardowego wyświetlacza EPD, np. o indywidualnych wymiarach, kształcie lub parametrach. Takie rozwiązania mogą wymagać przygotowania dedykowanych narzędzi produkcyjnych, przeprowadzenia dodatkowych prac inżynierskich oraz testów. Wiąże się to z kosztami jednorazowymi, określanymi jako NRE (Non-Recurring Engineering), które należy uwzględnić w budżecie projektu. Przy niewielkich wolumenach rozłożenie tych nakładów na ograniczoną liczbę urządzeń może znacząco podnieść ich koszt jednostkowy, czyniąc przedsięwzięcie nieopłacalnym zarówno dla producenta wyświetlacza, jak i jego odbiorcy.

Znaczenie ma również dostępność komponentów w perspektywie całego cyklu życia produktu. W projektach przemysłowych urządzenia są często produkowane i eksploatowane przez wiele lat, dlatego już na etapie projektowania należy zweryfikować możliwość regularnych dostaw wybranego modelu EPD. Warto uwzględnić także czas realizacji zamówień, planowane wielkości produkcji oraz ryzyko wycofania komponentów z oferty. W przypadku wyświetlaczy opracowywanych na indywidualne zamówienie ewentualna zmiana dostawcy lub zastąpienie panelu innym modelem może wymagać dodatkowych prac projektowych i ponownej walidacji rozwiązania.Ocena opłacalności projektu powinna uwzględniać nie tylko cenę pojedynczego wyświetlacza, ale również koszty integracji, prototypowania, testów oraz późniejszej produkcji seryjnej. Odpowiednio wczesna analiza tych czynników pozwala wybrać rozwiązanie, które spełni wymagania aplikacji, a jednocześnie będzie możliwe do wdrożenia na założoną skalę.

Dział Solution w Unisystemie – wsparcie w projektowaniu rozwiązań z e-papierem

W Unisystemie rozwijamy kompetencje, które pozwalają nam wykraczać poza rolę dystrybutora gotowych komponentów. Nasz dział Solution to interdyscyplinarny zespół inżynierów elektroników, mechaników, programistów i specjalistów zarządzających projektami, którzy wspólnie pracują nad rozwiązaniami dostosowanymi do indywidualnych wymagań klientów.

W przypadku technologii EPD szczególne znaczenie ma możliwość połączenia różnych kompetencji. Odpowiednio dobrany wyświetlacz jest bowiem tylko jednym z elementów kompletnego rozwiązania. Równie ważne są kompatybilność elektroniki sterującej, konstrukcja mechaniczna, oprogramowanie oraz dostosowanie urządzenia do warunków środowiskowych.

Nasza współpraca z klientem rozpoczyna się od analizy aplikacji i jej wymagań. Ustalamy, jakie informacje mają być prezentowane, jak często będą aktualizowane, w jakim środowisku będzie pracowało urządzenie i jakie ograniczenia techniczne oraz biznesowe należy uwzględnić. Na tej podstawie opracowujemy koncepcję rozwiązania i określamy zakres niezbędnych prac projektowych. W zależności od potrzeb klienta mogą one obejmować dobór modułu EPD i kontrolera, projekt elektroniki oraz PCB, opracowanie konstrukcji mechanicznej, integrację dodatkowych komponentów, a także przygotowanie firmware’u i oprogramowania. Następnie przechodzimy do prototypowania, testowania i walidacji. Weryfikujemy nie tylko prawidłowe działanie samego wyświetlacza, ale również jego współpracę z pozostałymi elementami systemu oraz zachowanie w warunkach zbliżonych do docelowej eksploatacji. Po zakończeniu tego etapu przygotowujemy rozwiązanie do wdrożenia i produkcji seryjnej.

Dzięki takiemu podejściu możemy rozwijać również te projekty, dla których standardowy moduł wyświetlacza nie jest wystarczający. Zamiast ograniczać się do parametrów dostępnego panelu, analizujemy możliwości jego integracji i dostosowania całego rozwiązania do wymagań klienta. Szerzej o kompetencjach naszego zespołu i sposobie prowadzenia projektów opowiada Jacek Marcinkowski, CTO w Unisystemie, w wywiadzie Solution w praktyce, czyli jak Unisystem odpowiada na realne wyzwania klientów. Z kolei poszczególne etapy prac inżynierskich opisujemy w artykule Projektowanie elektroniki i mechaniki w urządzeniach z ekranami – krok po kroku.

USEC i USEM – własne rozwiązania Unisystemu oparte na e-papierze

Przykładem wykorzystania naszych kompetencji w praktyce są moduły USEC i USEM, czyli opracowane przez Unisystem rozwiązania bazujące na wyświetlaczach EPD firmy E Ink. Ich założeniem jest uproszczenie procesu integracji e-papieru z urządzeniem końcowym poprzez połączenie wyświetlacza z dodatkowymi elementami elektroniki i konstrukcji mechanicznej.Co istotne, moduły USEC i USEM, nie są gotowymi produktami dostępnymi od ręki z magazynu. Stanowią rozwiązania realizowane projektowo, których konfiguracja i zakres integracji ustalane są indywidualnie, w zależności od wymagań konkretnej aplikacji.

USEC – wyświetlacze EPD ze zintegrowanym kontrolerem

USEC to rozwiązanie, w którym wyświetlacz e-papierowy został zintegrowany z odpowiednim kontrolerem sterującym.

Zadaniem kontrolera jest zarządzanie procesem aktualizacji obrazu, zarówno w przypadku pełnego odświeżenia ekranu, jak i zmiany wybranych fragmentów treści. Odpowiednio dobrane tryby pracy pozwalają również ograniczać ghosting i dostosować szybkość odświeżania do charakteru aplikacji.

Integracja wyświetlacza z kontrolerem ogranicza zakres prac, które klient musi wykonać samodzielnie przy opracowywaniu elektroniki sterującej. Jest to szczególnie istotne w projektach, w których zasoby inżynierskie mają koncentrować się na funkcjonalności całego urządzenia, a nie na rozwijaniu od podstaw układów obsługujących EPD.

USEM – rozwiązania EPD ze zintegrowanym kontrolerem w konstrukcji open frame

USEM rozwija koncepcję USEC o dodatkowe elementy integracji mechanicznej.

USEM to rozwiązania składające się z wyświetlacza i kontrolera zintegrowanych w konstrukcji typu open frame, która zapewnia odpowiednie podparcie i ułatwia montaż modułu w urządzeniu końcowym. W projektowanych przez nas rozwiązaniach stosujemy również dodatkowe warstwy szkła ochronnego, łączone z wyświetlaczem za pomocą klejenia optycznego (optical bonging). Takie rozwiązanie zwiększa odporność całego modułu na uszkodzenia mechaniczne i pomaga chronić delikatną strukturę wyświetlacza.

Dodatkową ochronę zapewnia filtr UV umieszczony w warstwie laminatu pomiędzy dwiema taflami szkła ochronnego. Ogranicza on oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego na wyświetlacz, zmniejszając ryzyko blaknięcia obrazu. Ma to szczególne znaczenie w urządzeniach pracujących na zewnątrz, gdzie wyświetlacz jest wystawiony na długotrwałe działanie promieniowania słonecznego.

Moduły USEC i USEM są przykładem wykorzystania naszych doświadczeń w opracowywaniu zaawansowanych rozwiązań na bazie wyświetlaczy EPD, dostosowanych do wymagań konkretnych aplikacji. Zakres integracji ustalamy indywidualnie dla każdego projektu, uwzględniając wymagania techniczne, planowaną skalę produkcji oraz opłacalność wdrożenia.

Więcej informacji o założeniach konstrukcyjnych obu rozwiązań przedstawiamy w artykule USEC i USEM od Unisystemu – nowe wersje rozwiązań na bazie e-papieru od E Inka.Rozważasz zastosowanie technologii EPD w swoim projekcie? Skontaktuj się z naszym zespołem – pomożemy Ci dobrać odpowiednie rozwiązanie i dostosować je do wymagań Twojej aplikacji.