От ценников до смартфонов и цветных ридеров: как развивается технология электронных чернил
Рассказ о принципе работы таких чернил, изобретателях и сферах применения.
Электронные чернила — цифровая технология, которая имитирует печать на настоящей бумаге. Они требуют намного меньше энергии, чем ЖК- и OLED-экраны, и позволяют читать текст даже при прямых солнечных лучах.
Несмотря на преимущества электронных чернил, в 2010 году заговорили о закате технологии. Но к 2020 году разработчики показали несколько новых устройств, среди них часы и даже смартфоны. Ожидать, что скоро электронные чернила будут использоваться везде, ещё рано.
Первая электронная бумага
Проект Gyricon
Разработка первой электронной бумаги началась в исследовательском центре Xerox PARC (Palo Alto Research Centre) в 1970-х. Персональным компьютерам, которыми пользовались работники Xerox, недоставало яркости и контрастности. Из-за этого на них было трудно работать в ярко освещённых помещениях. Сотрудникам центра приходилось гасить свет и задёргивать шторы.
Тогда Xerox PARC поручила нескольким учёным разработать экран, который позволял бы работать при свете. Среди них был Николас Шеридон, будущий изобретатель электронной бумаги Gyricon.
Gyricon переводится с греческого как «вращающееся изображение». В 1974 году Шеридон создал дисплей из тонкого пластика, заполненный маслом и сферами из полиэтилена.
Сферы были чёрно-белые: тёмная половина с положительным зарядом, а светлая с отрицательным. Благодаря электрическому импульсу сферы вращались, поворачиваясь наружу то чёрной, то белой стороной, и на дисплее появлялся тёмный текст на светлом фоне.
Шеридон работал над Gyricon вместе с коллегами. В 90-х он начал подавать заявки на патенты в Европе. Тогда же он встретился с главой исследовательского отдела Xerox. Из разговора с ним Шеридон понял, что Xerox не будет развивать проект, так как центр не занимается разработкой дисплеев.
Проект E Ink
Технологией, которая имитировала бы печать на бумаге, занимался ещё один ученый — Джозеф Якобсон, профессор Массачусетского технологического института, MIT. Он нанял двух студентов, Джея-Ди Альберта и Барретта Комиски, чтобы создать электронную книгу.
Разработка Якобсона напоминала Gyricon, но была другой. Команда учёного заменила двухцветные сферы Шеридона на капсулы, заполненные маслом. В них «плавали» частицы пигмента: белые были заряжены положительно, чёрные — отрицательно.
Вы получаете «соль и перец» внутри микрокапсулы. Разделить их можно с помощью электрического поля. Частицы с соответствующим зарядом окажутся сверху, и их будет видно на экране. Чёрные частицы имитируют чернила, белые — бумагу. Барретт Комиски, один из создателей прототипа электронных чернил
Технология позволяла выводить на экран более чёткое и контрастное изображение, чем Gyricon.
Первые коммерческие устройства на электронных чернилах
В 1997 году MIT помог Якобсону выделить его разработки в отдельный проект и открыть компанию E Ink. В мае 1999 года E Ink представила первый продукт — стенд Immedia. Изображение на стенде можно было дистанционно менять с помощью двустороннего пейджера.
E Ink стала первой компанией, которая показала коммерческий продукт с электронными чернилами, хотя Xerox PARC занималась разработкой более 20 лет.
Технологию использовала сеть американских супермаркетов J.C.Penney. Стенд 1,2 на 1,8 метра и толщиной 3 мм подвешивали под потолком, и он отображал свежую информацию о скидках и специальных предложениях. Цена Immedia варьировалась от $500 до $5000 в зависимости от размера устройства. E Ink поставила J.C. Penney 140 стендов и заработала $150 тысяч.
Позже, в 2009 году, в интервью Joan гендиректор E Ink Рассел Уилкокс признал, что «разработку выпустили раньше времени». Он рассказал, что E Ink «совершенно не поняла потребности рынка».
Компания создала стенд, информацию на котором можно было менять в любой момент, но сотрудники магазинов сказали, что им это не нужно и они меняют вывеску только раз в квартал. Кроме того, не хватало персонала, который бы занимался обновлением цен.
Одновременно Шеридон стремился довести Gyricon до такого уровня, чтобы электронная бумага заменила обычную в делопроизводстве, создать условия для «безбумажного офиса».
К 1998 году учёный достаточно хорошо проработал Gyricon, и новинку можно было продавать. Тогда Шеридон при поддержке Xerox PARC открыл Gyricon Media со штаб-квартирой в Пало-Альто.
Первым коммерческим продуктом Gyricon Media стала бумага SmartPaper, которую сети магазинов использовали для интерактивных ценников. Он представлял собой небольшую панель на алюминиевой подставке.
SmartPaper давала возможность быстро менять цифры на ценниках. Gyricon Media вложила $20 млн в создание SmartPaper и планировала с её помощью завоевать рынок.
Первые потребительские устройства: электронные книги
В начале 2001 года E Ink и Philips Components объявили о планах вместе разрабатывать дисплеи с электронными чернилами для ридеров, КПК и других устройств. Структуры Philips согласились инвестировать в разработки E Ink $7,5 млн.
Электронные чернила потребляют примерно сотую часть энергии, которая нужна для жидкокристаллических дисплеев. Ещё они на треть тоньше, в пять раз ярче и контрастнее, но не слепят.