Praktycznie zastosowanie wyświetlaczy e-papierowych

Technologia EPD (Electronic Paper Display), choć potrzebowała niemal 40 lat, aby z fazy wynalazku przejść do komercyjnego zastosowania, dynamicznie zdobywa uznanie na rynku wyświetlaczy. W 2017 roku wartość światowego rynku EPD oszacowano na ponad 6 miliardów dolarów. Obecnie głównym producentem i innowatorem w branży jest firma E Ink, założona w 1997 roku. Swój konsumencki debiut elektroniczny papier zaliczył w 2004 roku, kiedy to Sony rozpoczęła sprzedaż pierwszego czytnika e-booków opartego właśnie na technologii EPD. W czym tkwi sukces e-papieru i jakie są jego zalety?

Jak działa technologia elektronicznego papieru?

Obecnie wyświetlacze e-papierowe działają na zasadzie elektroforezy. Jest to zjawisko polegające na ruchu naładowanych cząstek w polu elektrycznym. Wyświetlacz EPD składa się z polimerowych mikrosfer, które są wypełnione olejem oraz mikroskopijnymi cząstkami barwnika - w przypadku standardowych modeli są to cząstki białe oraz czarne. Mikrosfery znajdują się pomiędzy elektrodami, w związku z czym w zależności od ładunku, barwniki przyjmują określoną pozycję, dzięki czemu widzimy na wyświetlaczu daną treść. Co ważne, barwione mikrosfery polimerowe są bistabilne, tzn. aby utrzymać aktualną pozycję nie potrzebują źródła energii - jest ona niezbędna tylko do zmiany pozycji. Kąt widzenia takiego wyświetlacza wynosi 180 stopni, co jest najlepszym możliwym wynikiem. Jednocześnie wyświetlacze EPD nie emitują światła, co sprawia, że nie męczą dodatkowo oczu użytkownika. Są również elastyczne, cienkie i lekkie.

Praktyczne zastosowania

Po udanym zastosowaniu wyświetlaczy e-papierowych w czytnikach e-booków technologia EPD znalazła zastosowania w innych branżach. W związku z tym, iż wyświetlacze te najbardziej nadają się pokazywania statycznych informacji, używa się ich np. na przystankach autobusowych w rozkładach jazdy. W Australii w 2015 roku wprowadzono e-papierowe elementy tablic drogowych, które informowały kierowców o utrudnieniach w ruchu. Częściej możemy spotkać również elektroniczne metki wyświetlające ceny produktów w supermarketach. Niektóre linie lotnicze współpracują z e-papierowymi urządzeniami, dzięki którym łatwiej odprawić bagaż on-line (zamiast zwykłej naklejki). Technologię EPD zaadaptowali także producenci smartfonów i dodatków do nich, np. smartwatchy. Spore zaciekawienie wywołał smartfon posiadający dwa ekrany - jeden standardowy AMOLED, a drugi, umieszczony na tylnym panelu, właśnie e-papierowy. Możliwości aplikacji technologii są więc szerokie. E-papier sprawdzi się tam, gdzie chcemy wyświetlić statyczne lub rzadko zmieniające się informacje bez potrzeby ciągłej zmiany nośnika, np. tablicy czy znaku.

Zalety papieru elektronicznego

Najważniejszym argumentem przemawiającym za technologią EDP jest jej energooszczędność. Szacuje się, iż wyświetlacze e-papierowe mogą zużywać wielokrotnie mniej energii niż standardowe wyświetlacze LCD, a to w związku z wspomnianą wcześniej bistabilnością mikrosfer. W przeciwieństwie do LCD e-papier świetnie sprawdza się w pełnym słońcu - widoczność liter czy grafiki nie ulega żadnej zmianie.
E-papier wprawdzie bezpośrednim konkurentem wyświetlaczy OLED czy LCD, niemniej jego obecność bezpośrednio wpływa na zapotrzebowania na papier (książki, gazety). Rezygnacja z drukowanego papieru pozytywnie wpływa na zatrzymanie wzrostu produkcji tego surowca. Jednocześnie niektóre aplikacje EPD są utrzymywane z odnawialnych źródeł energii, np. paneli słonecznych w przypadku rozkładów jazdy komunikacji, co dodatkowo podkreśla ich ekologiczność.

Kierunki rozwoju

Twórcy technologii EPD zmagają się obecnie z dwoma największymi wyzwaniami - podwyższaniem współczynnika dpi (liczby punktów obrazu na cal) oraz wprowadzeniem kolorowych wyświetlaczy. Na rynku dostępne są już wyświetlacze z trzecim, dodatkowym kolorem (np. E Ink Spectra), a najnowocześniejsze modele wyświetlają obraz w 16 odcieniach szarości oraz w 4096 kolorach (E Ink Triton). Celem jest jednak uzyskanie pełnych kolorów bez potrzeby stosowania filtrów, jak do tej pory. W wypadku dpi dąży się do uzyskania jak największego upakowania mikrosfer składających się na pojedynczy piksel. Standardowe modele mają 160 dpi, ale udało się już uzyskać wartość dwukrotnie większą, a i tu producenci nie powiedzieli ostatniego słowa.

Źródło: Artykuł powstał we współpracy z firmą Unisystem