Електро́нний папі́р — технологія відображення інформації, яка імітує звичайне чорнило на папері. На відміну від традиційних рідкокристалічних екранів, у яких використовується підсвічення матриці для формування зображення, електронний папір відбиває світло як звичайний папір. Він може відображати текст і зображення як завгодно довго, не споживаючи при цьому електроенергію, водночас дозволяючи змінювати зображення пізніше.
Для створення електронного паперу існує кілька технологій, деякі з яких використовують пластикову підкладку та електроніку так, що отримується гнучкий дисплей. Потенційно електронний папір має бути зручнішим для читання, ніж звичайні дисплеї. Це досягається завдяки стабільному зображенню, яке не потребує постійного оновлення, широкому кутові огляду, а також через те, що електронний папір відбиває зовнішнє світло, а не випромінює власне. З електронного паперу можна читати при прямому сонячному світлі без жодних втрат зображення. Контрастність у пристроїв, доступних у 2008-році була приблизно така, як у звичайної газети, водночас у новіших пристроїв вона дещо краща. Надалі ж очікується змагання між виробниками, що полягає у створенні повноколірного електронного паперу.
Електронний папір застосовується як електронні цінники у магазинах, розклади на зупинках громадського транспорту, Photo дисплеї у мобільних телефонах та у пристроях для відображення цифрових версій книг та журналів. Електронний папір не слід плутати з цифровим папером, що є основою для створення рукописних цифрових документів за допомогою цифрової ручки.
Технологія
Gyricon Електронний папір був вперше розроблений у 1970-х роках Ніком Шерідоном () в дослідницькому центрі компанії Xerox у Пало Альто (). Перший електронний папір під назвою Gyricon складався з поліетиленових сфер з діаметром 75-106 мкм. Кожна сфера — це частинка Януса, що складається з негативно зарядженого чорного пластику з одного боку та позитивно зарядженого білого пластику з іншого.Crowley, J. M.; Sheridon, N. K.; Romano, L. «Dipole moments of gyricon balls» Journal of Electrostatics 2002, 55, (3-4), 247. Всі сфери поміщаються в прозорий силіконовий лист, при чому кожна сфера «підвішена» у бульбашці мастила для того, щоб вона могла вільно обертатися. Полярність напруги, прикладеної до кожної пари електродів визначає, яка сторона сфери — біла чи чорна — є на лицевій стороні, таким чином задаючи білий чи чорний прояв.New Scientist. Paper goes electric (1999) На виставці FPD 2008 японська компанія Soken продемонструвала стіну з електронного паперу, використовуючи цю технологію.Techon.Soken electronic wall-paper
Електрофоретичні дисплеї
Електрофоретичний дисплей формує зображення шляхом перерозміщення заряджених пігментних частинок за допомогою електричного поля.
У найпростішій реалізації електрофоретичного дисплею частинки діоксиду титану з діаметром близько одного мікрометра є дисперговані у мінеральній оливі. Чорна фарба додається до оливи, а також сурфактанти та домішки, що регулюють заряд () у частинках. Ця суміш розміщується поміж двох провідних пластин, розділених проміжком 10-100 мкм. Коли прикладається напруга вздовж пластин — частинки рухаються електрофоретично до пластини, що несе протилежний заряд до заряду частинок. Коли частинки знаходять на передній (лицевій) панелі дисплею, він виглядає білим, оскільки світло відбивається від титанових частинок з високим показником заломлення. Коли ж частинки розміщенні на задній стороні дисплею, то він виглядає темним, оскільки випадкове світло абсорбується кольоровою фарбою. Якщо задній електрод поділений на ряд маленьких областей (пікселів), то зображення формується шляхом прикладення відповідної напруги до кожної області дисплею, щоб створити відповідну послідовність областей відбиття та поглинання світла.
Електрофоретичні дисплеї розглядаються як основні приклади технології електронного паперу через їхню подібність до звичайного паперу та мале використання електроенергії.
Приклади комерційних електрофоретичних дисплеїв включають дисплеї з активною матрицею високої роздільної здатності, що використовуються в таких пристроях для читання електронних книг як Amazon Kindle, , , та . Ці дисплеї виготовляються з електрофоретичної плівки, розробленої компанією . Також технологія була розроблена компаніями Sipix (Microcup) та Bridgestone (Quick Response Liquid Powder Display, QR-LPD). був першим мобільним телефоном, що використовував цю технологію, щоб уникнути відблисків від прямого сонячного світла.
Електрофоретичні дисплеї можуть виготовлятися, використовуючи процес Electronics on Plastic by Laser Release (EPLaR), що є розробкою Philips, щоб задіяти існуючі заводи з випуску AM-LCD для виготовлення гнучких пластикових дисплеїв.
Розробка
У 1990-х роках Джозеф Якобсон () винайшов інший тип електронного паперу. Згодом він заснував компанію E Ink Corporation, яка спільно з Philips Components через два роки розробила і вивела цю технологію на ринок. У 2005-му році Philips продали бізнес електронного паперу разом із пов'язаними патентами компанії Prime View International. Ця розробка використовувала крихітні мікрокапсули з електрично зарядженими частинками, зануреними у кольорові мастила.Comiskey, B.; Albert, J. D.; Yoshizawa, H.; Jacobson, J. «An electrophoretic ink for all-printed reflective electronic displays » Nature 1998, 394, (6690), 253—255. У ранніх версіях базова схема контролювала чи білі частинки будуть зверху капсули (тож її видно глядачу) чи внизу (глядач бачить колір мастила). Це по суті було використання тієї ж електрофоретичної технології, проте використання мікрокапсул дозволило зробити екран на гнучких пластикових листах замість скла.
Рання версія електронного паперу містила лист з дуже маленькими прозорими капсулами розмірами близько 40 мкм. Кожна капсула містила в'язку речовину з чорною фарбою (електронне чорнило) з численними частками діоксиду титану, зануреними в неї. Часточки є злегка негативно заряджені і кожна є по природі білого кольору.
Мікрокапсули знаходяться в шарі рідкого полімеру, затиснуті між двома масивами електродів, верхній з яких є прозорим. Два масиви розташовані так, що лист складається з пікселів, і кожному пікселю відповідає пара електродів, розташованих по обидві сторони листа. Лист є ламінованим з прозорого пластику для захисту, в результаті чого загальна товщина є 80 мкм, або вдвічі більше, ніж у звичайного паперу.
Мережі електродів з'єднані з схемою дисплею, яка «вмикає» і «вимикає» електронне чорнило для деяких пікселів, прикладаючи напругу до відповідних пар електродів. Застосування негативного заряду до поверхні електрода відштовхує частки на дно локальної капсули, витискаючи чорну фарбу на поверхню і даючи пікселю чорний вигляд. Зміна напруги має протилежний ефект — частки змушені віддалятися від поверхні, даючи піксель білий колір. Останнє втілення цієї концепції вимагає тільки одного шару електродів для мікрокапсул.New Scientist. Roll the presses (2001)
Електрозмочувальні дисплеї Електрозмочувальний дисплей () базується на контролюванні форми закритого водяного/масляного інтерфейсу прикладанням напруги. При відсутності напруги кольорове мастило формує плоску плівку між водою і гідрофобною (водовідштовхувальною) речовиною, ізолюючи покриття електродів, в результаті чого піксель є забарвлений. Коли прикладається напруга між електродом і водою, поверхневий натяг між водою і покриття змінюється. У результаті отриманий стан не є більше стабільним, що є причиною того, що вода витискає мастило вбік.
У результаті отримується частково прозорий піксель або білий піксель у випадку, якщо відбиваюча біла поверхня використовується під змінним елементом. Через малий розмір пікселів користувач зазнає лише середнє відбиття, що означає, що отримується змінний елемент високої яскравості та контрастності, який лежить в основі відбивного дисплею.
Дисплеї на основі електрозмочування мають кілька привабливих особливостей. Перемикання між білим і кольоровим відображенням є достатньо швидким для відображення відео. Це технологія, що потребує низької потужності та напруги, і дисплеї на основі ефекту можна зробити плоскими та тонкими. Відбивання та контраст досягаються кращим або таким же, як у інших відбивних дисплеїв і близькі до звичайного паперу.
Крім того технологія забезпечує унікальний шлях до повнокольорових дисплеїв високої яскравості, і веде до дисплеїв, в чотири рази яскравіших, ніж відбивних LCD та в два рази яскравіших за інші новітні технології.LiquaVista electrowetting display technologies http://www.liquavista.com
Замість того, щоб використовувати червоний, зелений і синій (RGB) фільтри або альтернативні ділянки із трьох основних кольорів, що фактично веде до того, що лише третина дисплею відбиває світло у потрібному кольорі, електрозмочування дозволяє систему, в якій окремий піксель може незалежно перемикати два різні кольори. У результаті отримується те, що дві третіх дисплею відбиває світло у будь-якому потрібному кольорі. Це досягається шляхом створення пікселів із стеком з двох незалежно керованих забарвлених плівок мастила плюс кольоровий фільтр.
Використовуються кольори блакитний, пурпурний та жовтий, що є так званою субтрактивною системою, яку можна порівняти з принципом, що використовується у струменевому друці, наприклад. Порівнюючи з LCD отримується ще один множник два до яскравості, оскільки не потрібно поляризаторів.
Приклади комерційних електрозмочувальних дисплеїв включають Liquavista, ITRI,http://www.itri.org.tw/eng/news-and-events/feature-story-detail.asp?RootNodeId=050&NodeId=0502&FocusNewsNBR=52 PVI та ADT.Blankenbach K, Schmoll A, Bitman A, Bartels F and Jerosch D 2008 Novel highly reflective and bistable electrowetting displays SID J. 16 237–44http://www.iop.org/Select/article/0960-1317/19/6/065029/jmm9_6_065029.pdf?request-id=37ba45f3-e740-4c0d-8c35-dcf2d9af1f10
Електрофлюїдні дисплеї Електрофлюїдні дисплеї є варіантом дисплеїв, побудованих на основі електрозмочування. Електрофлюїдні дисплеї поміщають водної пігментну дисперсію у крихітний резервуар. Резервуар складається з <5-10 % видимій області пікселів і тому пігмент істотно прихований від очей. Напруга використовується для того, щоб електромеханічно виштовхнути пігмент з резервуару і поширити його як плівку безпосередньо за візалізуючу підкладку. Як результат, за кольором та яскравістю дисплей займає місце аналогічне до звичайний пігментів, надрукованих на папері. Коли напруга знімається, то поверхневий натяг рідини є причиною того, що дисперсія пігменту швидко віддається в резервуар. Як повідомлялося Issue of Nature Photonics у травні 2009 року, технологія потенційно може забезпечити 85 % відображення білого стану для електронного паперу.
Основна технологія була винайдена в Novel Devices Laboratory в університеті Цинциннаті. А даний час технологія вводиться на ринок компанією Gamma Dynamics.
Інші бістабільні дисплеї
, виробник холестеричних рідкокристалічних дисплеїв ()). Nemoptic, нематичні матеріали TRED
Інші технології