جوهر الکترونیکی

کاغذ الکترونیکی که به عنوان جوهر الکترونیکی (e-ink) یا کاغذ هوشمند نیز شناخته می‌شود، وسیله نمایشی است که ظاهر جوهر معمولی را روی کاغذ تقلید می‌کند.

چگونه عمل میکند؟

فن آوری ها

ژیریکون، الکتروفورتیک، خیس شدن الکتریکی، تداخل سنجی و پلاسمونیک. بسیاری از فناوری های کاغذ الکترونیکی متن و تصاویر ثابت را به طور نامحدود بدون برق نگه می دارند. کاغذ الکترونیکی انعطاف پذیر از بسترهای پلاستیکی و لوازم الکترونیکی پلاستیکی برای صفحه پشتی نمایشگر استفاده می کند. کاربردهای نمایشگرهای الکترونیکی بصری شامل برچسب‌های قفسه الکترونیکی و علائم دیجیتال، جدول زمانی ایستگاه اتوبوس، بیلبوردهای الکترونیکی، نمایشگرهای گوشی‌های هوشمند، و کتاب‌خوان‌های الکترونیکی که قادر به نمایش نسخه‌های دیجیتالی کتاب‌ها و مجلات هستند.

معرفی فن آوری ها

ژیریکون نوشتار اصلی: Gyricon

کاغذ الکترونیکی اولین بار در دهه ۱۹۷۰ توسط نیک شریدون در مرکز تحقیقات پالو آلتو زیراکس توسعه یافت. اولین کاغذ الکترونیکی به نام Gyricon از کره های پلی اتیلن با قطر بین ۷۵ تا ۱۰۶ میکرومتر تشکیل شده بود. هر کره یک ذره ژانوس است که از یک طرف پلاستیک سیاه با بار منفی و در طرف دیگر از پلاستیک سفید با بار مثبت تشکیل شده است (بنابراین هر مهره یک دوقطبی است). این کره ها در یک ورقه سیلیکونی شفاف تعبیه شده اند و هر کره در یک حباب روغنی معلق است تا بتواند آزادانه بچرخد.
قطبیت ولتاژ اعمال شده به هر جفت الکترود تعیین می کند که سمت سفید یا سیاه رو به بالا باشد، بنابراین به پیکسل ظاهری سفید یا سیاه می دهد.
در نمایشگاه FPD 2008، شرکت ژاپنی Soken دیواری را با کاغذ دیواری الکترونیکی با استفاده از این فناوری به نمایش گذاشت.
در سال ۲۰۰۷، شرکت استونیایی Visitret Displays در حال توسعه این نوع نمایشگر با استفاده از پلی‌وینیلیدین فلوراید (PVDF) به عنوان ماده برای کره‌ها بود که به طور چشمگیری سرعت ویدیو را بهبود بخشید و ولتاژ کنترل مورد نیاز را کاهش داد.

الکتروفورتیک

یک صفحه نمایش الکتروفورتیک (EPD) با تنظیم مجدد ذرات رنگدانه باردار با میدان الکتریکی اعمال شده، تصاویر را تشکیل می دهد. در ساده ترین اجرای یک EPD، ذرات دی اکسید تیتانیوم (تیتانیا) به قطر تقریباً یک میکرومتر در روغن هیدروکربنی پراکنده می شوند. یک رنگ تیره رنگ نیز همراه با سورفکتانت ها و عوامل شارژ کننده که باعث می شود ذرات بار الکتریکی به خود بگیرند به روغن اضافه می شود.
این مخلوط بین دو صفحه موازی و رسانا قرار می گیرد که با شکافی بین ۱۰ تا ۱۰۰ میکرومتر از هم جدا شده اند. هنگامی که ولتاژی در دو صفحه اعمال می شود، ذرات به صورت الکتروفورز به صفحه ای مهاجرت می کنند که بار مخالف بار روی ذرات را تحمل می کند.
هنگامی که ذرات در قسمت جلویی (در حال مشاهده) نمایشگر قرار دارند، سفید به نظر می رسد، زیرا نور توسط ذرات تیتانیا با شاخص بالا به بیننده پراکنده می شود. وقتی ذرات در قسمت پشتی نمایشگر قرار می گیرند، تاریک به نظر می رسد، زیرا نور توسط رنگ رنگی جذب می شود. اگر الکترود عقب به تعدادی عنصر کوچک تصویر (پیکسل) تقسیم شود، می توان با اعمال ولتاژ مناسب به هر ناحیه از نمایشگر، تصویری را برای ایجاد الگویی از مناطق بازتابنده و جذب کننده تشکیل داد.

EPD ها معمولاً با استفاده از فناوری ترانزیستور لایه نازک مبتنی بر MOSFET (TFT) پرداخته می شوند. TFT ها اغلب برای تشکیل یک تصویر با چگالی بالا در EPD استفاده می شوند. یک برنامه رایج برای EPD های مبتنی بر TFT، خواننده های الکترونیکی هستند.
نمایشگرهای الکتروفورتیک به دلیل ظاهر کاغذ مانند و مصرف انرژی کم، نمونه‌های اصلی دسته کاغذ الکترونیکی در نظر گرفته می‌شوند. کتابخوان های الکترونیکی Kindle، Barnes & Noble Nook، Sony Reader، Kobo eReader و iRex iLiad. این نمایشگرها از یک فیلم تصویربرداری الکتروفورتیک ساخته شده توسط E Ink Corporation ساخته شده اند. گوشی موبایلی که از این فناوری استفاده می کند Motorola Fone است.

فناوری Electrophoretic Display نیز توسط SiPix و Bridgestone/Delta توسعه یافته است. SiPix اکنون بخشی از E Ink Corporation است. طراحی SiPix از معماری Microcup 0.15 میلی‌متری انعطاف‌پذیر به جای میکروکپسول‌های قطر ۰.۰۴ میلی‌متری E Ink استفاده می‌کند. بخش مواد پیشرفته Bridgestone Corp. با شرکت Delta Optoelectronics در توسعه فناوری نمایش پودر مایع واکنش سریع سریع همکاری کرد.

نمایشگرهای الکتروفورتیک را می توان با استفاده از فرآیند Electronics on Plastic by Laser Release (EPLaR) که توسط Philips Research توسعه یافته است، تولید کرد تا کارخانه های تولید AM-LCD موجود را قادر به ایجاد نمایشگرهای پلاستیکی انعطاف پذیر کند.

تاریخچه

E Ink Corporation از E Ink Holdings Inc اولین نمایشگر رنگی E Ink را برای استفاده در یک محصول به بازار عرضه کرد. Ectaco jetBook Color در سال ۲۰۱۲ به عنوان اولین دستگاه جوهر الکترونیکی رنگی منتشر شد که از فناوری نمایشگر تریتون E Ink استفاده می کرد.
E Ink در اوایل سال ۲۰۱۵ همچنین یک فناوری رنگی دیگر جوهر الکترونیکی به نام Prism را اعلام کرد. این فناوری جدید یک فیلم تغییر رنگ است که می تواند برای خوانندگان الکترونیکی استفاده شود، اما Prism همچنین به عنوان فیلمی به بازار عرضه می شود که می تواند در طراحی معماری مانند "دیوار، پانل سقف، یا کل اتاق فورا" ادغام شود.
نقطه ضعف این نمایشگرهای رنگی فعلی این است که به طور قابل توجهی گرانتر از نمایشگرهای E Ink استاندارد هستند. jetBook Color تقریباً نه برابر بیشتر از سایر کتاب‌خوان‌های الکترونیکی محبوب مانند Amazon Kindle هزینه دارد. از ژانویه ۲۰۱۵، Prism برای استفاده در برنامه‌های هیچ دستگاه کتابخوان الکترونیکی اعلام نشده بود.

منبع

مقالات بیشتر