Wideo na e-papierze

[KopalniaWiedzy.pl 358]

Firma Qualcomm jest autorem elektronicznego papieru, który może wyświetlić klip wideo wysokiej jakości. Do produkcji papieru wykorzystano przełączniki mikroelektromechaniczne (MEMS), które pracują na tyle szybko, iż możliwe jest przedstawienie ruchomych obrazów.

Pierwsza wersja wyświetlacza będzie monochromatyczna. Został on już zastosowany w urządzeniu przenośnym firmy Audiovox, które zadebiutowało przed kilkoma dniami.
W przyszłym roku chińska firma Hisense wykorzysta w swoim telefonie komórkowym dwukolorowy e-papier. Qualcomm pracuje też nad pełnokolorowymi wersjami swojego wynalazku.

E-papier, podobnie jak zwykły papier, umożliwia odczytanie druku czy obejrzenie grafiki dzięki odbiciu światła z otoczenia. To pozwala na korzystanie z niego w bardzo różnych warunkach oświetleniowych. Z kolei wyświetlacze LCD posiadają własne źródła światła, co z kolei utrudnia korzystanie z nich gdy otoczenie jest zbyt jasno oświetlone lub jest zbyt ciemno.

Kolejną zaletą e-papieru jest fakt, że potrzebuje on napięcia elektrycznego tylko w momencie zmiany wyświetlanych treści. Gdy już np. „odwrócimy” stronę w elektronicznej książce, e-papier wyświetla ją nie pobierając prądu. Dzięki temu urządzenia korzystające z elektronicznego papieru charakteryzują się niskim poborem energii.

Dotychczas jednak elektroniczny papier włączał i wyłączał poszczególne piksele zbyt wolno, by można było zaprezentować na nim klipy wideo. Przełączanie takie trwało bowiem ponad pół sekundy.

Qualcomm opracował technologię, dzięki której piksele w elektronicznym papierze są przełączane w ciągu dziesiątych części mikrosekundy. To wystarczy, by zaprezentować wyraźny obraz wideo. Dzięki temu e-papier powinien szybko wyjść ze swojej niszy i stać się technologią szeroko stosowaną np. w telefonach komórkowych.

Andre Arsenault, chemik z University of Toronto i założyciel firmy Opalux, która pracuje nad e-papierem, informuje, że nowatorska technologia reprodukcji kolorów, wykorzystywana przez Qualcomm, przypomina sposób odwzorowywania kolorów przez światło padające na rozlaną na wodzie ropę.

Gdy światło trafia na taką warstwę ropy, zostaje częściowo odbite, a częściowo przechodzi przez ropę i odbija się od wody. Promienie odbite od ropy są nieco przesunięte w fazie w porównaniu z tymi odbitymi od wody. W rezultacie, dochodzi do interferencji pomiędzy tymi promieniami. Część długości fali zostaje pochłonięta, a część wzmocniona. O tym, które długości ulegają pochłonięciu, a które wzmocnieniu decyzuje odległość powierzchni wody od powierzchni ropy. Na przykład przy określonych grubościach warstwy ropy, wzmocnieniu ulega światło zielone, a czerwone i niebieskie są pochłanianie. Powierzchnia ropy wydaje się wówczas zielona.

W przypadku e-papieru, każdy z pikseli składa się z kilku kolorowych komórek, a każda z nich z dwóch warstw odbijających światło i ułożonych jedna na drugiej. Warstwa górna jest półprzepuszczalna, więc część światła przenika przez nią i odbija się od dolnej warsty.
Piksel składa się z trzech takich komórek, a w każdej z nich odległość pomiędzy warstwami ustawiona jest tak, by interferencja pomiędzy falami światła powodowała wyświetlanie określonego koloru: czerwonego, zielonego lub niebieskiego.

Każdą z takich komórek można wyłączyć za pomocą przełącznika MEMS, zbliżając do siebie warstwy. Gdy są one bardzo blisko, żadna z długości fal światła nie jest wzmacniana i komórka wydaje się czarna. Przełącznik zmienia swoje położenie pomiędzy dwoma stanami tylko pod wpływem impulsu elektrycznego. Dopóki nie zostanie on poddany jego działaniu, pozostaje w dotychczasowym staniem.

Dzięki takiemu rozwiązaniu każdy piksel, poprzez kombinacje kolorów z subpikseli, może przybierać dowolny kolor. Przełączniki MEMS są w stanie przetrwać ponad 12 miliardów cykli włączania-wyłączania.

E-papier Qualcommu nie ma, niestety, samych zalet. Wykorzystanie przełączników MEMS powoduje, że, przynajmniej na razie, będzie można tworzyć jedynie niewielkie wyświetlacze z e-papieru. Ponadto zastosowanie go do pokazywania klipów wideo powoduje, że e-papier przestaje być energooszczędny. Gdy będziemy oglądali za jego pomocą film, przełączniki MEMS będą ciągle w użyciu.