Электронная бумага
В этом году на рынке появятся мониторы, толщина которых едва превышает толщину листа бумаги. Новый принцип передачи цвета основан на взаимодействии масла и воды, которые залиты в мелкие ячейки и находятся под напряжением. Существующие на сегодняшний день устройства для передачи цветного видеоизображения – электронно-лучевые трубки, проекционная техника и жидкокристаллические экраны – довольно громоздки.
В конце 2003 года компания Philips объявила о разработке принципиально нового монитора, названного «электронной бумагой». Она способна передавать изображение и цвет. В основе нового метода лежит следующая технология: на мягкий пластиковый лист наносятся десятки тысяч микроскопических капсул, которые состоят из ячеек, заполненных водой и покрытых тонким слоем масла голубого, пурпурного и желтого цветов. Под воздействием электрического импульса, подаваемого через установленный под капсулой электрод, масляная пленка сдвигается, открывая белое пространство воды. Происходит изменение цвета капсулы, и как следствие всего экрана, состоящего из огромного числа таких капсул. При этом скорость смены «картинки» достаточна для того, чтобы экран, построенный по «мокро-электронной» технологии можно было использовать для передачи видеоизображения.
Конструкции «с тремя глазами»
Существующие сегодня технологии передачи цвета имеют значительные ограничения. Например, диагональ телевизионного экрана или компьютерного монитора не может увеличиваться бесконечно, потому что существует физический предел прочности стеклянной колбы кинескопа. Магнит, расположенный по периметру кинескопа, отклоняет поток электронов и формирует изображение. Чем больше диагональ экрана, тем массивнее и дороже аппарат.
Для увеличения площади изображения разработчики обратились к принципам, впервые примененным еще братьями Люмьер. В результате появились проекционные телевизоры двух видов: огромные ящики с парусом экрана и подвесные конструкции с тремя «глазами», напоминающие «цветомузыку».
Казалось бы, за проекционной технологией будущее. Аппаратура относительно недорогая (мультимедийный проектор стоит от $1000), но при этом имеет неограниченные возможности применения. При использовании мощных цветных лазеров в качестве проекционных пушек можно было бы показывать кино хоть на поверхности Луны. Однако и у этой технологии существуют принципиальные ограничения. Прежде всего на линии луча не должно быть посторонних объектов. Да и рассеивающие свойства воздуха влияют на характеристики получаемого изображения даже на небольших расстояниях. А это означает потерю яркости, которая может быть компенсирована только затемнением помещения и увеличением мощности лампы.
В начале 1970-х годов разработчики обратились к хорошо забытому старому – жидким кристаллам (ЖК). Основные их свойства были описаны еще в 1888 году австрийским ученым Ф. Ренитцером, но лишь в 70-х годах прошлого века жидкие кристаллы стали использоваться для передачи видеоизображения, а в 1976 году корпорация Sharp выпустила монохромный ЖК-телевизор. Дальнейшее развитие технологии вкупе с применением поляризационных фильтров позволило сделать ЖК-экраны цветными.
Однако не обошлось и без недостатков. У подобных устройств малый угол действия – если происходящее на обычном экране можно разглядеть под любым углом, то изображение на ЖК-мониторе отчетливо видит тот, кто находится непосредственно перед экраном. Есть проблемы и с яркостью. Безусловно, экран можно подсветить, как в ноутбуках и КПК, но такая функция снижает время автономной работы устройства. К тому же жидкокристаллические экраны очень непрочные. А применение специальных защитных чехлов дополнительно утяжеляет аппараты.
Вода и масло
Эксперименты над превращениями воды и масла в экран ведутся уже более десяти лет. Первых успехов добилась компания Philips со своей перспективной разработкой «электронная бумага».
В большинстве существующих систем, будь то привычные кинескопы или проекционные телевизоры, вся палитра создается посредством смешения трех основных цветов: красного, синего и зеленого. Благодаря этим свойствам основных цветов была разработана модель RGB (Red-Green-Blue), применяемая в основном в системах, где цвета светятся.
В «бумажной» же матрице используется применяемая полиграфистами цветовая модель CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black), в основе которой голубой, пурпурный и желтый цвета (вместе они дают черный). Эта цветовая модель изначально разрабатывалась для печати на бумаге.
Физические характеристики экрана – такие, как гибкость и прочность на излом, зависят исключительно от свойств основы, на которую нанесены капсулы с водой и маслом. Если она достаточно пластична, то дисплей можно будет даже свернуть в трубочку. В действительности же далеко не во всех случаях от экрана требуются такие характеристики, достаточно легкости и яркости изображения.
Тем не менее остается вопрос, который приходит на ум каждому, кто видел масляное пятно на воде: каким образом масло растекается в специально отведенных ячейках по вертикали? Оказывается, все довольно просто: в очень маленьких объемах масляная пленка стабильна в любой плоскости, следовательно, достаточно один раз аккуратно заправить матрицу необходимыми компонентами, подвести ток – и новый дисплей готов. Точность тут особенно важна, так как толщина пленки всего 5 микрон.
При сопоставимом с традиционным ЖК-дисплеем энергопотреблении (стеклянные кинескопы в этом смысле гораздо «прожорливее»), «бумажный» светит вчетверо ярче. Это объясняется в том числе и тем, что применяется более яркая цветовая модель. Может быть, дело еще и в том, что жидкие кристаллы под воздействием электричества меняют угол расположения, а масло собирается в небольшую точку.
Телевизоры в рулонах
Перспективы у «водно-масляных» мониторов многообещающие. Возможно, в будущем мы будем покупать телевизоры «в рулонах» и оклеивать ими стены, а за передачу изображения станет отвечать небольшая коробочка, висящая на стене. Но у данного метода тоже свои ограничения. Во-первых, в индустрии уже существуют стандартные размеры изображений для телевизоров и компьютеров, и, следовательно, пропорции нового дисплея должны им соответствовать. Во-вторых, вся вещательная и компьютерная индустрия ориентирована на использование цветовой модели RGB. Можно конечно же создать специальный конвертер, чтобы на лету преобразовывать телевизионный сигнал или поток данных с компьютера в новый формат. Однако в этом случае разработка сильно «потяжелеет» в финансовом плане, окажется неконкурентоспособной и может свести к нулю практически все существующие преимущества.
Пока Philips собирается обкатать новую технологию на «малых формах» – таких, как мобильные телефоны. В случае успеха голландский концерн рассчитывает распространить новшество на бытовую электронику.
Подписывайтесь на нас:
Еще по теме
