Φανταστείτε μια εποχή, όπου για να μπορέσεις να διαβάσεις τι γράφεις στην οθόνη του υπολογιστή σου, θα έπρεπε να βρίσκεσαι σε ένα δωμάτιο με χαμηλό φωτισμό ή ακόμα και να βάζεις σκίαστρο στην οθόνη σου! Ε, λοιπόν, αυτό ακριβώς συνέβη το 1974, στον Nick Sheridon στο Xerox PARC, το τότε πρωτοποριακό Ερευνητικό κέντρο της Xerox, στο Palo Alto!
Η ανάγκη του να βελτιώσει την εμπειρία ανάγνωσης και απεικόνισης δεδομένων από μια οθόνη καθοδικού σωλήνα (CRT), σε μια οθόνη με εμφάνιση «σαν χαρτί» τον οδήγησε στην εφεύρεση της πρώτης οθόνης e-paper!
Από τότε η τεχνολογία των e-paper έχει γίνει συνώνυμη της χαμηλής κατανάλωσης και εύκολης αναγνωσιμότητας. Με ενσωμάτωσή σε καθημερινές εφαρμογές όπως ψηφιακή σήμανση τιμών σε σούπερ μάρκετ, έξυπνες οθόνες και wearables έχει μπει στην ζωή μας και συνεχίζει να ακμάζει!
Τι είναι τα e paper?
Μια οθόνη Electronic paper ή intelligent paper ή e-ink, αντανακλά το φως του περιβάλλοντος, μιμούμενη την εμφάνιση του συνηθισμένου μελανιού σε χαρτί – σε αντίθεση με τις συμβατικές επίπεδες οθόνες που χρειάζονται πρόσθετη ενέργεια για να εκπέμψουν το δικό τους φως.
Πως ξεκίνησαν?
Όπως προαναφέραμε, οι οθόνες E-paper, εφευρέθηκαν το 1970. Η αρχική εφεύρεση ονομάστηκε Gyricon, και ήταν ένα εύκαμπτο «χαρτί» που εμφάνιζε «χρώμα» όταν τα μικροσκοπικά σφαιρίδια που περιείχε φορτίζονταν και περιστρέφονταν, αλλάζοντας πολικότητα καθώς το διαπέρναγε ένα ηλεκτρικό ρεύμα (όπως περίπου και σε ένα Kindle μεταγενέστερα!).
Δημιουργήθηκε έτσι μια οθόνη η οποία δεν χρειαζόταν οπίσθιο φωτισμό (backlight) ούτε και ειδικές φωτιστικές συνθήκες για να λειτουργήσει!
Η ιδέα ήταν τόσο καινοτόμα που σύντομα άλλοι έσπευσαν να συνδράμουν με την δική τους βελτίωση και παραλλαγή! Έτσι κάποια χρόνια μετά (το 1997) ερευνητές του MIT Media Lab, στην αναζήτηση τους για το τέλειο «ηλεκτρονικό χαρτί» δημιούργησαν την E Ink Corporation και τελειοποίησαν το e paper σχεδόν στην μορφή που το ξέρουμε και σήμερα!
Το 2001 παρουσιάστηκε η πρώτη οθόνη epaper με active matrix. Μπορούσε να αλλάξει χρώμα σε κάθε pixel της και όχι σε γενικότερες περιοχές της όπως γινόταν μέχρι τότε επιτρέποντας την λεπτομερή απεικόνιση ασπρόμαυρων εικόνων!
Τα e-paper χρησιμοποιήθηκαν από τότε από πολλές γνωστές εταιρείες και ενσωματώθηκαν σε πολλές τεχνολογίες (στο LIBRIe, ένα e-reader της Sony, στο F3, ένα κινητό τηλέφωνο της Motorola αλλά και στο πρώτο Amazon Kindle, μεταξύ άλλων).
Γιατί υπάρχουν ακόμα e-paper αφού έχουμε πια LCD?
Στην καθημερινότητα μας περνάμε αναμφισβήτητα πολλές ώρες μπροστά από LCD οθόνες (σε κινητά, υπολογιστές ακόμα και smartwatches). Γιατί λοιπόν να χρησιμοποιούμε ακόμα οθόνες e-paper?
Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα των οθονών e-paper έναντι των παραδοσιακών LCD είναι η εξαιρετική ενεργειακή τους απόδοση. Δεδομένου ότι οι e-paper καταναλώνουν ενέργεια μόνο όταν αλλάζει το περιεχόμενο της οθόνης (refresh), παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας τους, καθιστώντας τις ιδανικές για συσκευές όπως τα e-readers αλλά και ιδανικές οθόνες για συσκευές που δεν αλλάζουν συχνά ενδείξεις στην οθόνη τους (ρολόγια, υγρασιόμετρα κτλ). Η ανακλαστική φύση του e-paper του επιτρέπει να παραμένει ορατό κάτω από έντονο ηλιακό φως χωρίς καμία αντανάκλαση, ενώ οι οθόνες LCD δυσκολεύονται σε τέτοιες συνθήκες. Το γεγονός αυτό όχι μόνο μειώνει το λειτουργικό κόστος για την ίδια την οθόνη, αλλά παρέχει επίσης μια ξεκούραστη εμπειρία θέασης για τους χρήστες.
Ενώ οι οθόνες e-paper προσφέρουν αρκετά πλεονεκτήματα, οι παραδοσιακές οθόνες όπως οι LCD και οι OLED εξακολουθούν να κυριαρχούν σε ορισμένες περιπτώσεις. Οι LCD υπερέχουν σε σενάρια που απαιτούν βίντεο υψηλής ταχύτητας και δυναμικά γραφικά, όπως στο gaming και το video streaming. Επιπλέον, συσκευές όπως τα smartphones, τα tablets και οι οθόνες υπολογιστών βασίζονται συχνά στις παραδοσιακές οθόνες για την ικανότητά τους να παρέχουν ζωντανά χρώματα και ταχύτερους ρυθμούς ανανέωσης.
Η επιλογή μεταξύ των e-paper και των παραδοσιακών οθονών εξαρτάται τελικά από την προοριζόμενη εφαρμογή, με κάθε τεχνολογία να έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και αδυναμίες.
Πλεονεκτήματα & Μειονεκτήματα των e-paper
Αφού εξηγήσαμε ότι το epaper έχει λόγο ύπαρξης, μπορούμε να συγκεντρώσουμε τα χαρακτηριστικά που μπορεί να το κάνουν ιδανική επιλογή:
+ Πλεονεκτήματα:
- Μεγάλη αναγνωσιμότητα σε άμεσο ηλιακό φως: Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές οθόνες με οπίσθιο φωτισμό, οι οθόνες E-Ink δεν παρουσιάζουν ενοχλητικές αντανακλάσεις ή ξεθώριασμα κάτω από έντονο φως. Αυτό τις καθιστά εύκολα αναγνώσιμες και ξεκούραστες για το ανθρώπινο μάτι ακόμα και κάτω από φωτεινές συνθήκες (τόσο σε εσωτερικό όσο και σε εξωτερικό χώρο).
- Ευρεία Γωνία Θέασης: Οι οθόνες E-Ink έχουν ευρεία γωνία θέασης (>170°), παρόμοια με το χαρτί. Το περιεχόμενο τους παραμένει ορατό από διάφορες οπτικές γωνίες χωρίς παραμορφώσεις ή ξεθώριασμα του χρώματος.
- Χαμηλή Κατανάλωση Ενέργειας: Οι οθόνες e-paper καταναλώνουν ελάχιστη ενέργεια, καθώς χρησιμοποιούν ενέργεια μόνο όταν μεταβάλλεται το περιεχόμενο τους. Αυτή η ικανότητα παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας τους, επιτρέποντας στις συσκευές με οθόνες e-paper να λειτουργούν ακόμα και για μήνες με μία μόνο φόρτιση.
- Οικολογική Επιλογή: η ενεργειακά αποδοτική τους φύση συμβάλλει στη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, καθιστώντας τις μια πιο φιλική προς το περιβάλλον επιλογή σε σύγκριση με τις παραδοσιακές οθόνες.
- Μέγεθος & Βάρος: λόγω κατασκευής, είναι συνήθως λεπτές και ελαφριές, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για φορητές συσκευές και για εφαρμογές όπου ο περιορισμένος χώρος και το μικρό μέγεθος και βάρος είναι σημαντικοί παράγοντες!
- Λειτουργία Grayscale: για να έχουμε ταχύτερα refresh rates, οι έγχρωμες οθόνες e-paper έχουν συχνά δυνατότητα λειτουργίας σε τόνους του γκρι. Έτσι πετυχαίνουν καλύτερες επιδόσεις θυσιάζοντας μόνο την έγχρωμη λειτουργία.
– Μειονεκτήματα:
- Περιορισμένο Color Gamut: Παρόλο που οι έγχρωμες οθόνες e-paper έχουν βελτιωθεί με την πάροδο των χρόνων, εξακολουθούν να έχουν περιορισμένη γκάμα χρωμάτων σε σύγκριση με τις οθόνες LCD ή OLED.
- Χαμηλότερα Refresh Rates: Δεδομένου ότι έχουν σχεδιαστεί κυρίως για στατικό περιεχόμενο, παρουσιάζουν χαμηλότερο ρυθμό ανανέωσης σε σύγκριση με τις παραδοσιακές οθόνες. Αυτό περιορίζει την χρήση τους σε project με γρήγορες κινούμενες εικόνες ή αναπαραγωγή βίντεο.
Εφαρμογές
Η τεχνολογία των οθονών e-paper βρίσκει (εξ’ορισμού) εφαρμογή σε περιπτώσεις που απαιτείται η αντικατάσταση του χαρτιού με κάτι πιο δυναμικό. Με αντίστροφη λογική, οι οθόνες e-paper χρησιμοποιούνται επίσης σε περιπτώσεις που οι συμβατικές οθόνες τείνουν να είναι μια ενεργειακά ασύμφορη λύση και η εφαρμογή απαιτεί την απεικόνιση δεδομένων σε μια custom οθόνη χαμηλής κατανάλωσης.
Κάποια από τα σημεία που συναντάμε εφαρμογές οθονών e-paper είναι:
Σε σημεία λιανικής πώλησης
Ηλεκτρονικές ετικέτες ραφιών: οι ηλεκτρονικές ετικέτες, όπως καρτελάκια τιμών σε σούπερ μαρκετ, μπορούν να ενημερωθούν μαζικά εξ’αποστάσεως για να ανταποκρίνονται στις τελευταίες τιμές, προσφορές ή ακόμα και διαθεσιμότητες, μειώνοντας τις χειροκίνητες αλλαγές στα ράφια. Αυτό μειώνει αυτόματα τόσο την χρήση χαρτιού όσο και τον χρόνο απόκρισης στις αλλαγές αποθεμάτων και τιμολογιακών πολιτικών.
Διαδραστική Σήμανση σε σημεία POP/POS: η χρήση των epaper σε σημεία λιανικής μπορεί να λειτουργήσει ως ενημερωτική οθόνη προϊόντος με δυνατότητα ανανέωσης τιμών και χαρακτηριστικών. Επίσης μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά σημεία και προϊόντα.
Προϊόντα τεχνολογίας:
Smartwatches, GPS και fitness trackers: πολλά smartwatches και fitness trackers χρησιμοποιούν οθόνες e-paper για να μεγιστοποιήσουν την διάρκεια της μπαταρίας τους.
Οθόνη σε μετρητές Υγρασίας/Θερμοκρασίας: ίσως μια από τις συνηθέστερες εφαρμογές των e-paper είναι η οθόνη σε συσκευές που μένουν σε αδράνεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα όπως υγρόμετρα και θερμόμετρα.
Σε έξυπνα γραφεία:
Κάρτες εργαζομένων: συναντώνται συχνά ως «ID badge» σε “smart offices” για να παρουσιάσουν τα στοιχεία εργαζομένου και να παρέχουν πρόσβαση και ταυτοποίηση χωρίς την ανάγκη συχνής φόρτισης συνδυαζόμενες με δυνατότητες NFC.
Σε Meeting Room ή σε συνέδρια: για να δείξουν την διαθεσιμότητα ή την λειτουργία του χώρου (με ασύρματη ενημέρωση περιεχομένου μέσω ημερολογίου ή μέσω της γραμματείας).
Ψηφιακή σήμανση δημόσιων χώρων:
Διαδραστική Σήμανση σε μουσεία: ευανάγνωστες περιγραφές έργων τέχνης με δυνατότητα αλλαγής γλώσσας με οθόνες e-paper!
Οθόνες σε εξωτερικό χώρο: η εξαιρετική απόδοση των e-paper σε συνθήκες έντονου φωτισμού τις κάνουν ιδανική επιλογή για σήμανση σε εξωτερικό χώρο. Έτσι βρίσκουν εφαρμογή σε αεροδρόμια, mall και μέσα μαζικής μεταφοράς!
Στον τομέα της υγείας:
Καρτέλα Ασθενή: μέσω της τεχνολογίας e-paper οι καρτέλες ασθενή μπορούν να ενημερώνονται με τα τελευταία στοιχεία και το τρέχον ιστορικό παρέχοντας μια αξιόπιστη και σύγχρονη παρακολούθηση.
Ενσωμάτωση σε ιατρικά προϊόντα: Εξειδικευμένες εφαρμογές των e-paper μπορούν να βρεθούν και σε ιατρικά προϊόντα, ως οθόνες που αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον.
Συμπέρασμα
Όλες οι παραπάνω εφαρμογές κάνουν χρήση της τεχνολογίας e-paper λόγω των χαρακτηριστικών της και της ευελιξίας της. Χιλιάδες ακόμα εφαρμογές όμως, είναι δυνατές.
Βρείτε την δική σας οθόνη e-paper στην Grobotronics και κατασκευάστε custom projects που προσφέρουν updates σε πραγματικό χρόνο σε μια ηλεκτρονική επιφάνεια ¨σαν χαρτί¨!
