El papel electrónico ( ing. e-paper, papel electrónico ; también tinta electrónica , ing. e-ink ) es una tecnología de visualización de información diseñada para simular la impresión convencional en papel y basada en el fenómeno de la electroforesis . A diferencia de las pantallas LCD transflectivas , que usan un lumen para formar una imagen con una capa reflectante adicional y requieren un suministro continuo de electricidad para mantener un nivel determinado de transparencia de píxeles, el papel electrónico forma una imagen en la luz reflejada como el papel normal y puede almacenar una imagen de texto y gráficos durante un período de tiempo suficiente sin consumirenergía eléctrica y gastarla sólo en cambiar la imagen. A diferencia del papel tradicional, la tecnología le permite cambiar arbitrariamente la imagen grabada.
El papel electrónico se desarrolló en el proceso de mejora de los dispositivos de visualización de información. Las pantallas LCD en el momento de la creación del papel electrónico ya eran uno de los dispositivos más económicos, teniendo en modo estático consumos a nivel de unidades de microamperios e incluso menos, y no requerían energía para emitir luz, ya que eran livianas. dispositivos de modulación. Pero, en primer lugar, tenían grandes pérdidas de luz debido a la presencia de dos polarizadores en su diseño y la densidad óptica relativamente baja de los LCD "encendidos" , lo que da como resultado un brillo bastante bajo con el contraste de la imagen resultante y una visualización bastante pequeña. ángulo; en segundo lugar, no podían almacenar la información visualizada: aunque esta tarea podría trasladarse a elementos CMOS estáticamente económicos , dado que este tipo de visualizadores en sí tienen un bajo consumo en modo estático, debido a las características fisicoquímicas de las moléculas de los LCD prácticamente usados, para Para evitar la destrucción de moléculas, se requiere un suministro de voltaje alterno (modo dinámico) que, debido a la naturaleza capacitiva de la celda LCD, conduce a un aumento notable en el consumo de energía, o, en el caso de LCD especiales resistentes a la corriente continua , condujo a una fuerte complicación para los circuitos de dispositivos de pantallas grandes, económicamente injustificada debido a las limitaciones de la tecnología disponible en ese momento. [una]
La creación de la tecnología de "papel electrónico" pretendía superar estas limitaciones. La imagen en él se forma de la misma manera que escribir en papel ordinario con un lápiz: partículas de pigmento sólido en (c) un material microestructural que dispersa la luz como fibras de papel, por lo que el ángulo de visión es casi el mismo que el de ordinario papel, superando con creces al de las pantallas planas de cristal líquido. El papel electrónico también es un dispositivo de modulación de la luz con sus propiedades positivas inherentes y funciona en su forma pura en luz reflejada sin transformaciones intermedias del flujo de luz [2] , como una hoja regular con texto impreso o una imagen, como resultado de lo cual Se logra un alto brillo y contraste de la imagen resultante. El efecto memoria es proporcionado por la retención de partículas de pigmento en la superficie de un cuerpo sólido (sustrato) por fuerzas de van der Waals [3] .
Técnicamente, el término exacto es indicador electroforético, ya que casi todas las modificaciones de esta tecnología utilizan el fenómeno de la electroforesis [3] .
El papel electrónico fue desarrollado por primera vez en el Centro de Investigación de Palo Alto de Xerox por Nick Sheridon en la década de 1970 . El primer papel electrónico, llamado Gyricon ( ing. Gyricon ), consistía en esferas de polietileno de 20 a 100 micras de diámetro . Cada esfera constaba de una mitad negra cargada negativamente y una mitad blanca cargada positivamente [4] . Todas las esferas se colocaron en una lámina de silicona transparente , que se llenó de aceite para permitir que las esferas giraran libremente. La polaridad del voltaje aplicado a cada par de electrodos determinaba de qué lado giraba la esfera, dando así un punto blanco o negro en la pantalla [5] .
En la década de 1990, JD Albert , Barrett Comiskey, Joseph Jacobson, Jeremy Rubin y Russell Wilcox inventaron otro tipo de papel electrónico. Posteriormente, co-fundaron E Ink Corporation , que, junto con Philips , desarrolló y llevó la tecnología al mercado dos años después.
El principio de funcionamiento era el siguiente: se colocaban partículas blancas cargadas eléctricamente en microcápsulas llenas de aceite coloreado. En las primeras versiones, el cableado subyacente controlaba si las partículas blancas estaban en la parte superior de la cápsula (por lo que era blanca para el espectador) o en la parte inferior (el espectador vería el color del aceite) [6] . En realidad, fue una reutilización de la ya conocida tecnología de pantalla electroforética (del griego φορέω - para transferir), pero el uso de cápsulas hizo posible hacer la pantalla usando láminas de plástico flexibles en lugar de vidrio.
Por lo general, el papel electrónico en color consiste en filtros ópticos de colores delgados [7] que se agregan a la pantalla monocromática descrita anteriormente. El conjunto de puntos se divide en tríadas, que generalmente consisten en los tres colores CMYK estándar : cian , magenta y amarillo. A diferencia de las pantallas retroiluminadas, en las que se utilizan RGB y adición de color, los colores se forman en la tinta electrónica por sustracción, como en la impresión.
La primera empresa que logró llevar dicha tecnología al mercado sigue siendo la misma E Ink. Su matriz Triton, que produce varios miles de tonos de color, ya se usa en lectores.
A principios de 2011, se anunció el primer eReader que utilizaba la tan esperada tecnología Mirasol de Qualcomm. Junto con la empresa de libros Kyobo, sacaron al mercado un E-reader con esta tecnología llamado Kyobo eReader. [ocho]
La primera tecnología de papel electrónico en ingresar al mercado masivo.
En la segunda generación se mejoró el tiempo de respuesta, el consumo de energía y el contraste.
En la tercera generación, apareció una imagen en color.
Tecnologías de papel electrónico similares a E-Ink, pero que funcionan con principios ligeramente diferentes.
La ventaja es una mayor duración de la batería, que es mejor que otros dispositivos electrónicos con pantallas. Una pantalla basada en papel electrónico consume energía cuando la información mostrada cambia (como pasar las páginas), mientras que una pantalla LCD típica consume energía todo el tiempo.
Actualmente, las pantallas basadas en papel electrónico tienen tiempos de actualización muy largos (del orden de 200 ms en 2011 [9] ) en comparación con las pantallas LCD . Esto evita que los fabricantes utilicen elementos de interfaz interactivos complejos (menús animados y punteros del mouse, desplazamiento ) que se usan ampliamente en las PDA . Sobre todo, esto afecta la capacidad del papel electrónico para mostrar una parte ampliada de un texto grande o imágenes en una pantalla pequeña.
Otra desventaja de esta tecnología es la susceptibilidad de la pantalla a daños mecánicos [10] , aunque esto no se aplica a todas las modificaciones de dichas pantallas. De hecho, las pantallas creadas por E-ink utilizando E-ink Vizplex, las tecnologías E-ink Pearl se basan en un sustrato de vidrio muy delgado y frágil; sin embargo, en la tecnología E-ink Flex, el sustrato de vidrio se reemplaza por uno de plástico y tales pantallas incluso se puede doblar un poco. Son mucho menos susceptibles a daños por impactos y deformaciones que E-ink Vizplex, E-ink Pearl [11] .
En 2013, se realizó un estudio que demostró que leer en una pantalla LCD ( Kindle Fire HD participó en el estudio ) causa más fatiga ocular que la tinta electrónica (usando el estudio Kindle Paperwhite como ejemplo ) o los libros en papel [12] .
Un estudio anterior en 2012 que también comparó la pantalla LCD y la tinta electrónica no encontró diferencias significativas en los efectos sobre la visión y la fatiga ocular [13] . El estudio concluyó que no era la tecnología en sí, sino la calidad de la imagen lo que era más importante para la lectura.
El papel electrónico es liviano, duradero y las pantallas basadas en él pueden ser flexibles (aunque no tanto como el papel normal). Las aplicaciones previstas incluyen libros electrónicos , que pueden almacenar versiones digitales de muchas obras literarias, señalización electrónica, publicidad exterior e interior.
Las empresas de tecnología están inventando nuevos tipos de papel electrónico y están buscando formas de implementar esta tecnología. Por ejemplo, la modificación de pantallas de cristal líquido, pantallas electrocrómicas (vidrio inteligente), así como el equivalente electrónico del juguete infantil " Pantalla Mágica ", en el que aparece la imagen debido a la adhesión de la película al sustrato, desarrollado por el Universidad Japonesa de Kyushu. De una forma u otra, el papel electrónico fue desarrollado por Gyricon (derivado de Xerox ), Philips , Kent Displays ( pantallas colestéricas ( eng. cholesteric )), Nemoptic ( nemático biestable ( ing. biestable nemático) - BiNem - tecnología), NTERA ( pantallas electrocrómicas NanoChromics), E Ink y SiPix Imaging ( electroforética ) y muchas otras.
Fujitsu mostró su papel electrónico en una exhibición en el Foro Internacional de Tokio .
E Ink Corporation , junto con Philips y Sony , ha hecho la mayor contribución a la introducción y popularización del papel electrónico. En octubre de 2005, anunció que a partir del 1 de noviembre de 2005 suministraría kits para desarrolladores consistentes en pantallas de 800 x 600 de 6 pulgadas.
La introducción de la tecnología de tinta electrónica provocó un aumento significativo en el mercado de libros electrónicos. Ya en 2006, se produjeron varios modelos. Cada año se anuncia un número mucho mayor de prototipos .
En febrero de 2016, el diario financiero belga De Tijd de Amberes anunció planes para vender una versión electrónica del periódico a suscriptores selectos. Fue la primera aplicación de este tipo de papel electrónico. A principios de 2007, el New York Times comenzó a probar alrededor de 300 de sus propios periódicos electrónicos funcionales [14] .
En 2006, Motorola presentó el teléfono Motorola F3, que utiliza una pantalla de segmento de E Ink Corporation [15] . YotaDevices también lanzó el teléfono inteligente ruso Yotafon [16 ] .
A fines de 2013, salió a la venta el Sony DPT-S1 , un "sistema de papel digital" portátil para usuarios comerciales con una pantalla de 13,3 pulgadas de E Ink Corporation y la capacidad de agregar notas escritas a mano con un lápiz [17] .
La empresa japonesa Toppan Printing, junto con el Ministerio del Interior y la Oficina de Comunicaciones, están probando carteles de papel electrónico . Se informa que el consumo de energía eléctrica de un cartel de 3,2 x 1,0 metros es de 24 vatios [18] .
Desde 2013-2014, las pantallas de papel electrónico han ganado popularidad como reemplazo de las etiquetas de precios tradicionales en las tiendas minoristas. A partir de febrero de 2017, hay más de 15 fabricantes de etiquetas de precio electrónicas en el mundo, las tiendas de varias cadenas minoristas ya están equipadas con dichos dispositivos, en particular MediaMarkt en Rusia y Kohl's en EE. UU.
En las calles de California, los autos con números digitales comenzaron a ganar popularidad. Los números consisten en una pantalla (que también puede mostrar otra información), un chip e incluso una batería. Los dispositivos utilizan la misma tecnología que se utilizó para crear lectores Kindle.
El precio de tales números es de $ 700, excluyendo el costo de instalación, y por lo tanto, es poco probable que este desarrollo se produzca en masa y pueda ingresar al mercado mundial en un futuro cercano. [19]
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