Papier nie do zdarcia

Papieru używamy od prawie 2000 lat - to jedna z najważniejszych zdobyczy cywilizacji. W tym roku zużyjemy go na świecie ok. 280 mln ton. Pod względem łatwości użycia i ceny nie ma konkurencji. Czy e-paper ma szansę to zmienić? Można go zginać, składać, a nawet zwijać w rolkę, a mimo to ciągle wyświetla tekst. Niestety, nie nadaje się do innych zastosowań do jakich przywykliśmy...

Papieru używamy od prawie 2000 lat - to jedna z najważniejszych zdobyczy cywilizacji. W tym roku zużyjemy go na świecie ok. 280 mln ton. Pod względem łatwości użycia i ceny nie ma konkurencji. Czy e-paper ma szansę to zmienić? Można go zginać, składać, a nawet zwijać w rolkę, a mimo to ciągle wyświetla tekst. Niestety, nie nadaje się do innych zastosowań, do jakich przywykliśmy...

Działy badawcze wielu firm na całym świecie od dawna pracują nad stworzeniem elektronicznej wersji gazety i komputera "ubieranego" (wearable computer). Potrzebny jest do tego ultracienki, elastyczny wyświetlacz, odporny na dość brutalne traktowanie.

Taki wyświetlacz powstał w efekcie współpracy firm E-Ink i Philips. To pierwszy taki produkt wysokiej rozdzielczości (160 ppi), skonstruowany z zastosowaniem komponentów, które mogą być wytwarzane seryjnie. Połączono tu produkowane przez E-Ink materiały do konstrukcji wyświetlaczy ze specjalnie opracowanymi tranzystorami cienkowarstwowymi i elektroniką sterującą Philipsa. Dało to w efekcie czarno-biały wyświetlacz o niespotykanej wcześniej w tego typu konstrukcjach jakości obrazu i grubości trzech ludzkich włosów. Na razie wyświetlacz otrzymuje zasilanie i dane przewodowo. Prowadzone są jednak prace nad wersją z własnym zasilaniem i modułem komunikacji bezprzewodowej. Obecnie zawartość ekranu może być odświeżana w ciągu ok. 1/4 sekundy, jednak konstruktorzy zamierzają skrócić ten czas nawet dziesięciokrotnie, co pozwoliłoby odtwarzać wideo. Oczywiście, myśli się już w związku z tym o wersji pełnokolorowej. Pierwsze produkty komercyjne z jego zastosowaniem spodziewane są w ciągu następnego roku.

Nieco inną drogą poszła firma Xerox, która pracuje nad tym zagadnieniem już od lat siedemdziesiątych. Xerox Palo Alto Research Center opracował technologię nazwaną Gyricon, która umożliwia produkcję "papieru" do wielokrotnego użytku (do 1000 razy). To arkusz cienkiego, przezroczystego tworzywa sztucznego, w którym umieszczono w pęcherzykach oleistej cieczy miliony kuleczek, na podobieństwo toneru. Kuleczki jednak mogą się swobodnie obracać w tych pęcherzykach, są przy tym dwubarwne (każda półkula ma inny, kontrastowy kolor) i naładowane elektrycznie. Przyłożenie napięcia do powierzchni arkusza powoduje obrót kulek jednym z kolorów do góry i utworzenie wzoru - tekstu lub innego obrazu. Obraz utrzymuje się do czasu przyłożenia do arkusza napięcia według innego wzoru.

Ten e-papier o wysokiej rozdzielczości (160 ppi) może być już dziś wytwarzany seryjnie.

Ten e-papier o wysokiej rozdzielczości (160 ppi) może być już dziś wytwarzany seryjnie.

Obrazy mogą powstawać w urządzeniach przypominających drukarki i być na tyle niewielkie, że jedno z nich Xerox nazwał "różdżka". Taka "różdżka", którą można by nosić przy sobie, zasilana z zewnątrz danymi, wyświetlałaby na papierze dowolne aktualne treści. W razie potrzeby częstej aktualizacji obrazu arkusz zostałby wyposażony w odpowiednią elektrodę i używany jak tradycyjny wyświetlacz. Można też połączyć wyświetlacze jak karty książki, a w jej "grzbiecie" umieścić elektronikę. Produkcją "papieru" Xeroksa zajmuje się firma 3M.

Obecnie ocenia się, że produkt firmy E-Ink i Philipsa jest bardziej zaawansowany i ma większe szanse na komercyjne zastosowanie.

Elektroniczna książka to tylko jedno z możliwych zastosowań e-papieru. Być może, jeszcze długo nie zrezygnujemy z pięknie wydanej książki papierowej, czego dowodzi choćby niewielka popularność czytników e-książek, opartych na dotychczasowych technologiach. Inaczej rzecz ma się z gazetami. Raz kupiona gazeta mogłaby zmieniać swoją zawartość nie tylko raz dziennie, ale na bieżąco - tak, jak choćby portale internetowe. A co stałoby na przeszkodzie, żeby jej treść dostosowywać do upodobań użytkownika, łącznie z reklamami i ogłoszeniami? Nie do pominięcia jest aspekt ekonomiczny i ekologiczny - można zaoszczędzić miliony drzew oraz miliony ton papieru i dziesiątki tysięcy ton farb drukarskich, które obciążają środowisko.

Wróci stare?

Bardzo szybko posuwają się prace nad papierem elektronicznym w laboratoriach IBM.

Bardzo szybko posuwają się prace nad papierem elektronicznym w laboratoriach IBM.

Dawno temu, gdy pergaminowe księgi przepisywano ręcznie, ozdabiano tekst inicjałami i ornamentami. Upowszechnienie się masowego druku sprawiło, że elementy niepełniące w tekście żadnej konkretnej funkcji zniknęły. Dziś jest szansa, że ozdobniki we współczesnej wersji powrócą. Nowoczesna technologia może dać nam książkę z animowanymi ilustracjami i dźwiękiem. Nowe tytuły będzie można ściągnąć z Sieci lub kupić na nośniku pamięci.

Zanim e-papier trafi pod strzechy w postaci książek, niewątpliwie szybciej rozpowszechni się w telefonach komórkowych, handheldach, odbiornikach GPS itd. Jego zalety to dobra czytelność i elastyczność, ale w tych zastosowaniach najcenniejszą zaletą e-papieru jest jego energooszczędność. Ocenia się, że może zużywać od 50 do 100 razy mniej energii od tradycyjnych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych i nie trzeba się długo zastanawiać, żeby zrozumieć, jaki to może mieć wpływ na czas pracy urządzeń. Wynika on po prostu z zasady działania - do utworzenia obrazu potrzebny jest jeden impuls napięcia, a statyczny obraz nie wymaga podtrzymania aż do chwili, gdy trzeba wyświetlić kolejny. Wyświetlacze LCD wymagają ciągłego zasilania.

Fabryka w domu?

Profesor Joseph Jacobson, współzałożyciel E-Ink, idzie jeszcze dalej. Kierowana przez niego grupa naukowców opracowała rodzaj półprzewodnikowego tuszu, który jest roztworem nanokryształów złożonych z kilkudziesięciu do stu atomów. Taki tusz może być nanoszony na różne struktury, w tym również arkusze tworzywa sztucznego. W ten sposób powstają struktury porównywalne ze strukturami układów procesora Pentium, jednak z wyłączeniem kosztownej i kłopotliwej hodowli i obróbki kryształów krzemu.

Używając drukarki atramentowej Hitachi, Jacobson "wydrukował" miniaturowe systemy, w tym silnik liniowy o pojedynczych podzespołach wielkości 100 µm. Jednym z kolejnych celów grupy jest wyprodukowanie taniego, miniaturowego aparatu fotograficznego, a docelowo - procesorów. Jacobson twierdzi, że tą metodą da się "wydrukować" niemal wszystko, co w tej chwili wytwarzane jest w fabrykach półprzewodników, wyposażonych w urządzenia kosztujące miliardy dolarów.

A może wcześniej doczekamy się animowanych bilboardów i tapet, wyświetlaczy do telefonów, które będzie można rozwinąć do większego rozmiaru w razie potrzeby, znaków drogowych dostosowujących swoją treść do warunków drogowych, ubiorów kamuflujących, zmieniających się zależnie od warunków otoczenia i...


Zobacz również