Вторая бумажная: эволюция электронной бумаги

Несмотря на обилие экранов, люди по-прежнему предпочитают читать с бумаги. Сможет ли «электронная бумага» вытеснить настоящую?

Разработки в этой области насчитывают уже три с половиной десятка лет, тем не менее с выходом на массовый рынок долгожданное новшество должно полностью изменить наши привычки, связанные с чтением, письмом и обучением. Вполне возможно, что мы стоим на пороге такой революции, которую можно сравнить лишь с аналогичным техническим чудом XV века — изобретением печатного станка. Электронная бумага гибка, потребляет ничтожные количества энергии, дешева и технологична, а главное — проста и удобна в использовании. Еще не успеет подойти к концу следующее десятилетие, а мы уже привыкнем и к библиотекам, умещающимся на микрочипах, и к исчезновению большей части печатающихся на бумаге газет. Грядет «вторая бумажная революция».

Инкубатор идей

В 1970-х годах исследовательский центр компании Xerox в Пало-Альто (PARC) выступал в роли локомотива технического прогресса. Именно там были выношены и нашли свое воплощение такие атрибуты будущего компьютерного мира, как компьютерная «мышка», лазерный принтер, сеть Ethernet, графический пользовательский интерфейс, цветная графика и множество перспективных языков программирования. В 1974 году один из сотрудников PARC Николас Шеридон разработал еще одну новинку, которая едва не потерялась в этом бурном потоке революционных изобретений, — Gyricon (от греческого — «вращающееся изображение»). В конце концов именно эта идея и легла в основу электронной бумаги.

В конце 1960-х в PARC разрабатывали персональный компьютер Alto. Это был первый в мире офисный компьютер для работы с текстами, но у изумительного аппарата был один серьезный недостаток — его дисплей на основе электронно-лучевой трубки хотя и был лучшим по тем временам, все равно был недостаточно ярким и контрастным, и работать с ним можно было только в затемненном помещении. Нескольким исследователям поручили найти более удачное решение, которое позволило бы работать при нормальном освещении. Ник Шеридон разработал Gyricon, дисплей на основе двухцветных микрошариков, и дисплей, основанный на электрокапиллярном эффекте. Остальные сотрудники работали над принципом электрофореза (в дальнейшем разработка таких дисплеев была прекращена из-за очень малого ресурса этих устройств).

От дисплеев к принтерам

В течение полутора лет Шеридон работал параллельно и над электрокапиллярностью, и над технологией Gyricon, но потом решил остановиться на последней и довести ее до ума. Полагая в дальнейшем вернуться и к электрокапиллярному дисплею, он отложил подачу патентной заявки до начала 1990-х годов. Когда же эти заявки были опубликованы в Европе, одна из университетских исследовательских групп возобновила работы, предложив новый термин — «электроувлажнение» (electro-wetting). Сейчас этот принцип интенсивно изучается и его считают многообещающим кандидатом на роль «электронной бумаги». Каждый пиксель такого дисплея состоит из белой подложки, поверх которой расположен прозрачный электрод

и (снизу вверх) слои гидрофобного изолятора, окрашенного масла и воды. В свободном состоянии масло тонким слоем распределяется по всей поверхности ячейки, образуя черный пиксель. При подаче напряжения между электродом и водой последняя вытесняет масло с поверхности гидрофобного покрытия и заставляет его принять компактную выпуклую форму. При этом капля масла занимает очень малую поверхность всей ячейки, так что пользователь видит белую подложку (белый пиксель).

В настоящее время наиболее распространенная технология «электронной бумаги», используемая в серийных портативных устройствах, основана на электрофорезе. На рисунке показана схема, разработанная компанией E Ink.

Руководство исследовательского отдела Xerox похвалило работы Шеридона над технологией Gyricon, однако указало ему, что производство дисплеев не входит в сферу интересов корпорации. Исследователю посоветовали заняться новыми технологиями в сфере печати, чтобы корпорация могла успешнее противостоять японскому натиску на рынке копиров и принтеров. Шеридон разработал новую технологию электронной печати на основе ионографии, в которую компания вложила около $150 млн. Однако буквально на пороге опытного производства первого в мире многофункционального офисного аппарата — принтера, копира, сканера и факса — и эту программу закрыли. «С моей точки зрения, это была фантастическая недальновидность, — говорит Шеридон. — У компании было множество возможностей радикально расширить сферу влияния. У Xerox нашлось достаточно денег, чтобы построить фантастические исследовательские лаборатории, собрать талантливейших людей, но руководство корпорации не смогло выйти за рамки мышления, связанного только с рынком копировальной техники».

Рождение электронной бумаги

«Потребность в подобной технологии я осознал еще в конце 1980-х, — вспоминает Шеридон. — Беседуя в лаборатории, мы неоднократно обсуждали безбумажные технологии, которые должны были появиться с массовым внедрением персональных компьютеров. Но "офис без бумаги" так и остался мечтой. Даже наоборот — персональный компьютер сам оказался жадным потребителем бумаги. В основном это объяснялось стремлением к комфорту — читать документы на бумаге было куда приятнее, чем рассматривать их на мерцающем экране. Всякий докумен"