Одним из стандартов разрешения в полиграфии является значение 300 точек на дюйм (DPI), но, как известно, при больших размерах изображения фиксированное разрешение приведёт к тому, что вблизи картинка будет выглядеть зернистой. Это же относится и к любым экранам, будь то дисплейные панели на жидких кристаллах, квантовых точках, органических светодиодах или «электронной бумаге». Пока речь идёт о размерах порядка книжного или журнального листа, проблемы нет: нужная плотность уже давно достигнута и даже превзойдена. Но если речь идёт о больших форматах, ситуация обстоит совершенно иначе: 300 DPI явно недостаточно.
Стрктура нового материала, строение пикселей и характеристики отражения
Решить эту проблему может технология, разработанная в Техническом Университете Чалмерса (Chalmers University of Technology, CUT), расположенным в городе Гётеборг, Швеция. Команда исследователей из CUT продемонстрировала плазмонные наноструктуры, которые в сочетании с особыми электрополимерами (electrically-tuneable polymers) могут выдавать практически любой цвет. Технология уже вышла из рамок чистой теории, и исследователи продемонстрировали гибкий лист «электронной бумаги» на основе новых принципов. Главным достоинством новой «бумаги» является возможность достижения очень высоких разрешений (теоретически достижима цифра 10 тысяч точек на дюйм), но помимо этого, новая «электронная бумага» в 10 раз экономичнее старой, а значит, она позволит создавать огромные электронные плакаты с высочайшей детализацией, но при этом весьма экономичные.
Электрополимер отвечает за интерактивность новой электронной бумаги
Структура нового материала допускает создание гибких устройств для чтения толщиной менее одного микрометра. При производстве «электронной бумаги» нового поколения используется многостадийная литография: вначале наносится базовый отражающий слой серебра толщиной 150 нм, затем — прослойка оксида алюминия, от толщины которой зависит цвет (эффект интерференции Фабри-Перо), а последние 20 нм занимает слой золота с наноотверстиями, расположенными на расстоянии порядка 150 нм друг от друга. Цвет, как уже было сказано, зависит от толщины оксидной прослойки: так, 48, 93 и 83 нм отвечают за красный, зелёный и синий цвета соответственно. За управление цветом отвечает слой полипирола (polypirrole), оптические свойства которого зависят от подаваемого электрического напряжения. В настоящее время исследователям удалось сформировать «лист» с пикселями базовых цветов размером не более 50 микрометров.
Использование базовых цветов позволяет создавать вторичные цвета. Реакция листа на разные напряжения
Отражающая способность и контрастность новой «электронной бумаги» соответствует аналогичным параметрам современных принтеров, но угол обзора для правильного восприятия цвета пока не превышает 60 градусов. Изображение не подвержено эффекту поляризации, как в ЖК-экранах, коэффициент отражения превышает 90 %, время реакции выражается в сотнях миллисекунд при потреблении менее 0,5 милливатта на квадратный сантиметр. Параметры литографии позволяют упаковать пиксели в «электронной бумаге» нового поколения с невиданной ранее плотностью, до 10 тысяч DPI. Недостатки у новой технологии есть: такая «бумага» не является стабильной и во «включённом состоянии» требует поддержания электрического потенциала, но требуемая плотность тока невелика — менее 400 микроампер на квадратный сантиметр при напряжении 1 вольт. К тому же используемый полимер может поддерживать своё состояние при отсутствии напряжения в течение 5‒10 секунд и исследователи надеются увеличить этот промежуток за счёт использования более совершенных электрополимеров.
В настоящее время команда разработчиков нового поколения «электронной бумаги» ищет возможности к снижению себестоимости производства. Возможными кандидатами на роль гибких прозрачных проводников являются графеновые материалы или оксид индия-олова. Как уже упоминалось, ведутся также работы над созданием более совершенного и экономичного электрополимера.
Источник:
