e-Ink: una rivoluzione nel mondo dei display
Negli
ultimi anni abbiamo potuto assistere al perfezionamento ed alla
diffusione dei display LCD. Siamo passati da ingombranti e pesanti
display CRT a piccoli e comodi display piatti. Non solo, anche
all'interno della stessa tecnologia TFT sono stati fatti passi
da gigante in termini di qualità, consumo e costi.
Con la diffusione di questo tipo di dispositivi,
soprattutto sui sistemi Mobile, si sono però evidenziati
alcuni aspetti critici della tecnologia a cristalli liquidi. Tali
display infatti necessitano di retro-illuminazione e come tali
hanno scarsa visibilità alla luce ambiente. Questo ne limita
fortemente l'utilizzo in zone fortemente illuminate ed in ogni
caso pregiudica una ottimale e confortevole lettura in normali
condizioni di illuminazione. Inoltre, la retroilluminazione consuma
molta energia e limita inevitabilmente la durata delle batterie.
Chi utilizza un palmare, un e-book o anche un comune portatile
all'esterno sa di cosa stiamo parlando.
Per
questo molti gruppi di ricerca stanno da anni cercando di mettere
a punto sistemi di visualizzazione in grado di imitare la normale
stampa su carta, in modo da non necessitare di retroilluminazione
e garagntire la massima leggibilità in ampie condizioni
di illuminazione. Varie aziende, come Xerox, Philips, ed altre
meno note hanno messo a punto prototipi di "inchiostro e
carta elettronica", dispositivi cioè in grado di dare
il look&feel della carta (elevato contrasto e coefficiente
di diffusione della luce ambientale) unito ad una completa programmabilità.
L'inchiostro
elettronico, o sarebbe meglio dire la carta elettronica, potrebbe
permettere all'inizio la realizzazione di dispositivi portatili
per la lettura di quotidiani, libri,etc (e-book, vedi figura in
alto) per poi andare a sostituire il display del telefono e del
palmare. Ma potrebbe anche concorrere alla realizzazione di grandi
display riconfigurabili per pubblicità o altro.
Come funziona e-Ink
Il
processo di funzionamento dell'inchiostro elettronico è
invero molto semplice: uno speciale film sottile trasparente,
che costituisce il foglio elettronico, è suddiviso in milioni
di microcelle contenenti a loro volta microcapsule di pigmenti
ionizzati. Metà delle capsule contengono pigmenti di colore
nero caricati negativamente, l'altra metà contengono invece
pigmenti di colore bianco carichi positivamente. Le microcapsule
sono immerse in un fluido trasparente.
Applicando
al film sottile una carica elettrica sul retro del foglio in corrispondenza
di ciascuna microcella, è possibile far emergere verso
l'osservatore i pigmenti neri, i pigmenti bianchi o un mix in
base alla polarizzazione della carica applicata.
Il meccanismo è illustrato in questa immagine:
Proprietà dell' inchiostro elettronico
I vantaggi dell'inchiostro elettronico rispetto
alle altre tipologie di display per dispositivi portatili sono
molte. Come si vede dalla tabella sottostante i comuni display
usati in palmari o altri dispositivi, hanno una bassa capacità
di visualizzazione in ambienti illuminati. Questo perchè
la capacità di riflettere la luce ambiente, come fa la
comune carta, è molto ridotta nei display TFT.
La carta di un newspaper ha la capacità
di diffondere il 64% della luce incidente contro il 4-11% dei
display LCD tradizionali.
L'inchiostro elettronico innalza questo valore al 30-40%, molto
più di un display e abbastanza vicino ad un comune foglio
di carta.
Anche il contrasto migliora molto e supera addirittura quello
della comune carta stampata. In queste condizioni, un foglio elettronico
risulta leggibile quanto un foglio di carta stampata. La lettura
risulta così confortevole e riposante in un ampissimo range
di condizioni di illuminazione ambiente.
Come
si vede ancora più in dettaglio nello schema qua sopra,
a differenza dei migliori TFT transreflective (usati nei palmari
di ultima generazione) in cui le prestazioni dipendono molto dall'angolo
di illuminazione, l'e-ink evidenzia un comportamente ottimale
a tutte le angolazioni.
L'altra
proprietà particolarmente importante è il ridottissimo
consumo. Infatti, si impiega energia solo nella fase di transizione
tra uno stato e l'altro, e le "configurazioni" possono
in pratica essere rese permanenti azzerando il consumo fino alla
successiva riconfigurazione. Il consumo può quindi essere
anche molto basso per applicazioni a basso tasso di aggiornamento.
In un e-book costruito con questa tecnologia, si consumerebbe
energia solo nel cambio di pagina. Questo comporta autonomie enormi
permettendo applicazioni attualmente semplicemente impensabili.
Applicazioni future
L'
immediata e più naturale applicazione di una tale tecnologia
sarà sicuramente la realizzazione di efficaci e comodi
e-book. E' evidente che poter leggere in modo comodo ed efficace
manuali, riviste, newspaper e libri con un dispositivo leggero,
compatto e dal consumo quasi nullo, rappresenta una prospettiva
allettante.
Nell'immagine qui in basso potete vedere una
ipotetica applicazione in tal senso: l'utente scarica sul proprio
e-book l'ultimo numero del prorprio quotidiano preferito usando
un cellulare. La resa visiva è molto vicina a quella della
carta.
All'inizio
la tecnologia potrà rappresentare solo gradazioni di grigio.
Con l'avvento del colore (previsto per il 2005) e l'aumento della
velocità di commutazione delle microcelle, questi disposirivi
potrebbero iniziare a soppiantare i display di cellulari e palmari.
Successivamente, grandi display e display trasparenti
con possibilità (ma non obbligo) di retroilluminazioni
potrebbero soppiantare del tutto gli attuali display TFT.
Conclusioni
Come abbiamo avuto modo di vedere, la tecnologia
e-Ink risulta indubbiamente molto interessante. Le prime applicazioni
commercializzabili dovrebbero apparire nell'arco del 2004 ma i
tempi per passare dal bianco e nero al colore e dalla visualizzazione
semi-statica alle scene dinamiche potrebbero però essere
lunghi (2007 e oltre).
E' quindi più probabile che nel frattempo
si assista ad un passaggio dall'attuale tecnologia TFT alla promettente
tecnologia OLED, già analizzata su queste pagine (vedi
questo
precedente numero di TdS dedicato ai display OLED).
Solo successivamente si potrebbe avere un ulteriore
evoluzione avvicendamneto tra le tecnologie, o una convivenza
pacifica in ambiti di utilizzo sostanzialmente diversi.
Anche per questa volta è tutto, arrivederci
alla prossima puntata di Tecnologie
da Sogno...
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