Hartia Electronica

Hrtia electronic 1

Universitatea Politehnica Bucureti Facultatea de Transporturi

Hrtia electronic poate fi real?

1.Introducere

Afiajele electronice din zilele noastre au evoluat pentru a fi tot mai uoare, mai

eficiente i mai clare.Cu toate acestea, importana hrtiei nu s-a diminuat.nca o

preferm pentru o varietate de motive, ca lizibilitatea. contrastul ridicat,

manevrabilitatea uoar i costul mic.

n acelai timp, un sistem electronic de afiare ofera un mediu informatizat, fr

hrtie i ne scap de scotocirea muniilor de documente atunci cnd dorim aflarea

unei informaii anume.

Hrtia electronic este numit adese ori i hrtie radio sau hrtie

inteligent.Hrtia ar fi perfect cu excepia unui singur lucru evident: cuvintele tiprite nu

se pot schimba.Efortul este de a crea un afiaj electronic dinamic de nalta rezoluie

care s fie subire i suficient de flexibil pentru a deveni urmtoarea generaie de hrtie.

Cerneala electronic este o invenie de pionierat, care combin toate

caracteristicile unui afiaj electronic, confortul pur i versatilitatea fizic a foii de hrtie.

Cum ar fi dac crile electronice ar putea afia volume de informaii, dar s fie la

fel de uoare ca o pagin i ziarele s se actualizeze zilnic wireless?

Cu o cantitate de informaii aflat n continu cretere n mediile electronice, este

un moment oportun de a reflecta dac hrtia electronic este un proiect realist, acum

sau n viitor.

n multe privine, dispozitivele electronice de stocare ca serverele, ofer avantaje

semnificative n privina compactarii i accesibilitaii.Chiar i aa, hrtia are numeroase

calitai care nu pot fi reproduse folosind tehnologia existenta.

Hrtia electronic 2


2.Beneficiile mediului electronic.

Noi toi suntem obinuii cu beneficiile informaiei electronice.Reprezentrile

digitale sunt mult mai convenabile n privina costului, a transmiterii i a stocrii.De

exemplu, odat ce un text a fost transpus n form digital, poate fi distribuit n cteva

secunde n numeroase reele informatice.

Avantaje mult mai importante sunt secvenele dinamice cum ar fi animaiile,

sunetele i secvenele video ce i se pot asocia.

Cu toate acestea, necesitatea mediilor tiprite nu poate fi negat. Utilizarea pe

scar larg a faxului arat c hrtia nca deine atraciile sale la fiecare capt al unei

comunicri, chiar dac transferul se realizeaza digital.n ciuda ateptrilor,

calculatoarele par s fi condus pn n prezent la o cretere a utilizrii hrtiei la locul de

munc.

3.Scurt Istoric

Ideea hrtiei electronice este mai veche dect s-ar putea banui. Cercetarile au

nceput n anii 70 n dou dintre cele mai reputate laboratoare din SUA: la Xerox PARC

(Palo Alto Research Center) i la M.I.T. Media Labs. Ambele ncercari au pornit de la

ideea de a ncorpora ntr-un material flexibil i transparent o reea de particule

minuscule care s-i schimbe culoarea sub influena unui cmp electric. Dei metodele

au fost diferite, rezultatele vizate erau aceleai: hrtia trebuia s fie subire i flexibil,

imaginea s aib un contrast comparabil cu tipritura, s poata fi tears i rescris de

multe ori i, n plus, inscripionarea s se menin fr alimentare electric

4.Caracteristici generale

Hrtia electronic este o tehnologie de afiare conceput pentru a imita efectul

obinuit de cerneal pe hrtie.Spre deosebire de display-urile convenionale care emit

lumina din spate, panourile de afiaj electronic reflect lumina asemeni hrtiei obinuite,

fcnd cititul mult mai confortabil, confera un unghi de vizualizare mult mai mare fa de

monitoarele convenionale i claritate chiar i n lumina direct a soarelui fr

estomparea imaginii.

Hrtia electronic este de fapt un display flexibil, de doar 0,3 mm grosime i

14,1 (35,9 cm) diagonal, care poate afia 4.096 culori i are un unghi de vizibilitate de

180 de grade. Imaginile sunt clare chiar i atunci cand hrtia este flexat.Cele mai

frecvente tipuri de hrtie electronic sunt cele monocrome.

Hrtia electronic 3


Noul tip de display este realizat dintr-un strat metalic i un substrat de plastic,

spre deosebire de substratul de sticl folosit pn acum la e-paper, ceea ce i confer

flexibilitate, meninnd calitatea imaginii, echivalent cu cea a unei hrtii color obinuite.

n loc de un ecran tradiional care utilizeaz iluminarea de fundal pentru a

ilumina pixelii, un EPD se bazeaz pe fenomenele tiinifice cunoscute sub numele de

"electroforez" : micarea moleculelor ncrcate electric ntr-un cmp electric.

Diferii productori au ncercat s foloseasc numeroase metode bine-pzite de

a ngloba molecule i a le aplica la un substrat . E Ink, de exemplu, folosete particule

albe ncarcate pozitiv i particule negre ncrcate negativ suspendate ntr-un lichid

limpede ncapsulat. Pentru a forma un afiaj electronic, "cerneala" este tiprit pe o folie

de plastic care prezint la un capat o serie de circuite. Circuitele formeaz un model de

pixeli care pot fi controlat de un software.

Prin aplicarea unui anumit cmp electric, particulele albe trec n partea de sus a

capsulei, unde devin vizibile pentru utilizator. n acelai timp, particulele negre se

deplaseaz n partea de jos a capsulelor,unde sunt ascunse. Prin inversarea acestui

proces, particulele negre apar n partea de sus a capsulei i suprafaa este ntunecat

n acel loc.

5.Tehnologii de fabrcaie

5.1 Gyricon

Prototipul celor de la Xerox PARC a fost dezvoltat de Nick Sheridon numindu-se

Gyricon i a fost materializat n colaborare cu firma 3M.

A constat din sfere de polietilen cu diametrul ntre 75 i 106

microni. Fiecare sfera este o particul Janus compus din

plastic negru ncarcat negativ pe o parte i plastic alb

ncarcat pozitiv pe cealalt parte.Sferele sunt nglobate ntr-o

foaie de silicon transparent, fiecare fiind nglobata ntr-un

balon de ulei astfel ncat aceasta s se poata roti

liber.Polaritatea tensiunii aplicate pentru fiecare pereche de electrozi determin dac

partea alb sau neagr este cu faa n sus, oferindu-se pixelului aspect alb sau negru.

.

Hrtia electronic 4


Rezultatul celor de la M.I.T. a cptat numele E-Ink i const dintr-o pelicul

groas de o zecime de milimetru (- cerneal digital -) care poate fi aplicat pe orice

suport. Desigur, fiecare variant dispune de mijloace de a inscripiona materialul. Pentru

a-i comercializa tehnologia, ambele centre de cercetare au nfiinat companii

comerciale care poart numele tehnologiilor respective.

Adevarul este c primele aplicaii comerciale n-au fost grozav de spectaculoase.

In 1999, E-Ink a vndut o foaie de hrtie digital unui magazin, care o folosea pentru a

afia mesaje ce puteau fi schimbate. i Gyricon vinde un produs similar, care poate fi

util n multe situaii. Semnalul este nsa important: hrtia electronic exista. Este

flexibil, nu poate fi nca pliat, dar poate fi facut sul. Poate afia doar alb-negru,

eventual cu cteva nuane de gri. Poate fi inscripionat de mii de ori, iar calitatea

vizual este comparabil cu cea a hrtiei tiprite: iluminare natural (prin reflexie),

contrast ridicat i vizibilitate bun din orice unghi.

5.2 Ecranul electroforetic

n cel mai simplu ecran electroforetic, particule de dioxid de titan de aproximativ

un micrometru n diametru sunt dispersate ntr-un ulei de hidrocarburi. Un colorant de

culoare nchis se adaug n ulei, mpreun cu ageni tensioactivi i ageni de

ncrcare care determin particulele s-i aloce o sarcin electric. Acest amestec este

plasat ntre dou plci paralele, conductoare separate printr-un decalaj de 10 pn la

100 micrometrii.

Cnd o tensiune este aplicat celor dou plci, particulele vor

migra electroforetic la placa cu sarcina electric opusa lor. n cazul n care particulele se

afl n partea din fa a ecranului, apare nuana de alb, deoarece lumina este risipita

napoi la privitor.

Hrtia electronic 5


Cnd particulele sunt situate n partea din spate a ecranului, apare ntunericul,

deoarece lumina incident este absorbit de vopseaua colorat. Dac electrodul din

spate este mprit ntr-un numr de pixeli, imaginea poate fi format prin aplicarea

tensiunii corespunztoare fiecrei regiuni a ecranului pentru a crea un model de reflexie

i absorbie.

Afiaje electroforetice sunt considerate exemple primare ale categoriei hrtiei

electronice datorit aspectului asementor hrtiei obinuite i consumului de energie

redus.

Schema unui afiaj electroforetic

Schema unui ecran electroforetic folosind filtre de culoare

Hrtia electronic 6


5.3 Ecranul Electrowetting

Displayul electrowetting (EWD) se bazeaz pe controlul unei interfee de ap sau

ulei cu ajutorul unei tensiuni aplicate.

Cu nici o tensiune aplicat, uleiul (colorat), formeaz un film plat ntre ap i

stratul hidrofobic(care respinge apa) de acoperire a electrodului, rezultnd un pixel

colorat.

Atunci cnd este aplicat o tensiune, apa i uleiul nu mai stau nemicate, ducnd

la apariia unui pixel parial transparent sau colorat.

Monitoare bazate pe fenomenul electrowetting au cteva caracteristici

speciale. Comutarea ntre reflecia alb si colorat este suficient de rapid pentru a afia

coninuturi video.

Este o tehnologie de putere i tensiune joas i astfel de ecrane pot fi plate sau

subiri. Reflexia i contrastul sunt mai bune dect cu celelalte tipuri de afiare i se

apropie de cele ale hrtiei.

Hrtia electronic 7


n plus,tehnologia deschide drumul spre luminozitate ridicat a displayurilor color,

ceea ce duce la apariia ecranelor de patru ori mai strlucitoare dect cele de tip LCD i

de dou ori mai luminose dect alte tehnologii emergente.

n loc s foloseasc filtre RGB (RedGreenBlue) sau alternative alor acestor trei

culori primare, n sistemul electrowetting pixelul este capabil s comute ntre culori

diferite independent.

5.4 Ecranul Electrofluidic

Afiajul electrofluidic este o variaie a unui afiaj electrowetting.Un pigment cu

dispersie apoas este plasat ntr-un rezervor mic. Rezervorul cuprinde aproximativ 5-

10% din suprafaa de pixeli ce poate fi vizualizat i, prin urmare, pigmentul este n

mod substanial ascuns de la vedere. Tensiunea aplicat scoate pigmentul din rezervor

i l raspndete n spatele suportului de vizionare. Ca urmare, ecranul prezint culoare

i luminozitate similar cu cea oferit de pigmenii convenionali pe hrtie.Atunci cnd

tensiunea este eliminat lichidul este dispersat rapid i se retrage n rezervor.

Tehnologia de baz a fost inventat la Novel Devices Laboratory de la Universitatea din

Cincinnati. Tehnologia este n prezent comercializat de Dynamics Gamma.

Hrtia electronic 8


5.5 Alte tehnologii

Alte eforturi de cercetare n E-paper au implicat folosirea tranzistorilor

organici ncorporati n substraturi flexibile, inclusiv ncercrile de a i construi n hrtie

convenional.

Hrtia electronic color const ntr-un filtru subire optic colorat adugat la

tehnologia monocrom descris mai sus. Matricea de pixeli este mprit n triade, de

obicei compuse din standardul cyan, magenta i galben, n acelai mod ca

i monitoarele CRT (dei folosind culori substractive primare, spre deosebire de culorile

aditive primare). Afiajul este apoi controlat ca orice alt afiaj electronic color.

6.Caracteristici speciale

Avnd in vedere progresele nanotehnologiei, este de ateptat c n curnd,

hrtia electronic s ncorporeze i senzori de presiune, astfel ncat poate deveni i

dispozitiv de intrare de tip touch screen. Imaginai-v c un mic container cilindric de

dimensiunea unui stilou poate adposti o coal electronic de marimea unei pagini de

carte, care poate fi conectat - far fir, bineneles - la PDA sau la telefonul mobil. Vei

putea s citii corespondena sau s navigai pe Web n modul cel mai comod, oriunde

v-ai afla. Vei putea chiar desena schie pe care s le stocai n memorie. Vei putea

scrie de mn sau, dac preferai, printr-o comand simpl, pagina va afia n partea

de jos o tastatura...

6.1 Claritatea

Hrtia este uor de citit n diferite condiii de iluminare i unghiuri de

vizualizare.Atunci cnd citim un text, att reflexia ct i contrastul sunt factori importani

ai claritaii.

Contrastul oferit e-ink este de fapt, aproape dublu faa de ziarul actual, i

superior ecranelor de tip LCD.Fundalul alb al hrtiei electronice elimin nevoia unei

iluminri suplimentare din spate.

6.2 Nivelul foarte redus de energie electrica necesara

Consum curent doar atunci cnd imaginile se modific. Imaginea rmne

vizibil chiar i atunci cnd hrtia nu este alimentat la curent.

Timpul de remprospatare i durata de schimbare a imaginilor sunt ns mari,

hrtia neputnd fi folosit deocamdat pentru aplicaii grafice sau video.

Hrtia electronic 9


6.3 Subire i uoar

Un modul de afiare electronic este mai subire i mai uor n greutate fa de

dispozitivele LCD obinuite.Aceste beneficii sunt deosebit de importante mai ales n

cazul aplicaiilor portabile inteligente, n cazul crora portabilitatea este primondial.

6.4 Manevrabilitatea

Hrtia electronic este fabricat dintr-un material plastic moale ce conine

particule mici i fluide.Cum nu este un material tare, este extrem de flexibil, poate fi

rasucit i ndoit sub diferite unghiuri.De asemena poate fi i pliat i taiat sub orice

form.

6.5 Procesul simplu de fabricare

Fabricarea se realizeaz folosind metoda numit roll-to-roll, similar hrtiei

normale, prin injectare de fluid dielectric i particule n stratul de capsule, urmat de

sigilarea straturilor.Producia este realizat continuu i la vitez mare.

6.6 Reciclabil

Hrtia electronic pentru imprimant poate fi stears i reutilizat de pn la 260

de ori.

7.Avantajele cernelei electronice

Cerneala electronic ridica afiajul de informaii la un nivel dinamic, mult peste

beneficiile mass-mediei tradiionale.

Aspectul superior : Pentru ca e realizata din aceleai materiale ca i cerneala

obinuit, ofer un contrast mai ridicat i unghi larg de vizualizare.

Versatil : Cerneala electronic poate fi imprimat pe aproape orice suprafa, de

la hrtie i plastic la metal.

Economic : Imaginea este afiat chiar i atunci cnd dispozitivul este oprit i este

lizibil chiar i n lumin scazut.Acest lucru poate prelungi semnificativ durata de viaa a

bateriei pentru dispozitivele portabile.

Hrtia electronic 10


8.Dezavantaje

Tehnologiile epaper au o rata de remprosptare foarte sczut n comparaie cu

alte tehnologii de afiare low-power, cum ar fi LCD. Acest lucru previne productorii de

punere n aplicare a cererilor de aplicaii interactive sofisticate , cum ar fi cele care sunt

posibile pe dispozitive mobile.

Un exemplu n acest sens este faptul c un document nu poate fi uor mrit fr

estompare n timpul tranziiei.

Un ecran e-paper arat o "fantom" a unei imagini anterioare

O alt limit este faptul c o umbr a unei imagini anterioare pot fi vizibil n

anumite pri ale ecranului. Aceste umbre sunt denumite "imagini fantom", iar efectul

se numete "fantom". Acest efect este o reminiscen a ecranului burn-in , dar, spre

deosebire de acesta, se rezolv dup ce ecranul este remprosptat de mai multe ori .

Transformnd fiecare pixel in alb, apoi in negru, i iar alb, ajut la normalizarea

contrastului pixelilor. Acesta este motivul pentru care, la mai multe dispozitive cu

aceast tehnologie "flash", ntregul ecran se face alb sau negru, atunci cnd se ncarca

o noua imagine.

Mai multe companii dezvolta simultan hrtia i cerneala electronic. n timp ce

tehnologiile utilizate de ctre fiecare companie ofer multe din aceleai caracteristici,

fiecare are propriile sale avantaje tehnologice. nsa toate tehnologiile se confrunt cu

urmtoarele probleme generale:

metoda de ncapsulare

cerneala sau materialul activ pentru a umple capsulele

activarea electronic a cernelei

Hrtia electronic 11


9.Aplicaii

9.1 Etichetele electronice

ntr-un magazin mare, cum ar fi un supermarket, exista multe etichete de pre.Ori

de cte ori exist o schimbare a preului este destul de greu schimbrea individual a

tuturor.Prin nlocuirea cu etichete electronice informaiile privind preul pot fi actualizate

instant printr-un singur click.

9.2 Ceasurile

Compania japoneza Seiko a fost prima care a lansat un ceas de mn bazat pe

hrtie si cerneal electronic numit SVRD001 avnd un display electroforetic flexibil.

Hrtia electronic 12


9.3 E-books

n 2004, Sony a lansat

in Japonia - Libri EBR-

1000EP- , primul e-book

reader, cu un afiaj electronic

de hrtie. n septembrie

2006, Sony a lansat - PRS-

500 Sony Reader - , n Statele

Unite ale Americii. La 2

octombrie 2007, Sony a

anunat PRS-505, o versiune

actualizat a Reader. n

noiembrie 2008, Sony a lansat

- PRS-700BC - ,n care este

ncorporat o lumina de fundal

i un touchscreen.

9.4 Ziarul electronic

Ziarul francez Les Echos -, a

anunat n septembrie 2007 lansarea

oficial a unei versiuni electronice a

ziarului, fiind disponibile dou platforme:

una bazat pe tehnologia nou dezvoltat

GPP de la GANAXA iar cealalt a fost

dezvoltat intern chiar de Les Echos.

Hrtia electronic 13


9.5 Afiajele de stare

Unele dispozitive, cum ar fi USB flash

drive , au folosit hrtie electronic pentru a afia

informaii de stare, cum ar fi spaiul de stocare

disponibil. Dup ce imaginea de pe hrtie a fost

stabilit, nu este nevoie de curent pentru a se

menine, astfel nct citirea se poate face chiar i

atunci cnd unitatea flash nu este conectat.

9.6 Telefoanele mobile

Telefonul mobil low-cost Motorola F3 , folosete un afiaj electroforetic alfanumeric

alb-negru.

Samsung Alias 2 ncorporeaz cerneala electronic n tastatura, care permite

schimbarea setului de caractere.

Hrtia electronic 14


9.7 Monitoare ncorporate n carduri

inteligente

Hrtia electronic ofer o alternativ plata

i subire brelocurilor existente pentru securitatea

datelor.Primul astfel de smart card cu un display

ncorporat a fost dezvoltat de Technologies Card

i nCryptone n 2005.

9.8 Alte aplicaii

Alte aplicaii propuse includ produse ca hainele, ramele foto digitale, panouri de

informare, reclame i tastaturi. Tastaturile dinamice schimbtoare sunt utile pentru mai

multe limbi sau pentru aplicaiile speciale non-alfabetice, cum ar fi editarea video sau de

jocuri.

10. Concluzii

Iata c hrtia electronic este mai mult dect un vis science-fiction. Este o

realitate ce crete de la o zi la alta. Este nceputul unei ere mbinarea ntre materialele

printate i lumea electronic. Se pare deci c printul nu va disparea i nici nu va fi

nghiit de internet. Este pur i simplu o chestiune de convergena a celor doua medii.

Se estimeaz ca pe viitor aceast hrtie va fi larg folosit n tipografii ultra-

moderne de unde vor putea fi scoase ctre comercializare ziare electronice, tratate

tiinifice, hri, atlase i aa mai departe, dar deocamdat posibilitaiile de utilizare a

acestui tip de hrtie rmn destul de limitate.Eliberate de povara hrtiei, ziarele vor

avea ansa de a concura n promptitudine cu televiziunea i radioul, publicnd prin

Internet ediii noi ori de cte ori este cazul.

nsa. cel mai mare avantaj al folosirii hrtiei electronice este scderea numarului

de copaci taiai zilnic n vederea fabricrii colilor de hrtie convenional, reducnd

astfel poluarea atmosferic aflat deja la un nivel foarte ridicat i n continu cretere.

Hartia Electronica

Documents

Transcript of Hartia Electronica