Смартфоны и электронные чернила: непростой симбиоз

Мы много рассказываем об одном из главных преимуществ YotaPhone, втором дисплее на электронных чернилах. Но мы обычно не вдавались в подробности: почему мы выбрали именно эту технологию, какие проблемы и сложности вставали у нас на пути, каковы преимущества и недостатки у дисплеев на электронных чернилах, особенно применительно к смартфонам, — обо всём этом мы хотим рассказать.




Технология электронных чернил имеет ряд принципиальных отличий от традиционных ЖК-дисплеев. Давайте рассмотрим, в чём они заключаются.

В жидкокристаллических дисплеях изображение формируется следующим образом: каждый пиксель состоит из трёх субпикселей, красного, синего и зелёного. Позади пиксельной матрицы расположена подсветка. Сами субпиксели представляют собой ячейки, в которых находится по одному жидкому кристаллу. Под воздействием электричества они меняют конфигурацию, что позволяет регулировать цвет всего пикселя. При отключении электричества жидкие кристаллы возвращаются в некую исходную форму, подсветка выключается и изображение исчезает.



В «электронной бумаге» жидких кристаллов нет вообще. Вместо них каждый пиксель содержит капсулу с твёрдыми пигментными частицами, а подсветка позади пиксельной матрицы отсутствует. Для формирования изображения используется явление электрофореза: при подаче электричества капсулы поворачиваются той или другой стороной. Для сохранения этого состояния им не требуется энергия, капсулы остаются в том же положении до подачи очередного электрического импульса.





На подсветку и поддержание состояния пикселей электричество не тратится, лишь на смену изображения. В результате такой дисплей потребляет в разы меньше электричества по сравнению с жидкокристаллическими дисплеями.

Второе преимущество электронных чернил — прекрасная читаемость при ярком свете, как у обычного печатного текста. Это связано с применением твёрдых частиц для формирования изображения. Но у любой медали две стороны, и при работе в темноте вам понадобится внешняя подсветка. Впрочем, как и в случае с бумажной книгой.



Главным недостатком электронных чернил является монохромность изображения, наиболее качественные образцы отображают 16 оттенков серого. На сегодняшний день не существует качественной технологии цветных электронных чернил. Наиболее слабые места у имеющихся разработок:

• Низкая насыщенность цветов, особенно при слабом внешнем освещении.
• В среднем вдвое меньшее разрешение по сравнению с монохромными дисплеями.

При выборе технологии для второго дисплея YotaPhone решающим фактором стало очень низкое энергопотребление электронных чернил. А их способность сохранять изображение даже при полностью разряженном аккумуляторе расширяет спектр сценариев использования смартфона. Дисплей на электронных чернилах не нужно выключать для экономии энергии, он работает всегда. Заранее выбрав ту информацию, которую вы хотите получать на втором дисплее, вам не нужно будет даже брать смартфон в руки, чтобы сразу быть в курсе различных напоминаний, обновлений и уведомлений. Достаточно лишь посмотреть на второй дисплей. Подробнее об этом мы писали здесь.

Трудности внедрения второго дисплея

Часто спрашивают, почему нельзя сделать второй дисплей того же разрешения, что и первый? Это связано с серьёзными технологическими препятствиями. Например, второй дисплей с разрешением 1280х720 потребует внедрения высокоинтегрированной управляющей микросхемы, которой пока просто не существует. А её разработка потребует много месяцев работы. Но даже если бы она существовала, большое количество выводов и немалый физический размер не позволили бы вписать микросхему в корпус современного удобного смартфона.

Надо сказать, что управляющая микросхема стала главным источником трудностей при работе над обоими поколениями YotaPhone. Она представляет собой кремниевый массив и её нельзя согнуть, не сломав. Это сильно ограничивает наши возможности по созданию изогнутого корпуса. В частности, корпус YotaPhone второго поколения имеет лишь небольшой изгиб по бокам.

Второй причиной, препятствующей росту разрешения второго дисплея, является увеличение размеров контактных площадок по периметру матрицы. Такой массив выводов очень трудно скрыть под узким обрамлением.

Непростой задачей при сборке смартфона стало ламинирование панели со вторым дисплеем, особенно на изгибах: этот процесс требует очень высокой точности. Иначе возможны расклеивания, образование воздушных пузырей, растрескивание и так далее. Ситуация усложняется тем, что YotaPhone второго поколения стал первым смартфоном, использующим изогнутое стекло Gorilla Glass, что дополнительно усложняет процесс сборки.

Особенности дисплеев на электронных чернилах требуют очень внимательного подхода к разработке интерфейсов. Каждый элемент необходимо создавать с учётом монохромности изображения, отсутствия подсветки и низкой частоты обновления. По тем же причинам нужно оптимизировать вывод на дисплей различной информации — текста, изображений, анимации и видео.

О втором дисплее во втором поколении YotaPhone

Осенью этого года выходит YotaPhone нового поколения. Он получит второй дисплей на электронных чернилах с разрешением 960х540. Он будет полностью сенсорным, что не только повысит комфортность работы, но и расширит возможности управления смартфоном при работе с главным дисплеем.

Некоторые пользователи опасаются, что сенсорная панель ухудшит резкость и контрастность второго дисплея. Несколько лет назад это могло повлиять на качество изображения. Но сегодня сенсорные панели уже достигли такого уровня «незаметности», что практически не оказывают заметного влияния.



Ещё несколько лет назад на рынке появлялись устройства на электронных чернилах с подсветкой. Мы рассматриваем возможность внедрения подсветки в YotaPhone второго поколения, однако, у этой идеи есть несколько «но»:

• Высокое энергопотребление. Подсветка существенно уменьшила бы главное преимущество второго дисплея — энергоэкономичность.
• Трудность качественного монтажа по периметру тонкого изогнутого дисплея.
• Утолщение собранного дисплейного узла.
• Повышение стоимости устройства.

Планы на будущее

Сейчас ряд производителей работают над созданием цветных дисплеев на электронных чернилах, а также над увеличением скорости обновления изображения. Мы внимательно следим за успехами разработчиков и, безусловно, рассматриваем возможность использования новинок в будущих поколениях наших смартфонов. В частности, мы решили периодически выносить на ваш суд наиболее интересные и перспективные идеи, которые можно внедрить в наши смартфоны. Следите за новыми постами.

Источник: habrahabr.ru/company/yotadevices/blog/227173/