E Ink Pearl

E Ink Pearl — это технология электронных чернил (E Ink), разработанная и производимая компанией E Ink Holdings (Тайвань). Она представляет собой усовершенствованную версию предыдущего поколения электрофоретических дисплеев (E Ink Vizplex) и характеризуется более высоким контрастом, лучшей отражательной способностью и улучшенной чёткостью изображения при сохранении низкого энергопотребления. Технология E Ink Pearl стала стандартом для большинства ридеров (электронных книг) в период с 2010 по 2014 год.

История и развитие

Технология E Ink Pearl была анонсирована в 2010 году как преемник платформы E Ink Vizplex (2007). Основной целью разработки было устранение ключевых недостатков предыдущего поколения — недостаточной контрастности (около 7:1) и сероватого фона. В E Ink Pearl за счёт изменения состава микрочастиц пигмента и оптимизации структуры микрокапсул удалось увеличить контрастность до 10:1 и более, а также сделать фон визуально более белым.

Первым массовым устройством на базе E Ink Pearl стал ридер Amazon Kindle 3 (Kindle Keyboard), выпущенный в августе 2010 года. В последующие годы технология использовалась в большинстве моделей ридеров таких производителей, как Amazon, Barnes & Noble (Nook), Sony, PocketBook, ONYX BOOX и других. В 2013—2014 годах E Ink Pearl начала постепенно вытесняться более совершенной технологией E Ink Carta, которая обеспечила ещё более высокую контрастность (до 15:1) и лучшее разрешение.

Устройство и принцип работы

Дисплей E Ink Pearl, как и другие технологии E Ink, основан на принципе электрофореза. Он состоит из миллионов микроскопических капсул, каждая из которых содержит взвешенные в прозрачной жидкости частицы двух типов:

• Белые частицы (диоксид титана) — несут положительный заряд.
• Чёрные частицы (углеродный пигмент) — несут отрицательный заряд.

Под действием электрического поля, создаваемого матрицей тонкоплёночных транзисторов (TFT), частицы перемещаются к верхнему или нижнему электроду. Если белые частицы притягиваются к верхней (видимой) стороне, пиксель становится белым; если чёрные — чёрным. После снятия напряжения частицы остаются на месте за счёт электростатического притяжения, что обеспечивает энергонезависимость изображения — энергия тратится только на смену картинки, а не на её поддержание.

Главное отличие E Ink Pearl от Vizplex — улучшенная оптическая система. В E Ink Pearl используется более тонкий и равномерный слой микрокапсул, а также специальное покрытие, уменьшающее рассеивание света. Это позволило повысить отражательную способность (до 40-45% против 30-35% у Vizplex) и сделать чёрный цвет более глубоким.

Характеристики

Ключевые технические параметры дисплеев E Ink Pearl:

• Контрастность: 10:1 (в некоторых реализациях — до 12:1).
• Разрешение: от 600×800 пикселей (6-дюймовые дисплеи) до 768×1024 (9,7-дюймовые).
• Количество оттенков серого: 16 (4-битная градация).
• Время обновления: 300-500 мс (полное переключение страницы); частичное обновление (для перелистывания) — 120-200 мс.
• Энергопотребление: при чтении — 0 мВт (изображение статично); при перелистывании — около 15-25 мВт на страницу.
• Рабочая температура: от 0°C до 50°C (рекомендуется от 10°C до 40°C).
• Углы обзора: 180° (без инверсии цвета).

Важно отметить, что дисплеи E Ink Pearl не имеют подсветки. Для чтения в темноте требовался внешний источник света (настольная лампа или чехол-подсветка). Встроенная фронтальная подсветка (например, в Kindle Paperwhite) появилась только в моделях на базе E Ink Pearl, но она реализовывалась производителями ридеров самостоятельно, а не на уровне технологии E Ink.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая читаемость при ярком освещении: благодаря отражательному принципу работы дисплей не бликует и не утомляет глаза, как ЖК-экраны.
• Низкое энергопотребление: заряд батареи ридера на E Ink Pearl может хватать на несколько недель или даже месяцев при ежедневном чтении.
• Тонкий и лёгкий корпус: дисплей не требует толстого стекла и мощного аккумулятора.
• Энергонезависимость: изображение сохраняется при отключении питания.

Недостатки

• Низкая контрастность по сравнению с современными технологиями: фон остаётся сероватым, особенно при слабом освещении.
• Медленное обновление: при быстром перелистывании страниц возможен эффект «остаточного изображения» (ghosting).
• Ограниченная цветопередача: только 16 оттенков серого (без цветных вариантов).
• Чувствительность к низким температурам: при температуре ниже 0°C скорость обновления резко падает, а контрастность ухудшается.
• Отсутствие подсветки: в базовой версии без внешнего источника света чтение в темноте невозможно.

Применение

Основная область применения E Ink Pearl — электронные книги (ридеры). Технология использовалась в массовых устройствах:

• Amazon Kindle 3 (2010), Kindle 4 (2011), Kindle 5 (2012), Kindle Paperwhite 1-го поколения (2012).
• Barnes & Noble Nook Simple Touch (2011), Nook GlowLight (2012).
• Sony PRS-T1 (2011), PRS-T2 (2012).
• PocketBook Touch (2011), PocketBook 360 (2011).
• ONYX BOOX i62 (2011), ONYX BOOX M96 (2013).

Кроме ридеров, E Ink Pearl изредка применялась в специализированных устройствах: электронных ценниках, информационных табло, часах (например, Sony SmartWatch 2 с E Ink Pearl), а также в экспериментальных моделях планшетов (например, E Ink Triton — цветная версия на базе Pearl, но с цветными фильтрами).

Сравнение с другими поколениями E Ink

Интересные факты

• Название «Pearl» («жемчужина») было выбрано маркетологами E Ink Holdings для подчёркивания улучшенной белизны фона — дисплей стал визуально «жемчужно-белым».
• E Ink Pearl стала первой технологией E Ink, получившей широкое распространение в бюджетных моделях ридеров (Kindle 4, Nook Simple Touch), что способствовало массовой популяризации электронных книг.
• В 2012 году компания E Ink Holdings выпустила цветную модификацию — E Ink Triton, которая использовала цветные фильтры (RGBW) поверх матрицы Pearl, но она не получила широкого распространения из-за низкой яркости и медленного обновления.
• Некоторые ридеры на E Ink Pearl (например, Kindle Paperwhite 1-го поколения) имели встроенную фронтальную подсветку, которая реализовывалась с помощью светодиодов и световода, встроенных в корпус устройства, а не в сам дисплей.

Источники

• E Ink Holdings. Product Specifications: E Ink Pearl (2010). — Официальные технические документы компании.
• Amazon.com. Kindle 3 (Keyboard) User Guide (2010). — Описание характеристик дисплея.
• MobileRead Wiki. E Ink Pearl. — Сводная информация о технологии.
• DisplayMate Technologies. Display Shoot-Out: Kindle 3 vs. Nook Simple Touch (2011). — Сравнительное тестирование контрастности.
• CNET. Amazon Kindle 3 Review (2010). — Обзор первого устройства на E Ink Pearl.