صفحه نمایش جوهر الکترونیک؛ از آغاز تا امروز

تا به حال به کاربردهای صفحه نمایش جوهر الکترونیک فکر کرده‌اید؟ از تاریخ شکل‌گیری و تکامل آن چه می‌دانید؟ اولین کتابخوان الکترونیکی را چه شرکتی تولید کرده است و خرید کتابخوان به چه درد می خورد؟ صفحه نمایش جوهر الکترونیک بر پایه چه تکنولوژی‌هایی استوار است و با چه مکانیسمی کار می‌کند؟ فکر می‌کنید این صفحه‌نمایش‌ها، به جز در کتابخوان‌ها، دیگر چه کاربردهایی دارند؟

در این مطلب تلاش می‌کنیم با بیان تاریخچه‌ی کاملی از این فناوری، فرایند تکوین و رشدش را روایت کنیم. در پایان هم با بیان کاربردهای این فناوری در امور روزمره و گوناگون، گستردگی اهمیت آن را درک می‌کنیم.

صفحه نمایش جوهر الکترونیک از کجا پیدایش شد؟

همه‌ی ما با روزنامه و کتاب آشنا هستیم. محصولی چاپی، که متنی را روی کاغذ می‌نشانند و می‌فروشند! در حال حاضر، برایمان بدیهی است که مطالعه کتاب و روزنامه، در گوشی‌ها، تبلت‌ها و رایانه‌ها، آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر است. البته لزوماً این موضوع خوشایند و مطلوب نیست، اما احتمالاً بر سر دسترسی راحت‌تر و هزینه‌ی کمترش، توافق نظر داریم. یا همه‌مان نشانک‌های راهنمایی-‌رانندگی، نشانک‌های شهری مانند تابلوهای مربوط به زمان عبور مترو، آشنا هستیم. برای ما که در قرن ۲۱ زندگی می‌کنیم، روشن است که نیازی به صرف کاغذ، فلز یا پلاستیک برای این علائم نیست و راهکارهای مدرن‌تری برای آن وجود دارد. به عنوان مثالی دیگر، حتماً وقتی در فروشگاه محصولات غذایی قدم بزنید، برچسب‌های پلاستیکی یا کاغذی قیمت کالاها، نظرتان را جلب می‌کند. با توجه به تغییر مداوم و سریع (!) قیمت‌ها، این برچسب‌ها خیلی زود تعویض می‌شوند. تعویض آن‌ها هم به معنای هزینه بیش‌تر و آلودگی محیطی بیش‌تر است.

ما می‌دانیم که در سر آقای شریدون در مرکز تحقیقاتی آلتو هیچ‌کدام از این موارد نمی‌گذشت! پدر کاغذهای الکترونیکی را چه کنجکاو کرده بود که راهی برای خلاصی از تکرار پیدا کند؟ تکرار چاپ روزنامه، تکرار تولید و مصرف برچسب‌های قیمت، تکرار تعویض تابلوهای راهنمایی و بقیه تکرارهایی که در جامعه مدرن، جایگاهی ندارند.

Gyricon که بود و چه کرد؟

اولین نوع کاغذ الکترونیکی، از فناوری موسوم به Gyricon استفاده می‌کرد. شکل‌گیری این موضوع، به مرکز تحقیقاتی پالو آلتو و سال ۱۹۷۴ میلادی برمی‌گردد.

دراین فناوری، قطراتی کروی از جنس پلی‌اتیلن وجود دارند که ژانوس نامیده می‌شوند. این ذرات کروی، یک طرف‌شان سفید است و طرف دیگرشان مشکی. این ذرات که در صفحات نازک سیلیکونی انباشته شده‌اند، با روغنی مخصوص، پوشانده و آغشته هستند. علت حضور روغن، چرخش آسان این قطرات کروی، برای نمایش وجه سفید یا سیاه خودشان است. نحوه کارکرد این فناوری به این شکل است که اعمال اختلاف ولتاژ به دوسر الکترودهای هر پیکسل، باعث چرخش ذرات ژانوس می‌شود. به زبان ساده، هر پیکسل از صفحه‌نمایش، متناسب با اختلاف ولتاژی که به دوسر الکترودهایش اعمال می‌شود، به رنگ سفید یا سیاه در می‌آید. با وجود اختلاف ولتاژ مناسب در دو سر هر الکترود، هر پیکسل رنگ موردنظر را نشان می‌دهد و با تجمع این پیکسل‌ها، یک تصویر منسجم شکل می‌گیرد.

کنتراست این صفحه نمایش به قدری بالا بود که بتواند در نور مستقیم محیط نیز به خوبی روشن و واضح باشد. چیزی در حدود روزنامه‌هایی که می‌خوانیم. این تکنولوژی، اولین جلوه از ظهور صفحه نمایش جوهر الکترونیک بود.

شکل‌گیری این فناوری، حاصل تلاش‌های تیم شریدون برای رفع یک نیاز بود. صفحه‌نمایش‌های اشعه کاتدی در آن روزها، نور و کنتراست پایینی داشتند. این موضوع به حدی برای کارمندان و کاربران دشوار بود که مجبور می‌شدند در یک محیط تاریک به کار بپردازند تا بلکه وضوح متن و تصویر بیش‌تری داشته باشند. این مسائل باعث شد تا فناوری Gyricon شکل بگیرد.

آغاز مسیر صفحه نمایش جوهر الکترونیک

در سال ۱۹۹۷ میلادی، بعد از چندسال سکوت و بی‌خبری از این تکنولوژی نوپا، تحول جدیدی رخ داد. کمپانی و برند E-ink متولد شد. سه همکار در آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه MIT موفق شدند با بهبود ویژگی‌های این تکنولوژی، گام روبه‌جلویی بردارند. در این سال صفحه‌نمایش‌های پروتوتایپ تولید شدند که به مانند جوهر بر روی کاغذ بودند. به همین خاطر بود که نام برند صفحه نمایش جوهر الکترونیک، E-ink نام گرفت. این نام مشهور را که همه‌ی ما در جاهای مختلف دیده‌ایم، مخفف Electronic Ink به معنای جوهر الکترونیک است. این کمپانی توانست بر توسعه این تکنولوژی در دنیا، چیره شود. پیشرفت‌های کاغذ الکترونیکی، به این لحظه وابسته شد و از آن پس بود که صفحه نمایش جوهر الکترونیک، به صورت رسمی شناخته شد.

صفحه نمایش جوهر الکترونیک، فعال‌تر و پویاتر شد

در سال ۲۰۰۱ کمپانی E-ink توانست صفحه‌نمایش کاغذ الکترونیکی پویا را معرفی کند. بدین ترتیب، تغییر رنگ بین سیاه و سفید، برای تک تک پیکسل‌های صفحه‌نمایش ممکن شد. همچنین این تغییر و پیشرفت، ظرفیت‌ها و قابلیت‌های این تکنولوژی را بیش‌تر کرد. چرا که حالا می‌توانست تصویرها و متن‌ها را با وضوح بیش‌تری نمایش بدهد.

اولین کتابخوان الکترونیکی

سال ۲۰۰۴ بود که کمپانی Sony اولین کتابخوان الکترونیکی را معرفی و روانهٔ بازار کرد. این کتابخوان Librie نام گرفت. حتماً کسانی که برای اولین بار آن را در دست گرفتند، خیلی هیجان داشتند! متن‌ها حتی زیر نور خوشید، واضح بودند. همچنین برای نمایش یک تصویر ثابت، نیازی به مصرف انرژی نداشت. در نوع و زمان خود، این تحولی مهم در صنعت نشر و نمایشگر به حساب می‌آمد. یک صفحه نمایش جوهر الکترونیک، که دارد با کاغذ و کتاب و مجلات رقابت می‌کند.

اولین کتابخوان کیندل، با فروش شگفت‌انگیز!

نوزدهم نوامبر ۲۰۰۷، شرکت آمازون، اولین کتابخوان الکترونیکی خود را با برند کیندل راهی بازار کرد. تنها پنج‌ونیم ساعت زمان برد تا تمامی دستگاه‌ها فروش بروند. این یک موفقیت بسیار خوب محسوب می‌شد. همچنین یک دستاورد مهم برای صفحه نمایش جوهر الکترونیک بود که نشان می‌داد با اقبال خوبی روبه‌رو است. این تازه شروع درخشش‌های متوالی این تکنولوژی بود.

کاربردهای گسترده صفحه نمایش جوهر الکترونیک

در سال ۲۰۰۷ شرکت ویژنکت Visionect ایجاد شد. این شرکت، نگاهی که به قابلیت‌های این تکنولوژی وجود داشت را متحول کرد. مصرف انرژی نشانک‌هایی که با این تکنولوژی تولید شده بودند را بهبود بخشید. این شرکت، با این کارها توانست انتظارهایی که از کاربردهای صفحه نمایش جوهر الکترونیک وجود داشت را تغییر دهد. این فناوری را به زندگی روزانه و شهری وارد کرد و کاربردهای متنوعی را برای آن تعریف کرد. کاربردهایی مانند استفاده به عنوان چراغ راهنمایی رانندگی، تابلوهای شهری و نشانک‌های شهری هوشمند مانند جایگاه اتوبوس و ساعت عبور مترو و مانند این‌ها. استفاده از صفحه نمایش جوهر الکترونیک برای این کاربردها، هم شمایل مدرن‌تری به شهر می‌بخشد، و هم بهره‌وری انرژی بسیار بهتری دارد.

اولین کاربرد مهم، استفاده در همه‌جای شهر!

رفته رفته صفحه نمایش جوهر الکترونیک جای خودش را در دل مردم باز می‌کرد. اولین کاربرد گسترده از این فناوری، برمی‌گردد به سال ۲۰۱۰ که از آن به عنوان برچسب قفسه‌ها استفاده شد. برچسب قفسه فروشگاه‌ها، کتابخانه‌ها، موزه‌ها و… . این موضوع باعث شد تا بیش از پیش این تکنولوژی در چشم‌ها باشد و تقاضا برای استفاده از آن را بالاتر ببرد. به گونه‌ای که می‌توان ادعا کرد این گسترش کاربردها، توانست تکنولوژی کاغذ الکترونیکی را یک نسل جلوتر ببرد!

اندازه بزرگ‌تر، کاربردهای بیش‌تر

در سال ۲۰۱۴ یک صفحه نمایش جوهر الکترونیک ۳۲ اینچی معرفی شد. این یک صفحه جوهر الکترونیکی بزرگ محسوب می‌شد، چرا که حداقل پنج برابر صفحه‌نمایش‌های قبل از خودش بود! اندازه‌های متفاوت و بزرگ‌تر، باعث می‌شد که کاربردهای متفاوتی نیز برای این نمایشگرها معرفی شود. همینطور هم بود. تابلوهای راهنمای مسیر در جاده‌ها، تابلوهای اعلانات و استفاده در تابلوهای توضیحات موزه‌ها، از جمله کارکردهای جدید این فناوری بودند. این گسترش کاربردها، توفیق بزرگی برای پیشرفت این تکنولوژی ایجاد می‌کرد.

استفاده در کشورهای گوناگون

با پیشرفت و فراگیر شدن این تکنولوژی، کشورهای دیگری نیز دست به استفاده از این فناوری زدند. استرالیا یکی از آن‌هایی بود که در استفاده از صفحه نمایش جوهر الکترونیک پیشگام شد. سال ۲۰۱۵ بود که استرالیا با نصب نشانک‌هایی در جاده‌های سیدنی که با انرژی خورشیدی کار می‌کردند، قدم اول در ترویج استفاده از علائم دیجیتال در جاده‌ها را برداشت.

لندن ایستگاه‌های اتوبوس را هوشمند کرد

در ادامه‌ی گسترش استفاده از علائم دیجیتالی بر پایه فناوری صفحه نمایش جوهر الکترونیک، لندن با نصب تابلوهای ایستگاه اتوبوس قدم دیگری در استفاده از کاغذ الکترونیکی برداشت. با استفاده از این فناوری، رهگذران می‌توانستند از زمان دقیق رسیدن اتوبوس آگاه شوند و همچنین مسیرهای آن را روی نقشه ببینند.

اتصال جاده‌های اروپایی به اینترنت به وسیله کاغذ الکترونیکی

با استفاده بیش‌تر و بیش‌تر از صفحه نمایش جوهر الکترونیک در جاده‌های اروپایی، این جاده‌ها آنلاین شدند! اتصال نمایشگرهای کاغذ الکترونیک به اینترنت مزایا و کارکردهای زیادی دارد. نمایش تابلوهای تبلیغاتی محلی، نمایش فاصله تا جایگاه‌های سوخت‌گیری پیش‌رو، مکان‌یابی با استفاده از GPS، بروزرسانی اطلاعات ترافیکی مسیرها و حتی نمایش بروزترین اطلاعات از وضعیت جاده‌ها با استفاده از اتصال این تکنولوژی به اینترنت ممکن شد.

جدیدترین موزه استونیا با تابلوهای کاغذ الکترونیک

در استونیا، جدیدترین موزه ملی این کشور، از صفحه نمایش جوهر الکترونیک برای نمایش اطلاعات استفاده می‌کند. در این موزه که در سال ۲۰۱۷ افتتاح شده است، برای راهنمای مسیر بازدیدکنندگان، برچسب‌ها و دیگر علامت‌های مربوطه، از کاغذ الکترونیکی بهره گرفته‌اند. این موضوع باعث کاهش مصرف کاغذ و پلاستیک می‌شود و همچنین امکان بروزرسانی مطالب را به مسئولین موزه می‌دهد.

پیشرفت‌های اخیر صفحه نمایش جوهر الکترونیک

برای اولین بار در سال‌های اخیر، بدون نیاز به فیلترهای رنگی، صفحه نمایش جوهر الکترونیک قادر شد که تمام رنگ‌ها را تولید کند. در سال ۲۰۱۶ و در سمینار هفته‌ی نمایشگر، این موضوع رونمایی و معرفی شد. حالا این صفحه‌نمایش‌ها بیش از پیش قادرند تا جذابیت بصری داشته باشند و با نمایشگرهای رنگی در بازار، قه رقابت بپردازند. پیش از این، تنها با استفاده از فیلترهای رنگی می‌توانستیم شاهد حضور رنگ‌ها در این تکنولوژی باشیم.

افزایش اندازه نمایشگر

در جشنواره CES 2017 صفحه نمایش جوهر الکترونیک بسیار بزرگی معرفی شد. این صفحه‌نمایش ۲۵.۹ اینچ عرض و ۳۴.۸ اینچ طول دارد. به عبارت دیگر، این نمایشگر بزرگ، ۶۵ سانتی‌متر عرض و ۸۸ سانتی‌متر طول دارد. این پیشرفت در کنار رفع محدودیت رنگ، می‌تواند کارکردهای جدیدی برای این نمایشگر تعریف کند.

معرفی کتابخوان‌های متنوع

با فراگیر شدن این تکنولوژی، کتابخوان‌های زیادی معرفی شده‌اند که متناسب با نیازهای هر فرد، ویژگی‌های متفاوتی دارند. کتابخوان‌ها وسیله‌هایی هستند که به راحتی حمل می‌شوند و می‌توانند کتاب‌های زیادی را در خود ذخیره کنند. همچنین به لطف این تکنولوژی، صفحه نمایش جوهر الکترونیک آن از خستگی و آسیب چشم‌ها در هنگام مطالعه جلوگیری می‌کند. در مطلب بهترین کتابخوان‌های کیندل  به بررسی این گجت‌ها پرداخته‌ایم.

آینده تکنولوژی کاغذ الکترونیک

همان‌طور که بالاتر تاریخچه و روند رشد این فناوری را مرور کردیم، متوجه شدیم که پتانسیل و قابلیت‌های این فناوری بسیار زیاد است. با مصرف انرژی کم، می‌تواند به محیط زیست کمک کند. با وجود نمایشگر کاغذمانند، از آسیب به چشم جلوگیری می‌کند. با قابلیت اتصال به اینترنت، می‌تواند جایگزین تابلوهای راهنمایی قدیمی شود. و بسیاری کارکردهای دیگری که دارد و کم کم خودشان را نشان می‌دهند.

یک صفحه نمایش جوهر الکترونیک خوب، چه ویژگی‌هایی دارد؟

از آن جایی که به دنبال آن هستیم که این نمایشگرها بتوانند همانند کاغذ رفتار کنند، باید به دنبال شباهت هرچه بیش‌تر میان آن‌ها و کاغذها باشیم. یک صفحه نمایش جوهر الکترونیک خوب، باید نازک باشد. انعطاف‌پذیر و سبک باشد. ظرفیت ذخیره تصاویر متعدد و نمایش آن‌ها را داشته باشد و بتواند بدون مصرف انرژی، تصویر ثابت را نمایش دهد؛ درست به مانند یک کاغذ! باید بتواند متن را زیر نور خورشید و محیط، به وضوح نمایش دهد و خوانایی متن از دست نرود. باید وضوح تصویر و رزولوشن آن مناسب باشد. کنتراست خوبی داشته باشد. و از همه مهم‌تر، ارزان باشد! این‌ها ویژگی‌هایی است که می‌تواند صفحه نمایش  جوهر الکترونیک را به کاغذ شبیه کند و کاربردهای آن را گسترش دهد.

آیا مصرف کاغذ کم می‌شود؟

حتما شما هم شاهد بوده‌اید که در اداره‌ها و شرکت‌ها، مصرف کاغذ چقدر بالاست و تولید کاغذ باطله چقدر سریع رخ می‌دهد. در بسیاری از ادارات، یک برگه کاغذ، مسیری چندساعته را طی می‌کند تا داغِ داغ از پرینتر خارج و بعد مدت کوتاهی راهی سطل زباله شود! شاید شما هم مثل من آرزو کرده باشید که کم‌تر کاغذ هدر شود بابت کپی و رسید و فاکتور و هزار علت ریز و درشت دیگر! این موضوع حالا با وجود صفحه نمایش جوهر الکترونیک ممکن‌تر از قبل شده است.

آقای شریدون در این باره می‌گوید:

حدود سال ۱۹۸۹ احساس کردم که ما به کاغذ الکترونیکی نیاز داریم. وقتی ما در آزمایشگاه تحقیقاتی مشغول بودیم، رویاهای زیادی داشتیم که دیگر در دفترها و شرکت‌ها، کاغذ مصرف نشود. این رویا هیچ‌وقت محقق نشد. کامپیوترهای شخصی نه تنها مصرف کاغذ را کم نکردند، بلکه باعث افزایش آن نیز شدند. من درک می‌کردم که این مصرف زیاد، بخاطر راحتی مطالعه متن از روی کاغذ به جای صفحه‌نمایش است. به طوری که کارمندها بخاطر خواندن چند خط، یک ورقه کاغذ را پرینت می‌گیرند و در کم‌تر از یک روز، دور می‌ریزند! من می‌فهمیدم که به صفحه نمایشی نیاز داریم که مانند کاغذ باشد. همان کاغذ الکترونیکی e-paper. مهم است که کاغذ الکترونیکی، هرچه بیش‌تر شبیه کاغذ باشد تا کاربرد پیدا کند.

به اعتقاد آقای شریدون، که پایه‌گذار این تکنولوژی بوده است، هرچه نمایشگرهای این تکنولوژی، شباهت بیش‌تری به کاغذها پیدا کنند، استفاده‌ی از آن‌ها بیش‌تر می‌شود. هرچند که تا تحقق رویای مصرف بهینه کاغذ، راه درازی در پیش داریم، اما کاغذ الکترونیکی یکی از بهترین جانشین‌های کاغذ واقعی محسوب می‌شود. امید داریم که با پیشرفت‌های بیش‌تر این تکنولوژی، روزی شاهد قطع زنجیره تولید کاغذ باطله باشیم.

جمع‌بندی

با مرور ویژگی‌های منحصربه‌فرد و مطالعه روندی که این تکنولوژی در طول چهل سال طی کرده است، اکنون اطلاعات خوبی درباره آن داریم. کاربردهای گسترده‌ی این تکنولوژی در زندگی شهری و مدرن، در کنار مصرف انرژی پایین آن و قابلیت استفاده‌های متوالی، ما را به استفاده‌ی از آن ترغیب می‌کند. با این حال باید مراقب باشیم که استفاده‌ی بی‌رویه از این تکنولوژی، مانند تکنولوژی‌های دیگر، اثرات مخرب زیست‌محیطی، اجتماعی و فرهنگی نداشته باشد. و از طرفی باید با پیشرفت‌های آینده‌ی آن، همراهی کنیم تا بتواند نقش مؤثری در کاهش مصرف انرژی ایفا کند. همچنین فراگیری این تکنولوژی می‌تواند از مصرف نامناسب کاغذ، پلاستیک و فلزات جلوگیری کند. بنابراین با حمایت و مراقبت از این تکنولوژی تلاش می‌کنیم تا گام‌های مثبتی در قبال خود و طبیعت برداریم.