Владимир Прохоренков - The Ebook. Книга об электронных книгах

• Основа — независимо от того, что экраны E-Ink изначально являются пластиковыми, в качестве основы долгое время использовалось стекло. Оно жёсткое, твёрдое и на ней склеивалась и держалась вся конструкция, хотя само стекло всё-таки хрупкий материал. Если экран разбивается или продавливается, то страдает, прежде всего, стеклянная основа, которая скрыта от глаз пользователя внутри готового устройства. Для обнаружения дефекта необходимо вскрытие устройства.

• Управляющая матрица — создана на основе тонкоплёночных транзисторов, и именно она задаёт разрешающую способность экрана, так как следующий рабочий слой — это набор пигментных частиц внутри жидкости без жёсткой структуры. TFT выглядит как плотная матрица, как набор электрических элементов, на которые подаётся импульс. Каждая ячейка матрицы формирует конкретный будущий пиксель на экране, как по местоположению, так и по размеру. Управляющая матрица подключена к материнской плате с помощью бокового шлейфа.

• Рабочий слой — создан на пластиковой основе, внутри которой находится жидкость и определённое количество мелкодисперсных окрашенных частиц. Напряжение матрицы TFT под этим слоем меняет их полярность, и чёрные пигменты всплывают на поверхность.

• Ламинат — условное название, потому что это верхний слой экрана, который может сам по себе состоять из слоёв — цветовых фильтров, защитных и противобликовых плёнок. На протяжении всей истории развития экранов ламинат менялся, адаптируя не только внешние качества экрана и тактильные ощущения, но и цветовые фильтры таким образом, чтобы человеческий глаз воспринимал изображение с определённым цветовым оттенком при дневном освещении.

• Экран — слоёный элемент конструкции, который физически воспринимается потребителем как отдельный продукт. И это верно, так как слои входящие в конструкцию экрана склеены между собой единым блоком.

• Подсветка — отдельный элемент, который по мере развития идеи в течение нескольких лет имел различную конструкцию. Например, в модели Sony PRS-700 применялись просто светодиоды, которые должны были «подсветить» своей небольшой мощностью какую-то площадь экрана и говорить о равномерности подсветки было ещё нельзя. Весной 2012 года компания Barnes & Noble выпустила первую модель Nook with GlowLight с принципиально другой подсветкой, более интересной по своей конструкции. Это не было чем-то конструктивно новым, так как подобная подсветка использовалась ранее в виде отдельного продукта на батарейках и выпускалась, например, компанией Philips. Характерное отличие в том, что это пластиковое «стекло» с угловыми насечками на разном расстоянии от светодиодов, которые светили в торец «стекла», в то время как все остальные три торца закрашены светоотражающей краской. Чем дальше от источника света, тем реже насечки. Проходящий внутри свет преломляется от засечек и отражается на поверхности экрана, а не светит непосредственно в глаза пользователя. Подсветка существует с разным количеством источников света. Практически все современные подсветки выпускаются компанией E-Ink под именем FronLight, но некоторые производители устройств хотят акцентировать внимание на том, что они сами создали нечто подобное, а на самом деле и в большинстве случаев попросту изменили название продукта на что-то своё. Экраны E-Ink сейчас доступны в сборе с подсветкой и без неё.

• Сенсорный слой — для бумагоподобных экранов сенсорное управление оказалось отдельным элементом, который не входит в основной состав экрана. Существует как дополнительный элемент, который далеко не всегда физически приклеен к поверхности экрана.

Любой слой над поверхностью основного набора экрана ухудшает качество изображения. Разница заключена в толщине и прозрачности поверхностных слоёв. Чем они тоньше и прозрачнее, тем меньше оказывают влияние на оригинальный экран.

Существуют сенсорные технологии, которые не являются физической плёнкой или конструкцией поверх экрана. У них есть свои плюсы и минусы, поэтому их использование сокращается для массового применения.

Инфракрасный сенсорный слой находится в том же положении над всей конструкцией, но выглядит иначе. Вместо плёнки используются датчики по углам, которые определяют положение пальца на поверхности без ухудшения качества изображения. Минусом такой конструкции является инертность реакции и влияние на результат яркого внешнего света, что дезориентирует точность определения координат. Для домашнего использования инфракрасный сенсор вполне приемлемое решение для своего времени развития. Вероятно, через какое то время сама идея будет по-прежнему актуальна, но могут измениться сами принципы определения координат, например, по звуку, по радиочастоте и так далее. Конструктивное решение зависит от энергопотребления.

Привычный ЖК дисплей может показаться сложной конструкцией, хотя бы потому, что в его слоях больше элементов, и он работает с потрясающим по качеству цветом.

ЖК дисплей можно также представить в виде слоёв. Конструкции могут меняться, но смысл примерно тот же — основа жёсткости, подсветка, управляющая матрица, рабочий и покровный слой. Основная разница только в расположении всех элементов.

Например, слой жидких кристаллов прозрачен, подсветку можно расположить под основой, а не над ней. Если рассматривать AMOLED экраны, то там не лампа освещает, а пикселы светятся, причём каждый отдельно и изолировано друг от друга, за счёт этого, чёрный цвет отдельно не подсвечивается. И так далее.

Основные матрицы ЖК дисплея сейчас можно разделить на TN-Film и IPS, хотя существуют и другие. Конструкции отличаются за счёт широкого угла обзора в IPS матрицах, хотя инертность матриц можно считать приблизительно равными.

Яркость экрана формируется источником света и прозрачностью всех слоёв, через которые проходит свет.

Поляризующие слои установлены друг к другу под углом 90°. Обычный свет лежит в широком диапазоне волн, поляризация преобразует свет в одной плоскости, в одном направлении. Два поляризатора не пропустят свет, они его перекрывают, поэтому между ними слой жидких кристаллов, который поворачивает свет под нужным углом, за счёт этого можно контролировать яркость свечения в каждом пикселе. Когда свет проходит — это белый пиксел, иначе чёрный, потому что второй поляризатор на пути света препятствует прохождению не преломлённого света. Легко догадаться, что оттенки между белым и чёрным цветом получаются за счёт неполного прохождения света, жидкие кристаллы дозируют поток, вставая к нему под необходимым углом.

Матрица IPS имеет не скрученные в спираль кристаллы, как в TN-Film, а параллельные. Оба электрода находятся на нижней стеклянной подложке. При отсутствии напряжения на электродах свет не пропускается через второй поляризационный фильтр, плоскость поляризации которого расположена под углом 90° к первому. Чёрный цвет остаётся чёрным, а не тёмно-серым и расширяются углы обзора по вертикали и горизонтали.