Series: Công nghệ màn hình giấy điện tử – Một cuộc cách mạng về giấy, văn hoá đọc và bảo vệ môi trường.

(Phần 1) Công nghệ màn hình giấy điện tử có gì khác biệt?

Chú thích:

Electronic paper/ ePaper/ e-paper: giấy điện tử.

Electronic ink/ eInk/ e-ink: mực điện tử.

Mực điện tử là tên thương hiệu của công nghệ màn hình giấy điện tử và chúng thường được dùng thay thế cho nhau.

Nguồn: Wikipedia.

Bước chân đầu tiên

Vào những năm đầu của thập niên 70, ý tưởng về một chiếc màn hình gần giống với giấy in truyền thống và tiêu thụ ít năng lượng đã được nhen nhóm bởi một nhóm nghiên cứu tại Xerox PARC (Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto). Phải mất đến hơn 20 năm sau thì một nhóm nghiên cứu khác của trường đại học MIT mới bắt đầu hiện thực hóa ý tưởng về chiếc màn hình giấy điện tử này.

Nỗ lực đầu tiên đó là tạo ra một hạt mực có đường kính chỉ khoảng từ 75 đến 106 micro mét, có một nửa mang màu trắng mang điện dương, nửa còn lại mang màu đen mang điện âm. Màn hình đầu tiên chứa các hạt mực lưỡng cực này có tên là Gyricon. Hạt mực sẽ xoay khi điện trường thay đổi để hiển thị từng điểm màu trắng hoặc đen lên màn hình. Tuy nhiên kết quả thu được không mấy khả quan khi các chuyên gia về hoá học và vật lý đều cho rằng gần như không thể tạo ra một hạt mực có tỉ lệ nửa trắng – nửa đen tuyệt đối.

Trong một lần thử nghiệm sau đó các nhà nghiên cứu đã vô tình tạo ra một hạt mực hoàn toàn màu trắng. Điều này đã mở ra cánh cửa đi đến công nghệ màn hình giấy điện tử có đầy đủ tính chất và hiệu năng sử dụng trùng khớp với ý tưởng ngỡ như đã ngủ quên suốt 20 năm.

Xiaomi Moaan Thanh Xuân

Công ty E Ink

Tập đoàn E-ink được thành lập vào năm 1997 và sau 2 năm bắt đầu hợp tác với Tập đoàn Philips để thương mại hóa công nghệ mực điện tử. Vào năm 2005, Philips đã nhượng quyền sản xuất lại cho một công ty chuyên về sản xuất màn TFT LCD tại Đài Loan có tên Prime View International (PVI). Vào ngày 24/12/2009, PVI chính thức mua lại toàn bộ Tập đoàn E-ink với giá 450 triệu đô và sau đó cùng với các đối tác mở rộng quy mô sản xuất – đánh dấu sự ra đời của Công ty E Ink.

Công ty E Ink là đơn vị duy nhất sở hữu giấy phép độc quyền nhãn hiệu màn hình giấy điện tử và công nghệ mực điện tử. Các sản phẩm của E Ink được sử dụng rộng rãi bởi các đối tác lớn như Sony, Motorola, Amazon, Noble, Kobo, Dasung, Xiaomi,… Trong những năm gần đây E Ink đang phát triển rất mạnh khi thị giá cổ phiếu của công ty tăng vọt do lợi nhuận mang về là khá lớn đối với lĩnh vực màn hình hiển thị.

Nguồn: Reuters.

Nguyên lý hoạt động

Màn hình mực điện tử hoạt động dựa trên hiện tượng Điện di – hiện tượng dịch chuyển của các vật thể mang điện tích dưới tác động của điện trường. (1)

Các hạt mực mang điện được cán mỏng vào các tấm phim có gắn điện tạo nên một chiếc màn hình có tên gọi là giấy điện tử. Khi điện trường trên các tấm phim thay đổi thì các hạt mực cũng di chuyển theo sự thay đổi này.

Nguồn: Wikipedia.

Tại sao giấy điện tử lại khác biệt?

Khả năng phản quang

Phản quang tức là ánh sáng từ bên ngoài sẽ chạm đến bề mặt vật thể, rồi phản xạ lại đến mắt người quan sát, từ đó người quan sát sẽ có thể nhận diện được hình dáng và màu sắc của vật thể, hoặc đọc được nội dung được in trên trang sách.

Khác với giấy in truyền thống, chúng ta không thể đọc nội dung trên màn hình điện thoại dù có đầy đủ ánh sáng tự nhiên bên ngoài, vì màn hình LCD của một chiếc điện thoại là dạng màn hình phát ra ánh sáng (emissive display).

Điều này có nghĩa là nội dung chúng ta thấy được trên màn hình điện thoại là do ánh sáng phát ra từ tấm nền phía sau xuyên qua màn hình chiếu đến mắt người quan sát.

Vậy còn giấy điện tử thì sao?

Màn hình giấy điện tử giống hệt giấy – loại màn hình phản quang (reflective display), vì nó được cấu tạo từ hàng triệu hạt mực mang điện có nguyên liệu lấy từ mực dùng trong ngành công nghiệp in ấn truyền thống! Điều đó giải thích vì sao chúng ta lại cảm thấy dễ chịu khi nhìn hoặc đọc trên bề mặt giấy điện tử.

Lợi ích mang lại

Bảo vệ sức khoẻ mắt

Công nghệ mô phỏng giấy in và sử dụng ánh sáng từ bên ngoài giúp việc đọc chữ trở nên tự nhiên hơn, cảm giác mỏi mắt sẽ được giảm thiểu tối đa.

Kết quả thu được từ các cuộc khảo sát những người sử dụng màn hình mực điện tử nói rằng, họ có thể thoải mái đọc sách trong một thời gian dài mà không cảm thấy mỏi mắt, điều mà họ luôn gặp phải khi đọc trên màn hình LCD của điện thoại và máy tính thông thường.

Bảo vệ môi trường

Giống hệt như một trang giấy, các hạt mực luôn nằm yên ở đó và ta luôn có thể thấy màn hình hiển thị kể cả khi mọi nguồn điện được ngắt.

Điều này có nghĩa là giấy điện tử chỉ tiêu thụ năng lượng khi cần di chuyển các hạt mực sang một vị trí mới. Chẳng hạn như khi ta chuyển trang sách, thao tác trên màn hình cảm ứng hoặc cần thay đổi nội dung hiển thị. Tính chất này còn có tên gọi khác đó là “Song ổn định” (hiển thị 24/7 và ít tiêu thụ năng lượng) – lý giải vì sao các thiết bị sử dụng công nghệ màn hình mực điện tử thường có tuổi thọ pin rất lâu.

So sánh điện năng tiêu thụ giữa màn hình LCD và màn hình mực điện tử với cùng kích cỡ màn, cùng thời gian sử dụng và mục đích sử dụng.

Ứng dụng cuộc sống

Giấy điện tử không bị chói dưới ánh sáng mặt trời và có góc nhìn rộng nên đã và đang được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống.

Ứng dụng phổ biến nhất của giấy điện tử đó là một chiếc máy đọc sách. Các tín đồ mê sách giờ đây đã có thể đọc khi đi biển, đọc tại trạm xe buýt hay trên ghế đá công viên nhờ khả năng phản quang của màn hình giấy điện tử.

Hiện nay công nghệ mực điện tử không chỉ được áp dụng trên các thiết bị đọc sách và ghi chép, mực điện tử còn xuất hiện trên mặt đồng hồ đeo tay, hoặc trên bảng giá thông minh đặt tại các quầy hàng trong siêu thị, biển chỉ dẫn ngoài trời, bảng thời gian chạy tại các bến xe, kính có thể phủ mờ khi cần sự riêng tư…

Nguồn: E Ink.

Lời bình

Giấy là một trong những phát minh quan trọng nhất, nếu không phải là quan trọng nhất, trong lịch sử loài người. Sự ra đời của giấy đã thúc đẩy sự phát triển của xã hội thông qua việc lưu trữ và truyền bá tri thức. Giấy là nơi sản sinh các kiệt tác văn học và hội hoạ. Giấy mang  theo những áng thơ và những bản nhạc bất hủ trôi theo dòng chảy của thời gian. Giấy chứa đựng tri thức và tri thức chính là sức mạnh.

Các tài liệu được khai quật ghi chép lại rằng quy trình làm giấy đầu tiên đã ra đời vào Triều đại Đông Hán (25-220 TCN) ở Trung Quốc. Nhiều thế kỷ trôi qua, việc ghi chép bằng tay vẫn tiêu tốn rất nhiều thời gian và công sức khiến cho việc truyền bá kiến thức luôn bị giới hạn, và chỉ một bộ phận nhỏ trong xã hội được tiếp cận với sách.Điều đó đã thay đổi vào giữa thế kỷ XV, khi Johannes Gutenberg là một thợ kim hoàn người Đức đã thành công khi tạo ra cỗ máy in đầu tiên có thể in đến 9,000,000 cuốn sách chỉ trong vòng 50 năm, đặt nền móng cho ngành công nghiệp in ấn và giáo dục đại trà.

Thế giới tiếp tục chứng kiến những sự biến chuyển lớn trong khoảng cuối thế kỷ XIX đến đầu thế kỷ XXI với các cuộc thử nghiệm nhằm tạo ra một chiếc màn hình hiển thị tự phát ra ánh sáng. Kết quả sau đó là sự ra đời của tivi, máy tính cá nhân và chiếc điện thoại thông minh đầu tiên đã làm thay đổi cuộc chơi. Không thể không kể đến Internet – mảnh ghép quan trọng nhất trong việc kết nối cả thế giới thông qua một cú nhấp chuột hoặc một cú chạm trên màn hình. Nhân loại kể từ đó chưa từng quay đầu lại.

Tuy nhiên sự phát triển quá nhanh khiến cho chúng ta không kịp lường trước được tác hại của các thiết bị điện tử lên sức khoẻ và môi trường, làm thay đổi văn hoá suy nghĩ và hành vi của con người trong xã hội hiện đại.

Sự tiến bộ của công nghệ đang đi quá nhanh so với chính nhân loại – người đã tạo ra chúng. Chúng ta đang cố chạy theo để bắt kịp nhưng không thể đoán được nó sẽ dẫn ta đi đến đâu. Trong kỷ nguyên công nghệ số, văn hoá đọc sách đang dần bị mai một trước khi nó có cơ hội được phát triển. Một cuốn sách phủ đầy bụi trên kệ không còn đủ sức hút so với một chiếc điện thoại thông minh sặc sỡ màu sắc. Không ai có thể phủ nhận lợi ích mà công nghệ mang đến nhưng chúng ta cũng đang dần nhận ra rằng, nếu không bắt đầu quan tâm một cách nghiêm túc hơn thì hậu quả sẽ là quá muộn để có thể sửa chữa.

Giấy điện tử có thể chính là câu trả lời cho nỗi băn khoăn này theo góc nhìn của người viết. Giấy điện tử xuất hiện một cách tình cờ như một bông hoa nở trên chiến địa. Một biểu tượng của sự hy vọng. Một biểu tượng của sự trường tồn. Giấy điện tử chính là sự giao thoa giữa truyền thống và hiện đại. Nó làm một chiếc cầu nối – vừa để giữ lấy những giá trị truyền thống, vừa đi cùng với thời đại của công nghệ.

Màn hình giấy điện tử có đầy đủ những tính chất và giá trị của một cuốn sách giấy và một thiết bị điện tử thông minh. Mặc dù vẫn còn đó nhiều hạn chế do tuổi đời của công nghệ này còn rất trẻ, nhưng chúng ta có thể thấy được tiềm năng phát triển to lớn mà loại mực điện tử này sẽ mang đến trong tương lai.

Mời bạn đọc tiếp tục theo dõi chuỗi bài viết của Vbook về Series: Công nghệ màn hình giấy điện tử – Một cuộc cách mạng về giấy, văn hoá đọc và bảo vệ môi trường trong các kỳ tiếp theo.