E-Ink คืออะไร ? และ ทำไมอุปกรณ์ที่ใช้หน้าจอ E-Ink ถึงมีราคาแพง ?

ทำไมอุปกรณ์ที่ใช้หน้าจอ E-Ink ถึงมีราคาแพง ?

หลังจากที่ ก่อนหน้านี้เราได้มีบทความเกี่ยวกับ แนวทางการเลือกซื้อเครื่องอ่านหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ (E-Book Reader) ไปแล้ว คุณผู้อ่านบางท่านอาจจะเกิดคำถามว่า เมื่อเทียบของเครื่อง E-Book Reader กับแท็บเล็ตขนาดเดียวกัน มักจะมีราคาแพงกว่า ทั้งที่สเปกต่ำกว่า หน้าจอก็คุณภาพแย่กว่า เป็นหน้าจอขาวดำที่อัตรารีเฟรชเรตต่ำ ทำได้แค่อ่านหนังสือ ไม่สามารถดูวิดีโอได้ด้วยซ้ำ

ซึ่งอันที่จริง ประเด็นนี้ก็เป็นคำถามที่ทางผู้เขียนเองก็มีความสงสัยเช่นกัน หลังจากที่ไปได้ค้นคว้าข้อมูลบนโลกอินเทอร์เน็ตเพื่อหาคำตอบมา ก็ค้นพบเรื่องราวน่าสนใจ จึงอยากมาเล่าให้ฟังในบทความนี้ 

เรื่องราวจะเป็นอย่างไร ? หากสนใจล่ะก็ เชิญอ่านต่อได้เลย อนึ่ง เนื้อหาในบทความเป็นการวิเคราะห์โดยความเห็นส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้น หากมีความผิดพลาดประการใดก็ขออภัยไว้ ณ ที่นี้

E-Ink คืออะไร ?
(What is E-Ink ?)

ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับเทคโนโลยี E-Ink กันก่อนดีกว่า ว่ามันคืออะไร ?

อีอิงค์ (E-Ink) ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่แต่อย่างใด มันเป็นเทคโนโลยีการแสดงผลรูปแบบหนึ่งที่ถูกคิดค้นขึ้นมาโดยสถาบันวิจัย MIT Media Lab ได้รับการจดสิทธิบัตรขึ้นในปี ค.ศ. 1996 (พ.ศ. 2539) แต่ในปัจจุบันนี้ บริษัท E Ink Holdings Inc เป็นผู้ครอบครองสิทธิบัตรการผลิตหน้าจอ E-Ink ฉบับนี้อยู่แต่เพียงผู้เดียว

การแสดงผลของ E-Ink จะอาศัยไมโครแคปซูล (Microcapsules) ที่มีขนาดเล็กประมาณเส้นผมของมนุษย์ ที่เรียงตัวกันบนของเหลวที่อยู่ในชั้นฟิล์มของหน้าจอ ภายในไมโครแคปซูลจะมีประจุบวกสีขาว และประจุลบสีดำบรรจุเอาไว้

เมื่อไมโครแคปซูลเหล่านี้ได้รับสนามไฟฟ้าเชิงลบ (Negative Electrical Field) อนุภาคสีขาวก็จะลอยตัวขึ้นมายังพื้นผิว ในทางกลับกันเมื่อได้รับสนามไฟฟ้าเชิงบวก (Positive Electrical Field) อนุภาคสีดำก็จะลอยตัวขึ้นมายังพื้นผิว ด้วยการปล่อยสนามไฟฟ้าที่แตกต่างกันไปยังจุดต่าง ๆ บนหน้าจอ ก็จะทำให้ได้หน้าจอแสดงผลแบบเอกรงค์ (Monochromatic) ขึ้นมา

การแสดงผลของหน้าจอ E-Ink ที่ความเร็วช้ากว่าปกติ 25%
ภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/E_Ink

ความพิเศษของหน้าจอ E-Ink คือมีความคล้ายคลึงกับการพิมพ์ที่ปรากฏบนกระดาษ และยังเป็นมิตรต่อสายตามากกว่าหน้าจอชนิดอื่น เนื่องจากมันไม่ต้องใช้แสงในการแสดงผลเหมือนกับ หน้าจอ LCD (Liquid Crystal Display) นอกจากนี้ มันยังพลังงานในการทำงานที่ต่ำมากด้วย

ข้อมูลเพิ่มเติม : จอ CRT, DLP, Plasma, LCD, LED, VA, IPS, OLED, QLED คืออะไร ? และข้อดี ข้อเสีย แต่ละชนิด

จากคุณสมบัติของหน้าจอ E-Ink ทำให้มันได้รับความนิยมในการนำไปใช้เป็นหน้าจอแสดงผลของเครื่องอ่านหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ หรือที่เรียกว่า E-Book Reader หากคุณมีโอกาสเลือกซื้อมัน คุณจะเห็นว่าแทบทุกยี่ห้อล้วนแต่เลือกใช้เทคโนโลยีหน้าจอแบบ E-Ink ในการทำงานกันหมด

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของหน้าจอ E-Ink คือ มีอัตราการรีเฟรชเรทที่ต่ำมาก การแสดงสีสันก็เพิ่งถูกพัฒนาขึ้นมาให้ทำได้ในช่วงไม่กี่ปีมานี้

ทำไมอุปกรณ์ที่ใช้หน้าจอ E-Ink ถึงมีราคาแพง ?
(Why is E-Ink display so expensive ?)

E-Ink เป็นสินค้าเฉพาะกลุ่ม

มาเข้าสู่คำถามของบทความนี้ "ทำไมอุปกรณ์ที่ใช้หน้าจอ E-Ink ถึงมีราคาแพง ?" ถ้าพิจารณาจากอุปกรณ์อย่างสมาร์ทโฟน หรือแท็บเล็ตที่มีขนาดคล้ายกัน ผู้ใช้น่าจะรู้สึกว่า E-Book Reader นั้น ทั้งสเปกต่ำกว่า หน้าจอก็เป็นแบบขาวดำที่ทำงานช้า แม้จะมีรุ่นหน้าจอสีให้เลือกใช้งานแล้ว แต่เทียบกับ หน้าจอ IPS (In-Plane Switching) แล้วมันก็ยังมีคุณภาพที่ห่างชั้นกันอย่างมาก ในเมื่อมันด้อยกว่า ทำไมมันถึงยังขายในราคาที่แพงกว่าได้ ?

คำตอบแรก : มันเป็นสินค้าในตลาดขนาดเล็กที่มีความต้องการน้อย

ก่อนอื่นเราต้องทำความเข้าใจก่อนว่า หน้าจอ E-Ink นั้นมีจุดแข็งที่หน้าจอ IPS หรือ OLED สู้ไม่ได้อยู่เช่นกัน นั่นก็คือ คุณสมบัติในการแสดงผลที่ให้ความรู้สึกเหมือนกับหมึกที่ถูกพิมพ์ลงบนกระดาษจริง และการทำงานของมันก็ไม่ต้องอาศัยแสงหนุนหลัง (Backlight) อีกด้วย ทำให้ผู้ใช้งานสามารถอ่านสิ่งต่าง ๆ ที่ปรากฏบนหน้าจอ E-Ink ได้อย่างยาวนาน ใครที่เคยอ่านหนังสือบน iPad นาน ๆ น่าจะเคยประสบกับปัญหาตาเริ่มสู้แสงไม่ไหว มีอาการแสบตา แต่อาการที่ว่ามานี้ จะไม่เกิดขึ้นเวลาที่คุณอ่านบนหน้าจอ E-Ink เลย

สามารถกล่าวได้ว่า หน้าจอ E-Ink นั้นมีดีแค่เรื่องถนอมสายตา และประหยัดพลังงานเท่านั้นเอง การนำไปใช้งานจึงอยู่วงแคบ ส่วนใหญ่เราจะเห็นมันได้แค่ในเครื่อง E-Book Reader หรือนาฬิกาเท่านั้น

Epson Smart canvas
ภาพจาก : https://snoopy-info0810.com/6663.html

ในโลกอุตสาหกรรมอะไรที่ผลิตเป็นจำนวนมาก ย่อมมีราคาที่ถูกลง ซึ่งสัดส่วนการใช้งานหน้าจอ E-Ink นั้นยังไม่สามารถเทียบกับหน้าจอชนิดอื่น ๆ อย่าง IPS, TN, OLED ฯลฯ ที่ใช้ทั้งในสมาร์ทโฟน, จอคอมพิวเตอร์, โทรทัศน์, โน้ตบุ๊ก, แท็บเล็ต ฯลฯ ได้เลยแม้แต่นิดเดียว เพราะอุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่เรียกได้ว่ามีกันแทบทุกคน ทุกครอบครัว

ขณะที่หน้าจอ E-Ink นั้น มีลูกค้าอยู่เพียงกลุ่มเดียว คือผู้ที่ต้องการอ่านหนังสือบนเครื่อง E-Book Reader เท่านั้น และหากพูดถึงความจำเป็น ถ้าไม่ใช่คนที่อ่านหนังสืออย่างจริงจัง พวกเขาก็สามารถที่จะอ่าน E-Book บนสมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์ก็ได้ ไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่อง E-Book Reader ที่ราคาค่อนข้างสูงมาใช้งานแต่อย่างใด นั่นจึงเป็นเหตุผลที่เราบอกว่า E-Ink เป็นสินค้าเฉพาะกลุ่ม (Niche Market)

เมื่อความต้องการในตลาดมีน้อย จำนวนการผลิตก็น้อยตามไปด้วย โรงงานที่ผลิตหน้าจอ E-Ink จึงมีอยู่เพียงไม่กี่แห่ง การแข่งขันต่ำ ราคาของหน้าจอชนิดนี้ก็เลยสูงตามไปด้วย

ความยากในการผลิต

การผลิตหน้าจอนั้นมีความคล้ายคลึงกับ ขั้นตอนการผลิตหน่วยประมวลผลกลาง หรือซีพียู (CPU) คือมันจะถูกผลิตออกมาเป็นแผ่นขนาดใหญ่ จากนั้นก็ค่อยมาตัดเป็นแผ่นขนาดเล็กตามขนาดของหน้าจอที่ต้องการ ซึ่งในขั้นตอนการผลิตนั้นมันไม่ได้มีความสมบูรณ์แบบ 100% มันจะมีบางส่วนที่มีปัญหาซึ่งต้องถูกคัดทิ้งไป

สมมติว่า แผ่นหน้าจอถูกผลิตออกมาดังภาพด้านล่างนี้ ส่วนจุดที่เป็นพื้นที่สีแดงคือไม่สามารถใช้งานได้ อาจจะมีเดตพิกเซล (Dead Pixel) หรือมีไบรท์พิกเซล (Bright Pixel) ก็จะเห็นได้ว่า เมื่อต้องตัดไปใช้ผลิต เราสามารถนำมันไปผลิตหน้าจอขนาดเล็กได้ 17 จอ, จอขนาดกลางได้แค่ 2 จอ และจอขนาดใหญ่ได้เพียง 1 จอ เท่านั้น

คุณจึงจะเห็นได้ว่า หน้าจอนั้น ยิ่งใหญ่ ยิ่งมีราคาแพง เพราะโอกาสที่จะไม่พบเดต Dead Pixel หรือ Bright Pixel นั้นค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับหน้าจอขนาดเล็ก ซึ่งปัญหานี้ไม่ได้มีแค่ในการผลิตหน้าจอ E-Ink เท่านั้น แต่จอทุกประเภทก็จะประสบปัญหานี้เช่นกัน แต่ด้วยความที่จำนวนการผลิตหน้าจอ E-Ink นั้นต่ำมาก ทำให้ราคาของมันแพงขึ้นตามไปด้วยนั่นเอง

ถ้าถามว่าแพงขึ้นขนาดไหน ? ขอยกตัวอย่างเป็นเครื่อง E-Book Reader ที่หน้าจอขนาด 6 นิ้ว ราคาส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณ 4,000-6,000 บาท แต่เมื่อขยับไปเกิน 10 นิ้ว ราคาจะกระโดดไปเท่าตัวทันที และถ้าอยากได้ขนาดใหญ่แบบใช้เป็นจอมอนิเตอร์ได้ล่ะก็ ที่เห็นล่าสุดคือต้องจ่ายประมาณหกหมื่นกว่าบาทเลยทีเดียว

หน้าจอคอมพิวเตอร์แบบ E-Ink Boox Mira Pro ขนาด 25.3" ราคาสูงถึง $1,799.99 (ประมาณ 61,600 บาท)
ภาพจาก : https://www.bhphotovideo.com/c/product/1683182-REG/boox_opc0875r_25_3_boox_mira_pro.html

E-Ink เป็นเทคโนโลยีที่แทบจะไม่มีคู่แข่ง

เหตุผลสุดท้ายที่เราค้นเจอว่าทำไมอุปกรณ์ที่ใช้หน้าจอ E-Ink ถึงมีราคาแพง ? นั้นเป็นเรื่องของกรรมวิธีการผลิตที่มีผู้ครองสิทธิบัตรอยู่เพียงบริษัทเดียว ทำให้ไม่มีการแข่งขันด้านราคาเกิดขึ้น

เทคนิคการแสดงผลที่มีความคล้ายคลึงกับกระดาษนั้น ถูกครอบครองสิทธิบัตรไว้โดยบริษัท E Ink Holdings Inc. ทำให้ใครก็ตามที่ต้องการผลิตหน้าจอ E-Ink ขึ้นมานั้นต้องจ่ายเงินค่าธรรมเนียมก่อนจึงจะสามารถผลิตได้

ภาพจาก : https://patents.google.com/patent/US20080043317A1/en

ถามว่าไม่จ่ายได้หรือไม่ ? คำตอบ คือได้ แต่คุณต้องคิดค้นวิธีการแสดงผลขึ้นมาใหม่ที่ไม่เหมือนกับวิธีการในสิทธิบัตรไว้โดยบริษัท E Ink Holdings Inc. ขึ้นมาเอง ซึ่งนั่นต้องอาศัยเงินลงทุนเพื่อวิจัยอย่างมหาศาล และไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะทาง บริษัท E Ink Holdings Inc. เองก็มีการพัฒนาตัวเองอยู่ตลอดเวลา ไม่ใช่เรื่องง่ายที่บริษัทหน้าใหม่จะสามารถตามทัน

อย่างไรก็ตาม ตอนนี้สิทธิบัตรสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการผลิตบางส่วนได้หมดอายุลงแล้ว น่าจะทำให้มีการแข่งขันเพิ่มขึ้น เชื่อว่าราคาของ E-Ink จะค่อย ๆ ปรับตัวลงอย่างช้า ๆ เมื่อมีคู่แข่งรายใหม่เข้ามาทำตลาดด้วย