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News: Fixes e-Paper

Die Industrie bastelt fleißig an e-Paper-Konzepten, um uns in Zukunft die Zeitung in elektronischer Form direkt aufs Papier zu zaubern - bei Bedarf auch mit bewegten Bildern.
e-Paper
Wenn Harry Potter in seiner Zaubererwelt die Zeitung aufschlägt, dann kann er im Sportteil nicht nur die Ergebnisse der letzten Quidditsch-Spiele nachlesen, er kann auch zusehen, wie seine Besen reitenden Idole dem goldenen Schnatz nachjagen. In unserer (Muggel-)Welt sind die Bilder in Zeitungen und Magazinen freilich unbewegt – noch, denn das könnte sich in Zukunft ändern.

So arbeiten beispielsweise Robert Hayes und Johan Feenstra von Philips Research emsig daran, uns ein elektronisches Papier zu spendieren, das nicht nur beliebige Inhalte darstellen kann, sondern das sogar relativ schnelle Bildwechsel gestattet und somit Videosequenzen ermöglicht. Und dabei soll dieses e-Paper noch nicht einmal viel dicker als herkömmliches Papier sein. Zauberei? Mitnichten!

Die Technik beruht auf dem bekannten Effekt, dass sich Wasser und Öl nicht mischen. So bestehen die Bildpunkte des elektronischen Papiers aus winzigen Flüssigkeitszellen, in denen sich ein farbiges Öltröpfchen und eine kleine Menge Wasser befinden. Am Boden dieser Flüssigkeitszellen sitzt eine transparente Elektrode, die mit einer ebenso durchsichtigen, Wasser abstoßenden Isolatorschicht bedeckt ist. Diese Schicht bedeckt das Öltröpfchen unter normalen Umständen vollständig und versteckt damit den weißen Hintergrund der ganzen Pixelzelle, sodass der Bildpunkt beispielsweise schwarz erscheint – oder andersfarbig, je nach Tönung des Öls. Doch wie lässt sich die Färbung ändern?

Dazu wird eine Spannung über der Elektrode und der Flüssigkeitskammer angelegt. Das ändert quasi sofort die Oberflächenspannung zwischen dem Wasser und der hydrophoben Beschichtung der Elektrode, sodass es energetisch günstiger wird, wenn sich das Öltröpfchen zusammenzieht und den Blick freigibt auf den weißen Hintergrund der Zelle. Da das Pixel recht klein ist, nimmt ein Beobachter nur einen durchschnittlichen Reflexionswert wahr, der bei genügend hoher Spannung weiß erscheint.

Im Vergleich zu anderen e-Paper-Konzepten geht der Farbwechsel offenbar so schnell vonstatten, dass die Technik für bewegte Videobilder taugt. Dabei lassen sich auch ganz einfach unterschiedliche Graustufen darstellen, indem die Spannung entsprechend variiert wird. Bei einer Spannung von 20 Volt werden so etwa 70 Prozent des weißen Hintergrunds sichtbar, was einer Reflektivität von 35 Prozent entspricht. Damit ist das e-Paper von Hayes und Feenstra in Bezug auf Reflektivität und Kontrast besser oder zumindest gleichwertig zu anderen Reflexions-Displays, die zurzeit entwickelt werden.

Und auch auf eine mehrfarbige Darstellung muss nicht verzichtet werden. Anstelle das Farbspektrum wie am Bildschirm in separaten Zellen aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau zu mischen, was dazu führt, dass nur ein Drittel des Bildschirm effektiv dazu genutzt wird, Informationen darzustellen, nutzen die Forscher jede Flüssigkeitszelle, um zwischen zwei Farben unabhängig hin und her zu schalten. Denn nun befindet sich nicht nur am Boden der Kämmerchen eine Wasser abweisende Schicht, die von Öl benetzt wird, sondern auch an der Decke. Das führt dazu, dass effektiv zwei Drittel der Anzeige Licht in der gewünschten Farbe reflektieren.

Dabei werden in den Pixelzellen nicht die drei Grundfarben der additiven Farbmischung verwendet, sondern Cyan, Magenta und Gelb des substraktiven Systems, wie sie auch beim Druck zum Einsatz kommen. Im Vergleich zum LC-Display lässt sich ein weiterer Faktor von zwei in Sachen Helligkeit gewinnen, da keine Polarisationsfilter nötig sind. Somit ist das Display der beiden Philips-Forscher in Reflexion viermal heller als eine herkömmliche Flüssigkristall-Anzeige, wie man sie von Flachbildschirmen her kennt.

Es kann also sein, dass sich Joanne Rowling bald etwas Neues für ihre Zaubererwelt ausdenken muss. Denn bewegte Zeitungsbilder sind dann vielleicht längst ein alter Hut.

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