ePaper

E-Book-Reader-Displays im Detail: e-Ink, Vizplex, Pearl & Co.

Wir beleuchten die Technik hinter den E-Book-Reader-Displays sowie die verschiedenen Varianten von elektronischem Papier. Was hinter e-Ink, Vizplex, Mirasol und Pearl steckt, erfahren Sie im Folgenden.
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E-Book-Reader-Displays im DetailE-Book-Reader-Displays im Detail Mit dem vermehrten Aufkommen von E-Book-Readern ist auch das elektronische Papier oder ePaper immer mehr in den Fokus geraten. Als ePaper werden dünne und besonders stromsparende Display-Technologien unter­schied­licher Art bezeichnet, die eine möglichst papiernahe Darstellung ermöglichen. Dabei ist das elektronische Papier keineswegs eine neue Erfindung. Bereits in den 1970er Jahren wurden erste Display-Typen dieser Art entwickelt. Heute sind vor allem die Displays der E Ink Corporation bekannt, die unter gleicher Bezeichnung in Lesegeräten beispiels­weise von Amazon, Kobo und Sony Verwendung finden.

Die Technik hinter dem ePaper

Als Urvater des heute eingesetzten ePapers gilt Gyricon, das in den 1970er Jahren von Nick Sheridon am Xerox Palo Alto Research Center in Kalifornien entwickelt wurde. Das Prinzip des ersten elektronischen Papiers war dem heutigen recht ähnlich: In einer dünnen Kunst­stoff­schicht wurden Millionen von kleinen Kügelchen eingebracht, die sich jeweils in einer winzigen Ölhülle befanden und sich somit frei bewegen konnten. Jede Kugel hatte eine schwarze sowie eine weiße Seite und war bipolar statisch geladen.

Durch das Erzeugen von elektrischer Spannung an der Oberseite konnte die Drehung der Kügelchen manipuliert werden, sodass entweder die schwarze oder weiße Seite sichtbar war. Auch bei Wegnahme der Spannung blieb das so erstellte Bild weiterhin bestehen. Noch heute vergibt Xerox Lizenzen der Technologie, wenn das Unternehmen die Produktion aufgrund von hohen Produktions­kosten auch eingestellt hat.

Eine weitere Art von elektro­nischem Papier kam in den 90er Jahren auf. Diese beruhte auf der sogenannten Elektro­phorese, einer Technik, bei der sich einzelne Teilchen aufgrund ihrer elektrischen Ladung und ihrer Größe in einem Feld unterschiedlich schnell bewegen und dadurch getrennt werden. Bei dieser Art des elektro­nischen Papiers setzten die Forscher auf kleine Mikrokapseln, was die Verwendung von flexiblen Kunststoff als Träger­material erlaubte.

Elektronisches Papier im DetailElektronisches Papier kommt vor allem in E-Book-Readern zum Einsatz Bei der Elektro­phorese werden winzige Mikro­kapseln durch Spannung zwischen zwei elektrisch leitfähigen Glasplatten bzw. Folien bewegt. Die Kapseln enthalten sowohl positiv geladene weiße als auch negativ geladene schwarze Pigmente in einem transparenten zähflüssigen Polymer. Je nach Ausrichtung der Partikel wird für den Nutzern die schwarze Seite einer Mikrokapsel quasi als Pixel sichtbar, oder eben nicht. Das Bild ist solang sichtbar, bis eine erneute Spannung die Ausrichtung der Partikel wieder verändert. Lediglich bei diesem Vorgang wird Strom benötigt, was neben dem großen Betrachtungs­winkel und der guten Lesbarkeit der Schrift in der Sonne die Hauptvorteile der energie­sparenden E-Book-Reader sind.

Ebenfalls auf Basis des photo­phoretischen Verfahrens werden Farb-ePapers realisiert. Anders als auf schwarze Pigmente wird hier jedoch auf farbiges Pulver gesetzt. Verschiedene Farbfilter werden hinter­einander geschaltet und so die bunte Darstellung erzeugt.

SiPix, e-Ink, Vizplex, Pearl, Triton, Mirasol und Co.

Elektronisches Papier im DetailVergleich eInk/Pearl und LCD Auch die Firma E Ink nutzt die Elektro­phorese als Basis für seine e-Ink-Displays. Als erstes Unternehmen stellt der Hersteller seit 2004 das elektronische Papier serienmäßig her. Weitere ePaper-Fertiger sind beispiels­weise die amerikanische Firma SiPix, deren SiPix-Technologie im August 2012 an E Ink übergegangen ist, der Hersteller Plastic Logic mit seinem "PlasticPaper" und Trekstor mit dem Digital Ink.

Die erste ePaper-Generation nannte die E Ink Corporation noch schlicht e-Ink. Sie bestach durch ihre hohe Energieeffizienz, vier verschiedene Graustufen und die gute Lesbarkeit selbst bei starkem Sonnenlicht. Mit Vizplex kam 2007 der Nachfolger der bisherigen e-Inks auf den Markt. Vizplex-Displays konnten mit 8 Graustufen noch detaillierte Darstellungen anzeigen, waren etwa 20 Prozent schneller und konnten Licht noch besser reflektieren, wodurch sie heller als die erste Generation wirkten.

Am bekanntesten wurde jedoch die 2010 vorgestellte Pearl-Technologie, die dritte e-Ink-Generation. Dies lag vor allem an großen eReader-Herstellern wie Amazon, Barnes & Nobles, Sony und Kobo, die diese Display-Technologie in ihren E-Book-Readern verbauten. Der hohe Kontrast sowie die Darstellung von 16 Graustufen sorgen für eine besonders papiernahe Darstellung - fast so wie Tinte auf echtem Papier. Die Reaktions­zeiten wurden mit etwa 120 Millisekunden nochmals schneller.

Ebenfalls 2010 stellte E Ink die Triton-Technologie vor, eine farbige ePaper-Variante. Sie stellt 16 Graustufen sowie bis zu 4096 Farben dar und ist dabei ebenso gut im Sonnenlicht ablesbar. Die e-Ink/Triton-Displays kommen beispielsweise im Color eReader von Hanvon zum Einsatz. Eine ebenfalls farbige Alternative war lange Zeit beim Chip-Hersteller Qualcomm in Entwicklung, der seine Arbeiten am Mirasol-Display vorerst allerdings auf Eis gelegt hat.

Auf der IFA 2013 zeigte E Ink die Carta-Technologie, die im Vergleich zur Pearl-Technologie eine Kontrasterhöhung von 50 Prozent sowie einen noch besseren Schwarz- und Weißwert bieten soll. Erstmals eingesetzt wurde ein Carta-Display im neuen Kindle Paperwhite, der im selben Jahr auf den Markt kam.

ePaper abseits von E-Book-Readern

Elektronisches Papier im Detaile-Ink-Displays für verschiedene Einsätze ePaper kommt nicht nur in E-Book-Readern zum Einsatz. Auch große Werbe­tafeln mit veränder­baren Anzeigen lassen sich aus dem elektronischen Papier herstellen. Ebenso gibt es Uhren, Handy-Displays, Anzeigen auf Kredit- oder Versiche­rungs­karten sowie auf USB-Sticks. Die Möglichkeit, die Displays sowohl winzig klein als auch enorm groß zu produzieren, erlauben viele Anwendungs­zwecke. Zudem ist die Darstellung flimmer­frei und aus hohen Blick­winkeln noch gut erkennbar, die Form enorm dünn und je nach Ausführung auch biegsam und der Strom­verbrauch minimal.

Auf weiteren Seiten zu E-Book-Readern lesen Sie, welche Entwicklung die Geräte genommen haben, welche Modelle es aktuell gibt und mit welchen Verschlüsselungen die Händler ihre E-Books vor der Verviel­fältigung schützen wollen:

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