ePaper

eReader-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.
Von Rita Deutschbein
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E-Book-Reader-Displays im Detail E-Book-Reader-Displays im Detail
Bild: teltarif.de 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

E-Book-Reader-Displays im Detail E-Book-Reader-Displays im Detail
Bild: teltarif.de 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 die 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.

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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 flexi­blem Kunst­stoff als Träger­material erlaubte.

Elektronisches Papier im Detail Elektronisches Papier kommt vor allem in E-Book-Readern zum Einsatz
Bild: teltarif.de 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 Nutzer 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. Statt 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 Detail Vergleich eInk/Pearl und LCD
Bild: teltarif.de 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 Kindle Paper­white, der im selben Jahr auf den Markt kam.

ePaper abseits von E-Book-Readern

Elektronisches Papier im Detail e-Ink-Displays für verschiedene Einsätze
Bild: E Ink Corporation ePaper kommt nicht nur in E-Book-Readern zum Einsatz, sondern 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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