E-Paper-Displays: Bessere Farben und ein videotauglicher Schirm

EInk hat mit seiner elektronischen Tinte enorme Fortschritte erzielt. Jüngst zeigte das Unternehmen farbstarke Schilder und sogar ein farbiges Videodisplay.

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Farbstarke Eink-Displays

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

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  • Ulrike Kuhlmann

EInk hat auf der Display Week drei neue Produktfamilien präsentiert. Am sparsamsten arbeiten die reinen Schwarz-Weiß-Displays, bei denen sich schwarze und weiße Pigmente in einer Flüssigkeit unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes an die Schirmoberfläche oder von ihr weg bewegen. Die Pigmente befinden sich in geschlossenen Systemen, einer Art Kugeln, die wiederum in einer Polymerschicht verteilt wurden.

Schaltprinzip von EInk-Displays mit elektronischer Tinte

(Bild: EInk)

Das Ganze ist bistabil, die Pigmente in den Kugeln bleiben also auch nach Wegfall des elektrischen Feldes beziehungsweise der Spannung in ihrer letzten Position. Deshalb eignen sich die elektrophoretischen Tintendisplays etwa als Preisschilder, die sich aus der Ferne updaten lassen, wenn im Supermarkt eine Preisänderung für das gekennzeichnete Produkt ansteht.

In der Kaleido-Serie bringen RGB-Farbfilter über der schwarzweißen Pigmentschicht Farbe ins Spiel. Das klappt aber nur in sehr heller Umgebung, da die Farbfilter stets zwei Drittel des Lichts in jeden Bildpunkten schlucken. Im Vergleich zu herkömmlichen Farbdisplays sehen die Kaleido deshalb recht blass aus. Neu in der Kaleido-3-Serie: EInk druckt die Farbfilter jetzt direkt auf die Polymerschicht mit den Tintenkügelchen. Die auf der Display Week gezeigten 7,8-zölligen Displays können 16 Stufen und mithin 4096 Farben anzeigen, ihre Farbsättigung gegenüber dem Vorgängermodell Kaleido Plus konnte EInk nach eigenen Angaben um 30 Prozent verbessern.

Farbiges Videodisplay von EInk

Ein Knackpunkt der E-Paper-Displays ist die Zeit, die sie zur Positions- beziehungsweise Farbänderung brauchen. Der Refresh dauert üblicherweise über eine Sekunde, was viele wahrscheinlich von Seitenwechsel eines E-Paper-Readers kennen dürften. Da den schwarzen und weißen Pigmenten der Wechsel am schnellsten gelingt, sind die mit Farbfiltern versehenen Kaleido-Modelle bedingt videotauglich. Am Stand zeigte EInk ein Videodisplay, das zwar keine superscharfen Bewegtbilder hinbekommt, aber doch kleine Videosequenzen anzeigen konnte.

Nachdem EInk zunächst eine weitere Pigmentfarbe in die Kügelchen eingebracht hat, sind es inzwischen bis zu drei Farben neben Schwarz und Weiß. Die Pigmente reagieren unterschiedlich auf das elektrische Feld, was EInk geschickt dafür nutzt, sie in dem Farbengewimmel gezielt an die gewünschte Position zu dirigieren – etwa direkt unter der Schirmoberfläche oder eben weiter nach unten. Die Farbpigmente ganz oben entscheiden über die vom Display angezeigte Mischfarbe.

Die EInk-Displays aus der neuen Serie Spectra 3100 Plus brigen mit gelben und roten sowie schwarzen und weißen Pigmente farbstarke Bilder.

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

Das Prinzip ist bei allen elektrophoretischen Displays gleich, die Kunst liegt im Design der Farbpigmente. Die jüngst gezeigten sehr farbstarken Displays aus der neuen Serie Spectra 3100 Plus nutzen gelbe und rote sowie schwarze und weiße Pigmente. Im Ergebnis leuchten die 25,3-zölligen E-Paper-Displays in heller Umgebung wie ein kräftiges Plakat – was umso beeindruckender ist, als sie rein reflektiv arbeiten, also keine eigene Lichtquelle besitzen. Sie können zudem satte Brauntöne wiedergeben – was beispielsweise LCDs kaum hinbekommen – aber natürlich nicht beliebig viele Farbmischungen; dafür fehlt Cyan. Die 25-Zöller lassen sich laut EInk auch partiell aktualisieren, wenn sich beispielsweise nur das Tagesmenü geändert hat, die Grundanmutung des elektronischen Plakats aber gleich bleibt. Das spart Energie und beschleunigt den Refresh.

Die Modelle aus EInks Gallery-3-Serie nutzen als Pigmentfarben wie Drucker Cyan, Magenta und Gelb (CMY) und zusätzlich Schwarz und Weiß. Damit können sie natürliche Farben mischen, indem die nötigen Partikel an die Oberfläche der Polymerschicht drängen.

Mit den Pigmentfarben Cyan, Magenta und Gelb (CMY) können EInks Gallery-3-Displays natürliche Farben mischen.

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

Die Besonderheit der 8-zölligen digitalen Tafeln ist aber weniger die Anzahl der Farben, sondern ihr Bildwechsel: Die SW-Kügelchen wechseln innerhalb von 350 Millisekunden ihre Position, ein schneller Farb-Refresh dauert 500 Millisekunden, für Display mit eingeschränkter Farbmischung sind es 750 bis 1000 Millisekunden, bei bester Farbpalette bleibt es dagegen bei 1,5 Sekunden.

Ein magnetischer Stift verdrängt in den schwarzweißen Gallery-3-Displays die Kügelchen und erzeugt so Toucheingaben.

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

Man kann die Spectra 3100er auch mit einem magnetischen Stift in ein Touchdisplay verwandeln: Der Stift erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das die Farbpigmente verdrängt, zurück bleibt schwarze Schrift. Das Display reagiert etwas verzögert auf die Eingaben, doch wenn man sich darauf einstellt, gelingen Eingaben am E-Paper-Display sehr flüssig.

EINk Farbdisplay zum Aufrollen

Um die Gallery-3-Schirme aufrollen oder falten zu können, hat EInk einigen Modellen organische TFTs und ein Polymersubstrat spendiert. Für die üblichen bistabilen Anzeigentafeln nutzt EInk dagegen herkömmliche Silizium-Transistoren auf einem dünnen Glasträger.

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(uk)