e-Paper - SVAT Astatine - Universiteit Twente

e-Paper
Reddende engel van de oerbossen
Elektronisch papier, e-paper, i-inkt, e-papier – allemaal
namen voor de nieuwe informatiedrager die het helemaal
gaat worden, als je de experts mag geloven. Er
zijn verschillende opvattingen over wat e-paper precies
is; een algemene definitie die vaak gehanteerd wordt
is:
Een buigzame, dunne film waarop elektronisch tekst
en afbeeldingen kunnen worden weergegeven; waarbij
geen backlight wordt gebruikt en de informatie zonder
voedingsspanning blijft staan.
De technologie
Om de tekst en afbeeldingen zonder voedingsspanning
vast te kunnen houden, moet de aan- en uit-toestand
van elke pixel stabiel zijn in de tijd. De meeste technieken
verplaatsen gekleurde inkt met een elektrische
spanning, alhoewel er ook experimenten met bistabiele
LCD’s gedaan worden. Bij de productie van e-paper
moet er niet alleen rekening worden gehouden met de
techniek van bistabiele pixels, maar om het papier dun
en buigzaam te houden moeten ook de elektronica en
het omhulsel goed ontworpen worden. Allereerst een
overzicht de verschillende technieken van de bistabiele
pixels:
Elektroforetisch papier
Bij elektroforetisch e-paper bestaat elke pixel uit een
klein bolletje gevuld met suspensie van olie, gekleurde
inkt en witte, elektrisch geladen deeltjes (vaak titaniumdioxide,
TiO ). Aan de boven– en onderkant van de
2
bolletjes zit een elektrode. In figuur 1 staat een doorsnede
van het papier. Als de bovenste elektrode negatief
geladen wordt door een negatieve spanning over
de pixel te zetten, worden de witte, positief geladen
titaniumoxidedeeltjes naar de bovenste elektrode getrokken
(elektroforese) en bedekken de gekleurde inkt.
Als de spanning wordt omgedraaid, gaan ze naar de
achterkant, waardoor de inkt van voren wel zichtbaar
is. Het nadeel van deze techniek is dat de titaniumoxidedeeltjes
zich door diffusie en elektrostatische afstoting
weer langzaam zullen verspreiden door de olie,
waardoor de pixel na enige tijd vervaagt. Het plaatje zal
dus regelmatig opnieuw op het papier gezet moeten
worden; de verversingsfrequentie ligt wel zoveel lager
dan bijvoorbeeld LCD-schermen dat het toch volwaardig
e-paper is. Onder andere Philips, Sony en Motorola
gebruiken deze techniek voor hun e-paper.
22
Geert Folkertsma
Figuur 1: Elektroforetisch e-paper; a) de witte titaniumoxidedeeltjes
zitten aan de bovenkant, waardoor
de rode inkt niet zichtbaar is en de pixel wit is; b) de
deeltjes zitten aan de achterkant, de pixel is groen; c)
na verloop van tijd diffunderen de deeltjes uit elkaar,
waardoor de pixel vervaagt.
Bichromatische bollen
Een andere techniek verplaatst ook inkt door middel
van een elektrische spanning, maar de manier waarop
dit gebeurt is heel anders. Elke pixel is een klein bolletje,
waarvan de ene helft zwart of gekleurd is, en de
andere helft wit. De bol is geladen zodat hij een kleine
elektrische dipool is. De bolletjes zijn gesuspendeerd
tussen twee elektroden, waardoor ze geroteerd kunnen
worden door een spanning over de elektroden te zetten
(zie figuur 2 voor een illustratie). Door wrijving blijven
de bolletjes in positie nadat de aangelegde spanning
weg is. Het voordeel ten opzichte van elektroforetisch
papier is dat de pixels stabieler zijn, alhoewel de bolletjes
na verloop van tijd kunnen verdraaien. Xerox
gebruikt deze techniek in haar “Gyricon” e-paper.
Figuur 2: bichromatische bollen: a) de witte kant is
naar boven gericht, de pixel is wit; b) de witte kant is
naar onder gericht, de pixel is gekleurd; c) na verloop
van tijd kunnen de bolletjes verdraaien, waardoor de
pixels vervagen.