Wir starren den ganzen Tag auf Bildschirme. LCD-, LED- und Plasma-Panels – wir denken nicht viel darüber nach. Aber was ist mit Papier? Papier ist die OG-Display-Technologie. Diese um 105 n. Chr. in China erfundene Technologie veränderte nicht nur die Art und Weise, wie wir schreiben; Es demokratisierte das Wissen. Vor dem Aufkommen des Papiers waren Bücher Seidenrollen. teuer. schwer. Beschränkt auf wohlhabende Personen. Alphabetisierung blieb eine Nischenkompetenz.
Derzeit verbrauchen wir etwa 280 Millionen Tonnen Papier pro Jahr. Dies entspricht 56 Billionen Blatt gestrichenem Standardpapier im Letter-Format. Versuchen Sie, einen einzigen Tag zu leben. Das geht nicht.
In puncto Mobilität ist es dem Laptop immer noch überlegen. Es kostet einen Cent. braucht keinen Strom. Es gibt aber auch Nachteile. Sie können gedruckte Inhalte nicht bearbeiten. Sie können nicht etwa 10 Bücher in Ihrer Tasche tragen. Wissenschaftler haben diese Lücke endlich mit elektronischer Tinte geschlossen, einer Technologie, die verspricht, statische Seiten durch digitale Flexibilität zu ersetzen.
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So funktioniert E-Ink
Das größte Problem bei Papier ist seine Beständigkeit. Wenn die Tinte mit den Fasern in Kontakt kommt, bleibt sie an Ort und Stelle. Electronic Ink dreht dieses Skript um. Es verwendet Mikrokapseln, die mit geladenen Teilchen gefüllt sind, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Wenn Sie ein elektrisches Feld anlegen, bewegen sich die Teilchen. Weiß steigt. Schwarz fällt. Sie erhalten eine SMS. Klartext. Umkehrbarer Text.
Das ist keine Science-Fiction mehr. Es existiert in E-Book-Readern. Es liegt im Regal.
„Das Papier benötigt keine externe Stromquelle. Es gibt jedoch einige Einschränkungen. Die auf dem Papier gedruckten Wörter können nicht geändert werden.“
Warum es für alltägliche Benutzer wichtig ist
Die Physik von Mikrokapseln interessiert Sie vielleicht nicht. Der Transport Ihrer Bibliothek ist Ihnen wichtig. Stellen Sie sich ein dünnes Gerät vor, das Tausende von Titeln speichern kann. Das Tragen schwerer Kisten ist nicht mehr nötig. Es besteht kein Mangel mehr an physischer Regalfläche.
Auch der Kostenfaktor ist enorm. Die Herstellung von E-Ink-Bildschirmen in großem Maßstab ist günstiger als die herkömmliche Papierherstellung. Durch den digitalen Kauf von Büchern entfallen Druck-, Versand- und Lagerkosten. Die Preise sinken.
Aber es geht nicht nur um Bücher. Denken wir über Etiketten nach. Preisschild im Laden. Aktualisieren Sie Digital Signage aus der Ferne. E-Ink gibt kein Licht ab. Reflektiert Licht wie Papier. Dadurch ist es auch bei direkter Sonneneinstrahlung lesbar. Ihre Augen werden nicht müde. Lesen Sie stundenlang, ohne sich Gedanken über die LCD-Hintergrundbeleuchtung machen zu müssen.
Die Grenzen der „permanenten“ Digitalisierung
Ist es perfekt? Nein. E-Ink hat eine Verzögerung. Die Bildwiederholfrequenz ist sehr langsam. Sie können das Video nicht ansehen. Das ist kein Fernsehen. Aber was ist mit dem Text? Was ist mit statischen Daten? Es übertrifft ein Tablet. Besser als ein Telefon. Es fühlt sich an wie Papier, verhält sich aber wie Code.
Wir entfernen uns von der Vorstellung, dass Bildschirme eine Hintergrundbeleuchtung benötigen. Wir bewegen uns in Richtung Displays, die ein Medium nachahmen, auf das sich die Menschen seit 2000 Jahren verlassen. Nur mit der Fähigkeit zur Veränderung.
So funktioniert die E-Paper-Anzeige
E Ink von Cambridge und Xerox von Palo Alto konkurrieren um die perfekte elektronische Tinte, und das Ergebnis ist täuschend einfach. Wenn Sie einen Tropfen Flüssigkeit auf die Oberfläche gießen, wirkt es wie normale Tinte. Aber wenn man genau hinschaut, ändert sich die Physik völlig. Das Geheimnis liegt in drei speziellen Komponenten, die es diesen Substanzen ermöglichen, sich auf Befehl neu anzuordnen.
Jeder Tropfen enthält Millionen mikroskopisch kleiner Kapseln. Diese Hohlräume sind mit einer öligen Flüssigkeit gefüllt. In dieser Flüssigkeit sind negativ geladene farbige Partikel suspendiert. Wenn eine Spannung angelegt wird, bewegen sich diese Teilchen.
Wie E-Ink Bilder für flexible Bildschirme erstellt
Stellen Sie sich ein digitales Buch vor. Diese Seiten sind kein Papier. Es handelt sich um eine sehr dünne Plastikfolie. Auf diese Fläche wird E-Ink aufgetragen und in kleinere Einheiten aufgeteilt. Diese Zellen funktionieren genau wie Pixel auf einem Computerbildschirm.
Unter jeder Zelle befindet sich Mikroelektronik. Diese Schaltkreise steuern den Ladevorgang. Durch Anlegen einer positiven oder negativen Spannung zwingt das System die geladenen Teilchen in den Mikrokapseln zur Bewegung. Dadurch wird der Text oder das Bild generiert.
E Ink verwendet reale und aussagekräftige Analogien, um den Prozess zu erklären. Ein klares Bild eines Wasserballs. In jedem Ball befinden sich Hunderte von weißen Tischtennisbällen. Der Raum zwischen ihnen ist mit blauem Farbstoff gefüllt.
Schauen Sie sich die Oberseite des Wasserballs an. Weiße Tischtennisbälle schwimmen an der Oberfläche. Das allgemeine Erscheinungsbild ist weißlich. Schauen Sie sich den Boden an. Der blaue Farbstoff fällt auf. Der Ball ist blau.
Warum sich der Ansatz von Xerox von der Mikroverkapselungstechnologie von E Ink unterscheidet
Xerox und E Ink gingen unterschiedliche Wege, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Die Mikroverkapselungsmethode von E Ink basiert auf der physikalischen Bewegung von Partikeln in einem flüssigen Medium. Die visuelle Veränderung hängt davon ab, welche Teilchen dem Betrachter am nächsten kommen.
Diese Unterscheidung ist für Hersteller wichtig. Es bestimmt die Flexibilität des endgültigen Bildschirms. Es wirkt sich auch auf die Herstellungskosten aus. Beide Unternehmen beweisen, dass digitales Papier keine Science-Fiction mehr ist. Dies ist ein materialwissenschaftliches Problem, das in Echtzeit gelöst werden muss.
Diese Technologie basiert auf grundlegender elektrostatischer Elektrizität. Ladung zieht an. Ladungen stoßen sich gegenseitig ab. Die Tinte reagiert. Der Bildschirm wird aktualisiert. Das Bild bleibt bestehen, bis das nächste Signal eintrifft.
Es gibt keine Hintergrundbeleuchtung. Zur Aufrechterhaltung des Bildes ist kein Strom erforderlich. Das ist ein Vorteil. Allerdings sind die zur Herstellung dieser Siebe benötigten Materialien teuer. Die Produktion wird langsam ausgeweitet.
Wir warten auf den Preisverfall. Dies ist noch nicht geschehen. Die Plastikfolien sind zerbrechlich. Die Tintenformulierungen sind urheberrechtlich geschützt. Das Rennen geht weiter.
Wer wird gewinnen? Der Markt entscheidet. Die Technologie existiert bereits. Es muss nur erschwinglich werden.
Stellen Sie sich ein Feld mit Tausenden von Wasserbällen vor. Stellen Sie sich nun einen Tischtennisball vor, der zwischen der Ober- und Unterseite dieser Bälle hüpft. Wenn Sie diese Bewegung kontrollieren können, können Sie die Farbe des gesamten Feldes ändern. Dies ist das Prinzip der E-Ink-Technologie. Dies ist eine clevere, wenn auch etwas alberne Art, auf mikroskopischer Ebene zu visualisieren, was wirklich passiert.
Wie Mikrokapseln funktionieren
Eigentlich sind das keine riesigen Wasserbälle. Mikrokapseln sind nur 100 Mikrometer breit. Etwa 100.000 davon passen auf einen Quadratzoll „Papier“. In jeder winzigen Kapsel befinden sich Hunderte winziger Pigmente.
Derzeit verwendet der Prototyp einen weißen Chip und blaue Tinte. Das Ziel besteht darin, andere farbige Tinten für den Einsatz in Mehrfarbdisplays zu entwickeln, derzeit handelt es sich jedoch hauptsächlich um Schwarzweißtinten.
Der Trick besteht darin, dass sich die Chips bewegen, wenn Sie eine elektrische Ladung anlegen. Sie gehen entweder nach oben oder werden nach unten gezogen.
- Chips oben = weißes Aussehen.
- Chips unten = dunkles Aussehen (nur Tinte ist sichtbar).
Durch die Anordnung dieser Muster entstehen Wörter. Sätze. Seiten.
Xerox spielt seit den 1970er Jahren in dieser Sandbox. Sie nennen es E-Paper. Ihre Methoden sind jedoch unterschiedlich. Verwenden Sie anstelle von Farbsplittern in dunkler Flüssigkeit Mikrokügelchen, die auf der einen Seite schwarz und auf der anderen weiß sind. Eine elektrische Ladung dreht sie um. Aus Schwarz wird Weiß. Aus Weiß wird Schwarz. Um diese Technologie zur Erstellung digitaler Bücher zu nutzen, entwickelt Xerox Gummiplatten, die in einer ölbasierten Flüssigkeit schwimmen.
Verkabelungsprobleme lösen
Was ist das größte Hindernis bei der Erstellung eines wirklich digitalen Buches? Verdrahtung. Für jedes Pixel muss eine Gebühr erhoben werden, die Seite muss jedoch hauchdünn bleiben. Es ist schwierig.
E Ink ist einen Schritt voraus. Sie haben mit Lucent Technologies eine Vereinbarung zur Verwendung von Kunststofftransistoren getroffen. Diese kleinen Transistoren können direkt auf die Seite gedruckt werden. Diese liefern die zum Wechseln der E-Ink-Chips erforderliche Ladung. Es gibt keine komplizierten Schaltkreise. Drucken Sie sie einfach aus.
Der Traum von einem Selbstschreibbuch
Der heilige Gral dieser Technologie sind Bücher, die automatisch formatiert werden. Ich habe „Der alte Mann und das Meer“ gelesen. Erledige es. Es wird dann automatisch per drahtlosem Download aus einer Computerdatenbank durch das neueste Harry-Potter-Buch ersetzt.
Jim Iuliano, CEO von E Ink, prognostiziert, dass dies 2003 oder 2004 Realität werden könnte. Xerox hatte eine etwas andere Idee. Die Idee bestand darin, ein Speichergerät in die Wirbelsäule einzubauen. Dadurch können Benutzer zwischen bis zu 10 auf dem Gerät gespeicherten Büchern wechseln.
Es geht nicht nur um Romane. Denken Sie an Ihre Tageszeitung. Diese Technologie könnte die traditionelle Bereitstellung beenden. Kein Papier mehr aus dem Fahrradfenster werfen. Stattdessen drückt ein High-Tech-Lieferant einen Knopf. Jeden Morgen werden Tausende elektronische Zeitungen gleichzeitig aktualisiert.
Es sieht aus wie Papier. Es fühlt sich an wie Papier. Aber Ihre Finger werden nicht mit Tinte befleckt. Und Sie müssen keine Stapel alten Zeitungspapiers recyceln.
Neben Büchern: Mobiltelefone und Werbetafeln
Bevor digitale Bücher zum primären Lesegerät wurden, zielte E Ink auf Mobiltelefone, PDAs, Pager und Digitaluhren ab. Motorola hat hierfür finanzielle Unterstützung geleistet.
Warum sollten Sie bei diesen Geräten auf elektronische Tinte umsteigen?
–Geringer Stromverbrauch
–Flexibilität
–Lesbarkeit
E Ink brachte 1999 sein erstes Produkt auf den Markt, die Immedia-Großflächendisplays. Diese Billboards verbrauchen nur 0,1 Watt Strom. Das bedeutet, dass eine 100-Watt-Glühbirne 1.000 Immedia Billboards mit Strom versorgen kann. In kleinen Geräten verbraucht E-Ink 50–100 Mal weniger Strom als LCDs. Warum? Denn Strom wird nur benötigt, wenn sich die Anzeige ändert. Einmal eingestellt, hält es das Bild. Mit digitalen Büchern können Sie den gleichen Text wochenlang ansehen, ohne dass dafür eine Gebühr anfällt.
Diese Tinte kann auf fast alles gedruckt werden. Wände. Werbetafeln. Produktetikett. T-Shirt. Stellen Sie sich vor, Sie senden einen Billboardsal, um Ihr digitales Hintergrundbild sofort zu ändern. Oder Roll-up-Displays für elektronische Geräte dank der Flexibilität der Tinte.
Lesbarkeit und Auflösung
E-Ink ist augenschonender. Imitiert gedruckten Text. Herkömmliche Computerdisplays blenden. Das ist nicht der Fall.
Aber es gibt ein Problem. Die Auflösung kleingedruckter Publikationen sollte verbessert werden. Xerox erreichte 200 Punkte pro Zoll (dpi). Dies ist mehr als die doppelte Auflösung eines Standard-LCDs. Die druckbaren Transistoren von Lucent sollen dazu beitragen, die Auflösung von E Ink noch weiter zu steigern und näher an die von gedruckten Büchern heranzukommen.
Koexistenz, kein Ersatz
Entwickler erwarten nicht, dass jeder am Tag der Produkteinführung Papier verbrennt oder seine Monitore wegwirft. E-Ink funktioniert mit herkömmlichem Papier und LCDs. Es wird nicht alles über Nacht ersetzen.
Aber auf lange Sicht könnte es Auswirkungen in Höhe von mehreren Milliarden Dollar auf die Verlagsbranche haben. Das Papier ändert sich. langsam. Aber sicher.
