Beim Electronic Paper Display (EPD), auch als E-Paper bezeichnet, wird versucht die Eigenschaften von Papier soweit als möglich nachzubilden: dünn, leicht, flexibel, guter Kontrast und keine Lichtreflexionen. Solche Displays sind ideal für E-Book-Reader, da man sie auch bei Sonneneinstrahlung und hoher Umgebungshelligkeit benutzen kann. Außerdem ist die Technik des E-Paper äußerst stromsparend.
Technisch betrachtet handelt es sich beim Electronic Paper Display um ein extrem dünnes, flexibles, auf Elektrophorese basierendes bistabiles Display mit einer Dicke von weniger als 300 µm, das mit Reflektivtechnik arbeitet. Das bedeutet, dass, wie bei Papier, das Schriftbild und die Bilder nur dann sichtbar sind, wenn Umgebungslicht auf das Display fällt. Beim elektrophoretischem Display werden die einzelnen Pixel in einen von zwei stabilen Zuständen geschaltet und verharren in diesem bis sie wieder geändert werden. Dies hat den Vorteil, dass das E-Paper einen extrem geringen Stromverbrauch hat, weil es nur dann Strom benötigt, wenn sich der Seiteninhalt ändert. Dieser Vorteil gegenüber anderen Displaytechniken zeigt sich in der äußerst langen Batterielaufzeit. Eine Bewegtbilddarstellung ist mit diesen Displays nicht möglich.
Der Aufbau des Electronic Paper Displays
Vom Aufbau her besteht E-Paper oder E-Ink, entwickelt von der Firma E-Ink, aus zwei Elektroden, zwischen denen sich Mikrokapseln befinden, die mit einer klaren Flüssigkeit gefüllt sind. Die obere Elektrode ist transparent. Über die untere Elektrode, eine Aktivmatrix, werden die elektrischen Felder für die einzelnen Mikrokapseln erzeugt. Diese Elektrode ist lichtundurchlässig und reflektiert Licht. In den Mikrokapseln bewegen sich elektrisch geladene schwarze und weiße Kügelchen, die durch elektrische Felder gesteuert werden. Da die Kügelchen unterschiedliche Ladung besitzen reagieren sie bei angelegter Spannung unterschiedlich. So haben die schwarzen Kügelchen eine negative Ladung und werden bei Anlegen einer negativen Spannung an die untere Elektrode, von dieser abgestoßen, so dass sie zur oberen Elektrode wandern und damit den Eindruck eines schwarzen Pixels verursachen.
Ein weiteres E-Paper, das nach einem vergleichbaren Prinzip wie E-Ink arbeitet, wurde im Xerox PARC entwickelt und heißt Gyricon.
Kennwerte es EPD-Displays
E-Paper kann die einzelnen Pixel auch in bis zu 16 Graustufen darstellen. Es hat eine Auflösung von weit über 100 Pixel per Inch ( ppi) und ein Kontrastverhältnis von 10:1. Die Bildschirmgrößen der in E-Book-Readern eingesetzten EPD-Displays liegen zwischen 6" und der Größe von DIN A4. EPD-Displays sind mit Akkus und größeren Speichern ausgestattet, in denen durchaus hundert und mehr E-Books gespeichert werden können. Da die Schaltgeschwindigkeit der einzelnen Pigmente relativ träge ist, eignen sich solche Techniken nicht für Video- oder Bewegtbilddarstellungen.
Das von E-Ink entwickelte Verfahren wurde 2016 unter der Bezeichnung Advanced Color e-Paper ( ACeP) erstmals für Farbdarstellungen vorgestellt. Andere haben das E-Paper-Verfahren modifiziert. So gibt es ein EPD-Display bei dem die Puderpigmente nicht in Flüssigkeit schwimmen, sondern als feines Pulver in kleinen Luftkammern schweben. Desweiteren wurden von mehreren Unternehmen Farb-E-Papers entwickelt, die mit farbigen Kügelchen oder mit Farbfiltern arbeiten.
Anwendungszenarien für EPD-Displays
Durch die Weiterentwickung der E-Paper-Technologie hin zu leichten und preiswerten Plastiksubstraten kann die EPD-Technologie auch für Preisschilder, Regaletiketten und Hinweisschilder genutzt werden. Änderungen der Schilder könnten funktechnisch realisiert werden. Auch für Gepäckanhänger sind Einsatzszenarien realistisch. Ebenso Fahrpläne für Busse, Schiffe und Bahnen.