Du schaust auf dein Telefon. Du warfst einen Blick auf deinen Laptop. Du schaust auf den Fernseher. Ihre Augen werden an den LCD-, LED- oder Plasmabildschirm gefesselt sein. Es wird oft vergessen, dass Papier als ursprünglicher High-Tech-Bildschirm entstand.
Chinesische Erfinder schufen es im Jahr 105 n. Chr. Diese Erfindung hat die Art und Weise, wie Menschen kommunizieren, für immer verändert. Ohne Papier wären Bücher immer noch Seidenrollen. Nur die Reichen konnten sich Alphabetisierung leisten. Alle anderen tappen im Dunkeln.
Papier ist heutzutage überall. Du kannst dem nicht entkommen. Weltweit wurden in diesem Jahr rund 280 Millionen Tonnen Papier verbraucht. Diese Zahl wird von der National Association of Paper Merchants in England geschätzt. Dies entspricht 56 Billionen Blatt Bondpapier im Letter-Format. Das ist eine erstaunliche Menge toter Baummasse.
2000 Jahre lang war Tinte auf Papier die einzige Möglichkeit, Texte und Bilder darzustellen. Es gewinnt immer noch in puncto Portabilität. Beim Preis gewinnt es immer noch. Und es ist kein Netzkabel erforderlich. Allerdings hat Papier auch seine Nachteile. Einmal gedruckt, kann es nicht mehr verändert werden, ohne dass Spuren zurückbleiben. Sie können nicht etwa tausend Bücher in Ihrer Tasche tragen.
Wissenschaftler beheben das. Sie entwickeln E-Ink. Diese Technologie soll Papier ersetzen. Sie können Ihre Bibliothek jetzt mit einem dünnen und leichten Gerät bei sich tragen. Es könnte auch Computerdisplays billiger machen. So funktioniert die Magie.
So funktioniert E-Ink
E-Ink ist keine Zauberei. Das ist Physik und Chemie. Es basiert auf Mikrokapseln. Diese Kapseln sind klein. Sie enthalten geladene Pigmentpartikel. Diese Teilchen bewegen sich, wenn Sie ein elektrisches Feld anlegen.
Betrachten Sie es als eine Gruppe von Menschen. Einige trugen schwarze Hemden. Einige tragen weiße Hemden. Wenn Sie sie in eine Richtung schieben, zeigen die schwarzen Hemden nach außen. Drücken Sie in die entgegengesetzte Richtung und das weiße Hemd wird umgedreht. Sie können die Anzeige ändern, indem Sie die Richtung des Feldes ändern.
Dadurch entsteht ein statisches Bild. Es sieht aus wie bedrucktes Papier. Aber im Gegensatz zu Papier bleibt es ohne Strom dort. Das Bild bleibt bestehen. Sie können die Seiten umblättern. Sie können sie auch deaktivieren. Sparen Sie Energie.
Warum es für alltägliche Benutzer wichtig ist
Man könnte meinen, dass dies nur für E-Reader gilt. das ist es nicht. Der Anwendungsbereich elektronischer Tinte erweitert sich noch weiter. Es könnte Glasscheiben ersetzen. Das Glas zerbricht. Bei elektronischer Tinte ist dies nicht der Fall. Es ist flexibel. Sehr langlebig.
Für Studierende bedeutet das ein Gerät statt 10 schwerer Lehrbücher. Für Reisende bedeutet das weniger Gewicht. Für den Planeten bedeutet das weniger Papierverschwendung. Die Auswirkungen auf die Umwelt sind erheblich. Wir hören auf, Wälder abzuholzen. Wir hören auf, schwere Bücher über die Ozeane zu transportieren.
Die Technologie ist sehr nah dran. Es ist ganz nah. Wir stehen am Rande einer neuen Ära. Papier wird nicht über Nacht verschwinden. Aber es ist nicht mehr der König der Informationen. E-Ink ist auf dem Vormarsch. Es ist ruhig. Es ist energiearm. Und es wartet darauf, Ihr Buch entgegenzunehmen.
E Ink und Xerox konkurrieren darum, die Zukunft der Display-Technologie zu definieren, doch ihre Ansätze zur Entwicklung elektronischer Tinte offenbaren interessante Unterschiede in den Designphilosophien. Beide Unternehmen haben ihren Sitz in den großen Technologiezentren in Cambridge und Palo Alto, aber die wahre Geschichte liegt in der Chemie in den Tintenflaschen.
Oberflächlich betrachtet sieht diese elektronische Flüssigkeit aus wie normale Druckertinte. Es ist dunkel. Es ist eine Flüssigkeit. Aber wenn Sie genauer hinschauen, werden Sie ein komplexes System erkennen, das darauf ausgelegt ist, sich auf Befehl neu zu ordnen. Der Kernmechanismus basiert auf drei gemeinsamen Komponenten:
- Mikrokapseln (oder Hohlräume) fungieren als einzelne Pixel.
- Tinte oder eine ölbasierte Suspension füllt diese Hohlräume.
- Mikrokügelchen, die negativ geladene Farbstoffe enthalten, schweben in der Suspension.
Das ist keine Zauberei. Das ist Elektrostatik. Diese Tinte kann auf flexible Substrate genauso aufgetragen werden wie herkömmliche Tinten auf Papier. Bei digitalen Büchern handelt es sich bei diesen Trägermaterialien um sehr dünne Kunststofffolien. Die gesamte Seite wird mit dieser Tinte bedeckt und wie Millimeterpapier in Raster unterteilt. Jede Zelle fungiert als Pixel und ist mit Mikroelektronik verbunden, die direkt in die Kunststofffolie eingebettet ist.
Durch Anlegen einer speziellen Ladung an diese mikroelektronischen Geräte manipuliert das System die Mikrokapseln, um Text oder Bilder zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein Display, das keine Hintergrundbeleuchtung benötigt.
E-Ink-Technologie: Wasserball und Tischtennisball
E Ink erläuterte seine Technologie anhand einer einfachen Analogie und erklärte, warum elektronisches Papier kein Licht aussendet. Stellen Sie sich Millionen transparenter Wasserbälle vor. Jeder Ball ist mit Hunderten winziger weißer Tischtennisbälle und blauer Flüssigfarbe gefüllt.
Wenn Sie auf die Oberseite des Wasserballs schauen, können Sie deutlich einen weißen Tischtennisball auf der Oberfläche erkennen. Der Ball sieht weiß aus.
Von unten betrachtet dominiert der blaue Farbstoff. Der Ball ist blau.
Dies ist die Essenz der E-Ink-Methode. Bei positiver Ladung schweben die negativ geladenen weißen Kugeln an der Oberfläche. Durch die Ladungsumkehr entsteht der blaue Farbstoff. Die Pixel ändern ihre Farbe, je nachdem welche Komponente nach vorne geschoben wird. Da es sich um ein bistabiles Display handelt, kann es ein Bild ohne Stromverbrauch aufnehmen.
Gleichzeitig wählt Xerox einen anderen Weg. Während das grundlegende Ziel darin besteht, die Partikel elektrisch neu anzuordnen, unterscheidet sich der Ansatz zur Erzielung kontrastreicher, schnell auffrischender Displays vom Bead-and-Liquid-Modell von E Ink. Bisher lag ihr Fokus auf der Integration dieser Technologien in größere Dokumenten-Workflows und spezielle Displays.
Warum dies für alltägliche Benutzer wichtig ist
Die Unterschiede zwischen diesen Technologien sind nicht nur akademischer Natur. Es beeinflusst die Art und Weise, wie wir lesen. E Ink ist so konzipiert, dass die Lesbarkeit bei hellem Sonnenlicht und die Akkulaufzeit Vorrang haben. Die Strandball-Analogie erklärt, warum E-Paper wie Papier aussieht. Es wird kein Licht abgegeben. Reflektiert Umgebungslicht.
Für Benutzer bedeutet dies, dass das Gerät mit einer einzigen Ladung wochenlang hält. Das bedeutet auch, dass Ihre Augen auch bei längerem Lesen nicht ermüden. Diese Technologie ist nicht darauf ausgelegt, ein lebendiges Gaming-Display mit hoher Bildwiederholfrequenz zu erzeugen. Es geht darum, eine beständige, papierähnliche Benutzeroberfläche für Text zu schaffen.
Die Kluft zwischen digitalem und physischem Papier wird immer kleiner, da beide Unternehmen ihre Methoden verfeinern. Die Tinte ist bereits da. Die Frage ist nicht mehr, ob es funktioniert, sondern wem der Standard gehört.
Erstellen digitaler Seiten mit E-Ink und Xerox
Stellen Sie sich ein Feld mit Tausenden von Wasserbällen vor. Stellen Sie sich nun einen kleinen Tischtennisball vor, der sich zwischen der Ober- und Unterseite dieser Bälle bewegt. Die Farbe des Feldes ändert sich. Dies ist das Grundprinzip der E-Ink-Display-Technologie.
Die Realität ist viel kleiner. Diese Mikrokapseln sind nur 100 Mikrometer breit. Ein Quadratzoll fasst etwa 100.000 Teile. Jede Kapsel enthält Hunderte von Farbstofffragmenten. Frühe Prototypen verwendeten weiße Chips und blaue Tinte. Das Ziel ist eine mehrfarbige Anzeige.
Elektrische Ladung bestimmt, wohin die Chips gelangen. Sie steigen entweder auf oder sinken. Spitze? Weiß. Unten? Was der Betrachter sieht, ist dunkle Tinte. Der Text wird mit einem Muster aus weißen und dunklen Farben erstellt.
Xerox baut eine eigene Version. Sie nennen es E-Paper. Die Entwicklung begann in den 1970er Jahren. Wir verwenden mikroskopisch kleine Kugeln anstelle schwebender Farbsplitter. Die andere Seite ist schwarz. Der andere ist weiß. Eine elektrische Ladung dreht die Kugel. Die Seite wechselt von Schwarz zu Weiß. Xerox stellt Gummiblätter für Digitale Bücher her. In einer öligen Flüssigkeit schwimmen kleine Kugeln.
Verkabelungsherausforderung
Ein E-Book zu erstellen ist schwierig. Die Seite muss für eine elektrische Ladung verkabelt sein. Die Seiten sollten hauchdünn bleiben. E Ink ist ein Pionier auf diesem Gebiet. Sie unterzeichneten einen Vertrag mit Lucent Technologies. Gewährt das Recht, Kunststofftransistoren zu verwenden. Diese Kleinteile werden direkt auf die Seite gedruckt. Diese liefern die elektrische Ladung, die der E-Ink-Chip benötigt, um die Farbe zu ändern.
Der heilige Gral des digitalen Lesens
Der Traum ist ein E-Book, das automatisch formatiert werden kann. Der Leser blättert wie normales Papier um. Sie haben „Der alte Mann und das Meer“ gelesen. Dann können Sie „Harry Potter“ drahtlos herunterladen. Jim Iuliano, CEO von E Ink, hat dies 2003 oder 2004 vorhergesagt.
Xerox plant, Speichergeräte am Rücken zu installieren. Benutzer können zwischen bis zu 10 auf ihrem Gerät gespeicherten Büchern wechseln.
Dadurch verändert sich nicht nur das Buch. Es ist auch möglich, dass der Zeitungsvertrieb eingestellt wird. Kein Papier mehr aus dem Autofenster werfen. Ein High-Tech-Lieferbote drückt einen Knopf. Jeden Morgen werden Tausende elektronische Zeitungen gleichzeitig aktualisiert. Es sieht aus wie Papier. Es fühlt sich an wie Papier. Es gibt keine Flecken. Es gibt keinen Papierkorb.
Außerhalb des Buches: Telefone und Zeichen
Vor dem Aufkommen digitaler Bücher waren Mobiltelefone, PDAs, Pager und Digitaluhren die Zielmärkte von E Ink. Motorola leistete finanzielle Unterstützung. E-Ink hat im Vergleich zu aktuellen Displays drei Vorteile:
–Geringer Stromverbrauch
–Flexibilität
–Lesbarkeit
E Ink brachte 1999 sein erstes Produkt, das Immedia-Großflächendisplay, auf den Markt. Diese Schilder verbrauchen nur 0,1 Watt Strom. Eine 100-Watt-Glühbirne kann 1.000 Schilder mit Strom versorgen.
In Handheld-Geräten verbraucht E-Ink 50–100 Mal weniger Strom als LCD-Bildschirme. Strom wird nur verbraucht, wenn sich die Anzeige ändert. Mit E-Books können Sie den gleichen Text mehrere Wochen lang kostenlos ansehen.
Mit der Tinte kann auf jeder Oberfläche gedruckt werden. Wände. Werbetafeln. Produktetikett. T-Shirt. Hausbesitzer können ihr digitales Hintergrundbild mithilfe von Signalen ändern. Flexibilität ermöglicht Roll-Up-Displays für Elektronik.
Lesbarkeit und Auflösung
E-Ink ist augenschonender. Imitiert gedruckten Text. Xerox und E Ink erfordern eine höhere Auflösung, um kleinere Ausdrucke zu ermöglichen. Xerox-Monitore haben eine Auflösung von 200 dpi. Dies ist die doppelte Auflösung eines Standard-LCD-Bildschirms. Die druckbaren Transistoren von Lucent sollen E Ink dabei helfen, die Auflösung gedruckter Bücher zu erreichen.
Entwickler erwarten nicht, dass die Leute Papier und Bildschirme gleich wegwerfen. E-Ink funktioniert parallel zu herkömmlichen Methoden. Die Auswirkungen auf die Verlagsbranche könnten Auswirkungen in Höhe von mehreren Milliarden Dollar haben.
