Das elektronische Papier

Filme, Musik, Texte heutzutage sind viele Informationen digital verfügbar. Digital heißt, dass Computer sie darstellen können. Um digitale Texte auch ohne Computer lesen zu können, arbeiten Forscher an der Entwicklung von elektronischem Papier, auch als E-Papier bekannt.

Elektronisches Papier soll die Möglichkeiten der digitalen Welt mit einigen Vorteilen normalen Papiers verbinden. Wichtig ist besonders, dass elektronisches Papier, im Gegensatz zur Darstellung an Laptopmonitoren, ohne eigene Hintergrundbeleuchtung auskommt.

Dadurch ist die Lesbarkeit deutlich besser als bei Monitoren und auch der Stromverbrauch ist deutlich geringer. Auch im Sonnenlicht kann E-Paper gut gelesen werden, anders als Texte auf mehr oder weniger spiegelnden Monitoroberflächen. Außerdem bleibt der Inhalt einer Seite bei elektronischem Papier auch ohne Stromzufuhr erhalten.

E-Papier soll im besten Fall außerdem sehr biegsam sein. Zwar wird man keine Eselsohren in elektronisches Papier machen können. Aber es besteht ja auch nur aus einer Seite, auf der der Text dargestellt wird.

Auf jeden Fall soll es deutlich flexibler gebaut werden als ein starrer Monitor eines tragbaren Computers. Aber wie können diese Vorteile gegenüber einem Monitor gute Lesbarkeit, Flexibilität, minimaler Stromverbrauch erreicht werden?

Erste Versuche

Bei den ersten Versuchen in den 1970er Jahren wurden zwei dünne Glasplatten verwendet. Außerdem gab es winzige Kügelchen, die auf der einen Seite schwarz und auf der anderen Seite weiß waren. Zehn Kügelchen hintereinander waren gerade mal einen Millimeter lang. Zudem waren die Kugeln elektrisch geladen.

Zwischen den beiden Glasplatten gab es sehr viele kleine Bläschen die mit durchsichtigem Gel und den schwarz-weißen Kügelchen gefüllt waren. Außerdem gab es ein Gitter aus Elektroden. Wenn man nun Strom anlegte, dann konnte man diese vielen einzelnen Bläschen mit den Kügelchen genau ansteuern.

Je nachdem, welche Spannung man anlegte, drehte sich dann die weiße oder schwarze Seite nach oben. Ähnlich wie also die einzelnen Bildelemente, die Pixel, eines flachen TFT-Monitors angesteuert werden, konnte man so auch Dinge auf diesem frühen elektronischen Papier darstellen.

Biegsame Elektronik

Das Prinzip von modernem elektronischem Papier. Hier ist noch ein Farbfilter davor gelegt, so dass auch farbige Bilder dargestellt werden können.

Aber Glas ist sehr unflexibel. Darum kam man auf eine andere Idee. Modernes E-Paper soll folgendermaßen funktionieren: Man nimmt zwei Plastikfolien, ein schwarzes Öl und weiße Kügelchen. Wieder werden die beiden Folien in winzigem Abstand zueinander befestigt und winzige Bereiche darin unterteilt. Die Kügelchen sind wiederum elektrisch geladen.

Wenn man nun eine Spannung anlegt, dann werden die weißen Kugeln zum Betrachter hin gezogen oder von ihm weg. Entsprechend erscheint ein Bildpunkt weiß oder schwarz. Solche Displays nennt man elektrophoretische Displays. Sie sind auch unter dem Namen E-Ink, also elektronische Tinte, bekannt.

Wasser und Öl

Es gibt noch andere Techniken, etwa die sogenannte Elektrobenetzung, auf Englisch electrowetting. Dabei kommen keine Kügelchen mehr zum Einsatz sondern zwei unterschiedlich gefärbte Flüssigkeiten. Die Verhalten sich wie Wasser und Öl, das heißt, die eine schwimmt auf der anderen.

Wenn man nun eine Spannung anlegt, dann wechseln beide ihre Position und ein Punkt erscheint schwarz oder weiß. Eine letzte Technologie sind Flüssigkristalle wie man sie aus LCD-Armbanduhren kennt. Die meisten Firmen beschäftigen sich aber mit der E-Ink genannten Technologie.

Farbenfroh

Farbe kommt ins Spiel, wenn noch farbige Filter vor das Display gelegt werden. Die bisherigen Technologien eignen sich aber bislang noch nicht, um etwa bewegte Bilder darzustellen. Denn dazu sind zu viele Schaltvorgänge in der Sekunde nötig und die Reaktionszeiten sind noch zu langsam.

Ein so genannter E-Book Reader, der mit E-Ink Technologie arbeitet.

Elektronische Tinte kommt schon als Ladestandsanzeiger bei USB-Sticks zum Einsatz oder auch bei einem Handy. Es gibt auch schon so genannte e-Book Lesegeräte. Eines Tages wird man womöglich statt vieler Bücher nur noch ein einziges solches Gerät besitzen, und alle Bücher die man hat, werden auf einer winzigen Speicherkarte Platz finden.

Strom brauchen diese Displays nur dazu, um einen Seiteninhalt zu ändern. Das ist dann auch nur sehr wenig Energie, die benötigt wird.  Anders als bei einem tragbaren Computer oder Palmtops heißt das, dass man ohne große, schwere und teure Akkus auskommen kann. Sollen allerdings bewegte Bilder oder Töne wiedergegeben werden, wird schon wieder deutlich mehr Strom verbraucht.

Übrigens:

Elektronisches Papier ist nicht mit Digitalem Papier zu verwechseln. Letzteres ist ein mit einem unsichtbaren und eindeutigen Muster bedrucktes, herkömmliches Papier. Mit einem speziellen Stift kann man sowohl auf das Papier schreiben, als auch das Geschriebene direkt von einem Computer erfassen lassen.

Papier hat auch noch lange nicht ausgedient. Forscher haben erst vor kurzem aus normalem Papier mit besonderen Verfahren eine Substanz gemacht, die härter ist als Gusseisen!

Was haltet ihr von elektronischem Papier und Lesegeräten? Wollt ihr lieber weniger Gewicht in die Schule schleppen? Oder hat es auch seinen Reiz, wenn man mal mit einem Stift eine Idee oder Anmerkung in ein Buch hinein kritzeln oder etwas markieren kann? Schreibt uns eure Kommentare!

Text: -jj- 11.2.2009 // Bilder: Papierstapel: Niklas Bildhauer cc-by-sa 2.0; Prinzip E-Ink: Gerald Senarclens de Grancy; E-Book Gerät: Manuel Schneider GFDL

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