Je probeert je telefoon in de zon te controleren. Je faalt. De schittering vervaagt het scherm, de helderheid verhoogt zichzelf tot een wanhopig maximum en je batterij smelt. Het is vervelend.
Elektronisch papier – wat we lui E-inkt noemen – geeft niets om de zon. Hoe helderder het licht, hoe duidelijker de tekst wordt.
Dit is geen magie. Het is natuurkunde. Concreet is het de natuurkunde die leent van papier, en niet van LED’s. Als je je ooit hebt afgevraagd waarom e-paper beter werkt in zonlicht, of welke apparaten daadwerkelijk profiteren van deze technologie, ligt het antwoord in een kleine, zwevende vloeistof in miljoenen microcapsules.
Hier ziet u hoe we van de roterende plastic ballen naar het scherm zijn gekomen dat u nu leest.
Het verschil tussen e-papier en e-inkt
Laten we eerst een terminologiefout oplossen. E-papier en E-inkt worden als synoniemen gebruikt, maar dat zijn ze niet.
Elektronisch papier is de brede categorie van displaytechnologie. Zie het als ‘digitaal papier’.
E-Ink is een bedrijf. En een handelsmerk.
Het is de Kleenex-situatie. Je zegt: “Ik heb een Kleenex nodig”, maar je bedoelt een zakdoekje. Bij displaytechnologie zeg je ‘E-Ink’, maar meestal bedoel je elk elektroforetisch display gemaakt door E Ink Corporation, dat de markt domineert.
Om te begrijpen waarom dit belangrijk is, moet je weten wat het vervangt.
De meeste schermen zijn tegenwoordig LCD’s (Liquid Crystal Displays). Ze schijnen licht door kristallen. Ze hebben constante stroom nodig om het imago in stand te houden. Verlies kracht, verlies beeld. Ze verbranden batterijen. Ze verblinden je buitenshuis.
E-paper doet het tegenovergestelde. Het straalt geen licht uit. Het weerspiegelt het. Net als papier.
De geschiedenis: van roterende ballen tot microcapsules
De droom begon in de jaren zeventig bij Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Het doel was simpel: een scherm dat nul stroom verbruikt zodra er iets wordt weergegeven.
Nick Sheridan, een onderzoeker bij Xerox, bedacht Gyricon.
Stel je een vel transparant plastic voor. Binnenin zijn miljoenen kleine bolletjes ingebed. Eén kant van de bol is zwart. De andere is wit. Ze hebben tegengestelde elektrische ladingen. Breng spanning aan en ze roteren.
Dat is alles.
Als ze stoppen met draaien, blijven ze staan. Geen stroom nodig. Het beeld houdt stand. Voor onbepaalde tijd.
Het was elegant. Maar miljarden perfecte bollen vervaardigen? Nachtmerrie brandstof. Xerox probeerde het te commercialiseren voor borden. Het was te duur. Ze hebben de dochteronderneming in 2001 vermoord (wacht, de tekst zei: 2005? Even controleren… ah, de bron zegt dat Xerox de dochteronderneming in 2005 heeft gesloten. Oké, ik blijf bij de feiten). Ze sloten de onderzeeër in 2005.
Maar het concept bleef hangen.
Snel vooruit naar de jaren negentig bij MIT Media Lab. Natuurkundige Joseph Jacobson wilde geen bollen. Hij wilde deeltjes in vloeistof.
Hij ontwikkelde elektroforetische inkt.
Zie het als volgt: in elke microcapsule zit heldere olie. Daarin drijven geladen deeltjes. Zwarte deeltjes zijn negatief. Witte deeltjes zijn positief (of omgekeerd).
Elektriciteit toepassen. De tegenpolen trekken elkaar aan. De zwarten zinken naar achteren, de blanken drijven naar voren. Je ziet wit. Keer de lading om. Zwarten zweven. Jij ziet zwart.
Dit werd gepatenteerd en in 1998 gepubliceerd in Nature. Het werkte. Het was duurzaam. Het was afdrukbaar.
Jacobson verliet MIT om E Ink Corporation op te richten. De rest is retailgeschiedenis.
Hoe bistabiliteit uw batterij bespaart
Het kernconcept dat deze technologie nuttig maakt, wordt bistabiliteit genoemd.
Bij LCD’s moet u de pixels duizenden keren per seconde vernieuwen om het beeld op het scherm te houden. Als de stroom uitvalt, wordt het scherm zwart.
Bij e-inkt blijven de pigmentdeeltjes, zodra ze bezinken, daar blijven. Ze hebben traagheid. Ze bewegen niet tenzij je ze duwt.
U zet dus uw e-reader aan. Je slaat een pagina om. Een uitbarsting van energie brengt de deeltjes in beweging. De pagina wordt vernieuwd. Jij stopt. Jij leest. Het apparaat is elektrisch feitelijk dood, maar de tekst is nog steeds zichtbaar.
Dit betekent:
1. Batterij gaat weken mee, geen uren.
2. Geen warmteontwikkeling.
3. Perfect zicht in direct zonlicht.
Waarom werkt het in de zon? Omdat je ogen contrast nodig hebben. De zon zorgt voor het licht. Het scherm levert alleen de donkere inkt. Een LCD moet de zon bestrijden met zijn achtergrondverlichting. E-paper gebruikt de zon als lichtbron.
Van prototype tot zak: het Kindle-effect
De vroege demo’s van E Ink waren geen boeken. Het waren tekenen.
Stel je een snelwegbord voor dat elektronisch verandert. Je werkt de tekst bij, de pixels worden omgedraaid en verbruikt vervolgens de rest van de dag geen stroom.
Het eerste echte consumentenapparaat was de Sony LIBRIé in 2004 (alleen Japan). Het werkte, maar je moest het op een computer aansluiten om bestanden over te zetten. Het was een technische demo, geen product.
Toen kwam Amazon.
November 2007. De originele Kindle.
Het was niet de eerste e-reader. Het was niet de eerste met E-inkt. Maar het was de eerste die drie dingen bundelde:
* Het scherm.
* De boekwinkel.
* Draadloze levering (in eerste instantie via AT&T 3G).
Vóór de Kindle had je een fysiek boek bij je. Het is zwaar. Je hebt er een. Misschien twee.
Na de Kindle draag je de bibliotheek.
Hier is een praktische realitycheck voor reizigers. Je bent in St. Helena (een afgelegen eiland in de Atlantische Oceaan). Je gaat wekenlang aan boord van een schip zonder wifi. Je raakt in paniek.
Je rent naar het scheepsdek. Je ontvangt 3G. Je downloadt de volledige Game of Thrones -serie. Je rekent af voor de maand.
Dat kun je niet doen met paperbackromans.
De Kindle verkocht niet alleen lezers. Het heeft het ecosysteem verkocht. Sony, Barnes & Noble (Nook), Kobo: ze sprongen er allemaal in. De volumes schoten de hoogte in. De productie werd goedkoper. Prijzen daalden.
Kan e-inkt kleur weergeven? Of video?
Lange tijd betekende e-inkt zwart, wit en een paar tinten grijs.
Als je grijs wilt creëren, kun je niet zomaar een gloeilamp dimmen. Je gebruikt ruimtelijke dithering. Het apparaat schakelt deeltjes aan en uit in een patroon dat zo snel of zo dicht is dat uw oog het gemiddeld grijs maakt.
Kleur duurde langer.
E Ink ontwikkelde ACeP (Advanced Color ePaper). In plaats van zwart/wit heb je meerdere pigmentdeeltjes: cyaan, magenta, geel en wit.
Spanningssequenties sorteren deze deeltjes naar het oppervlak.
Het resultaat? Ja, het is kleur. Nee, het is niet levendig. Het lijkt op gedrukte inkt. Het is gedempt. Het is papierachtig.
Er hangen nu digitale kunstlijsten in huiskamers. Via internet kun je ieder uur het ‘schilderij’ ruilen. Ze gebruiken bijna geen elektriciteit. Ze zien er goed uit in zonlicht. Ze verbranden je ogen niet om 3 uur ‘s nachts.
Vervangt het uw tv? Nee.
Kun je een e-ink-scherm hacken om video op 60 Hz af te spelen? Sommige hackers hebben het geprobeerd. U krijgt wazige, nevenbeelden en weinig verversende zwart-wit flikkeringen. Het is verschrikkelijk.
Verwacht niet dat een E-Ink-telefoon films laat zien. Je zult E-Ink-telefoons zien voor het lezen van e-mails in fel zonlicht. Dat is alles.
Waarom je het niet overal zult zien (en dat is oké)
E-paper heeft een zwakte.
Vernieuwingssnelheid.
Zelfs de snelste modellen blijven achter in vergelijking met een iPad. Er is een flits. Een leeg scherm. Dan de nieuwe inhoud. Het leidt af als je snel veegt.
Het is niet gebouwd voor vloeibaarheid. Het is gebouwd voor stilte.
Als u een scherm nodig heeft voor:
* Statische gegevens (weer, aandelenkoersen, kalender)
* Lezen
* Bewegwijzering buiten
E-inkt wint.
Als je nodig hebt:
* Gamen
* Video
* Snel scrollen
LCD, OLED of MicroLED wint.
De technologie nestelt zich in een zeer specifieke niche. Het is niet ‘de toekomst van alle schermen’. Het is het best mogelijke digitale papier.
Kijk rond. Je begint het te zien. In supermarktlabels die de prijzen bijwerken zonder de schappen opnieuw te bedraden. Op elektronische schaplabels. Op draagbare displays voor bouwplaatsen waar de zon de hele dag op de werknemers schijnt.
Het is stil. Het is efficiënt. En het laat ons eindelijk bij daglicht naar onze schermen kijken zonder te loensen.
Dat is toch wat waard?
Waarschijnlijk.
Verwacht niet dat dit binnenkort uw tv zal vervangen. Daarvoor is de fysica van gereflecteerd licht gewoon te rustig.
