Funktionsprinzip elektronischer Tinte

1. „Tröpfchen“ mit Partikeln

Elektronisches Papier besteht aus Millionen winziger „Tröpfchen“. Diese Tröpfchen sind Kapseln, die kaum dicker sind als ein menschliches Haar. Jede Kapsel enthält ihrerseits eine Reihe von Partikeln, die entweder positiv geladen sind (hier im Bild weiß dargestellt) oder eine negative Ladung tragen (im Bild schwarz). Die Kapseln sind mit einer Flüssigkeit gefüllt, so dass die Pigmente darin schwimmen. Die Flüssigkeit ist aber nicht transparent! Ein Betrachter kann immer nur die obere Hälfte der Kapseln sehen – der Rest bleibt in einer Art Schatten darunter verborgen. In der Darstellung wäre das Papier (oben) jetzt weiß.

2. Spannungseinfluss

Im Ausgangszustand liegt eine positive Spannung am unteren Rand (der Bodenelektrode) des E-Papiers an. Da sich unterschiedliche Ladungen anziehen, richten sich die Partikel in den Kapseln so aus, dass die negativ geladenen Teilchen nach unten zeigen. Die weißen und positiv geladenen Partikel „wandern“ dagegen nach oben und sind sichtbar – das „Papier“ ist weiß.

3. Textdarstellung

Um Text oder Bilder darzustellen, wird die Spannung für eine oder mehrere Kapseln einfach gewechselt. Nun ist der untere Teil negativ geladen, die Partikel in den Kapseln beginnen sich neu auszurichten.

Nach einigen wenigen bis mehreren hundert Millisekunden ist der Vorgang abgeschlossen. Alle negativ geladenen Partikel sind an die obere, sichtbare Seite der Kapsel gewandert. Sie sorgen jetzt dafür, dass der Betrachter an dieser Stelle einen winzigen schwarzen Punkt erkennt. Steuert man auch benachbarte Kapseln mit entsprechender Ladung an, so lassen sich Buchstaben und Muster (= Bilder) formen. Die Trägheit der Partikel, respektive der Flüssigkeit, bei diesem Vorgang ist auch der Grund dafür, dass der Seitenwechsel bei einem E-Book-Reader relativ langsam vonstatten geht.

4. Höhere Auflösung und Schattierungen

Die Spannung am Boden einer Kapsel kann auch geteilt werden. In diesem Fall ist der eine Teil positiv, der andere negativ geladen. Entsprechend richten sich die Partikel im Inneren aus. So wird die Auflösung erhöht und die Darstellung noch schärfer. Graustufen werden ähnlich erzeugt. Hier muss aber zusätzlich die anliegende Spannung variiert werden, und zwar in Abhängigkeit der vorhergehenden Verteilung der Pigmente in der Kapsel. Dies erfordert eine aufwendige Steuerung durch einen Controller; gelegentlich müssen alle Kapseln zurückgesetzt werden, was sich in einem kurzen Flackern des Displays äußert.