E-Paper-Displays unterscheiden sich grundsätzlich von anderen Technologien wie LCD, TFT oder (O)LED. Das bringt Vorteile mit sich, aber auch Einschränkungen. Aufgrund ihres Funktionsprinzips bieten E-Paper-Displays dem Betrachter ein papierähnliches Kontrastverhältnis sowie eine ausgezeichnete und flimmerfreie Ablesbarkeit aus jedem Blickwinkel (180°) auch im direkten Sonnenlicht. Zudem ist der Energieverbrauch im Vergleich zu anderen Technologien extrem gering, da die Displays nur dann Strom benötigen, wenn der angezeigte Inhalt aktualisiert wird. Dadurch bleibt die Anzeige auch dann sichtbar, wenn Strom und Spannung Null betragen. In Abhängigkeit von der Größe liegt der Strombedarf bei der Aktualisierung des Inhalts lediglich bei wenigen Mikrowatt.
E-Paper-Displays sind somit ideal geeignet für batteriebetriebene und tragbare (IoT)-Lösungen. Existierende Anwendungen sind beispielsweise Regaletiketten und Preisschilder mit Produktinformationen im Supermarkt. Durch die Entwicklung des E-Papers vom Monochrom- zum farbigen Display gibt der Technologie jetzt einen neuen Schub.
Neue Einsatzgebiete dank vollfarbiger Darstellung
Die N-Color E-Paper Displays von Holitech basieren auf der All in One IC Technologie und können mit sieben Grundfarben ein farbiges Bild auch ohne Verwendung eines Farbfilters darstellen. Die Displays bestehen aus Mikrokapseln. In jeder dieser Kapseln befinden sich vier verschiedene Farbpartikel (Magenta, Gelb, Cyan, Weiß), die in einer transparenten Flüssigkeit aufgelöst sind. Die Farbpigmente sind dabei unterschiedlich geladen: Weiß, Gelb und Cyan negativ, Magenta positiv. Durch das Anlegen einer bestimmten Spannung zeigt jede Mikrokapsel eine entsprechende Kombination der Farbpartikel und somit einen spezifischen Farbton an (Bild 1).
Die einzelnen Bildpunkte werden mittels Matrixdisplays angesteuert. Werden nun unterschiedlichen Spannungen angelegt, wandern die entsprechenden Farbkapseln an die Oberfläche, wo sie für den Betrachter sichtbar werden (Bild 2). Die Kombination der sieben Grundfarben (Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta, Gelb, Weiß) ermöglicht die Darstellung farbiger Bilder. Das erste N-Color E-Paper ist in der Größe 7,3 “ mit einer Auflösung von 800 x 480 erhältlich.
Vielfältige Anwendungsbereiche trotz physikalischer Grenzen
E-Paper-Displays besitzen zwei limitierende Faktoren, die entscheidend für die möglichen Einsatzbereiche sind. Zum einen ist die Betriebstemperatur für E-Paper begrenzt. Bei einem schwarz/weiß E-Paper liegt sie im Bereich zwischen 0 °C und 50 °C, bei der N-Color-Version zwischen 15 °C und 35 °C. Grund hierfür sind die physikalischen Eigenschaften der Mikrokapseln. Außerhalb dieses Temperaturbereichs arbeiten E-Paper nicht richtig oder können sogar Schaden nehmen. Outdoor-Anwendungen sind somit nur begrenzt möglich, bei Temperaturen von unter -20 °C empfiehlt sich eine Heizung. Zudem wirkt sich direkte Einstrahlung von UV-Licht negativ aus. Sie trocknet die Tintenkapseln aus und führt zu irreparablen Schäden. UV-Licht-blockierende Folien schaffen hier jedoch leicht Abhilfe.
Eine weitere Einschränkung ist die relativ langsame Aktualisierungsrate des Inhalts aufgrund der Neuanordnung der Partikel. Die Full-Refresh Rate zur kompletten Erneuerung der Bildinformation beträgt theoretisch 28 Sekunden, in der Praxis liegt sie aber deutlich darunter. Die N-Color-Technologie ist somit vor allem dann geeignet, wenn sich die angezeigten Informationen nicht so häufig ändern.
Handel, Logistik und Industrie profitieren bereits von dieser modernen Anzeigemöglichkeit. Typische Anwendungen sind elektronische Regaletiketten und Preisschilder, die zentral über ein Bussystem angesteuert werden, beispielsweise in Supermärkten (Electronic Shelf Labes, ESL) oder im Warenlager, wo die Beschriftung durch geänderte Bestände oder Produktwechsel immer wieder angepasst werden muss. Auch Smart-Home- sowie IoT-Anwendungen sind prädestiniert für E-Paper-Displays. Beispielsweise können sie als Anzeige für die Raumbelegung in Besprechungsräumen oder Krankenhäusern eingesetzt werden oder zur Anzeige von Fahrgastinformationen und Abfahrtsplänen in Bahnhöfen und öffentlichen Verkehrsmitteln.
Die vollfarbige Darstellung eröffnet dem E-Paper-Display jetzt neue Einsatzgebiete, etwa als Speisekarten. Diese bestehen typischerweise aus hochwertigem Papier, selbst bei kleinen Änderungen müssen die Seiten vielfach neu ausgedruckt werden. Mit N-Color-Displays lassen sich nicht nur Preise, Menü-Änderungen oder die Angabe zu Inhaltsstoffen elektronisch leicht anpassen, vielmehr können die Speisen und Getränke nicht nur schriftlich, sondern auch bildlich dargestellt werden. Sicher werden die neuen, vollfarbigen E-Paper-Displays die Kreativität der Designer zu zahlreichen weiteren Anwendungen beflügeln.
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