eText

Las pantallas de tinta electrónica, también llamadas ePaper o papel electrónico, han conseguido que la lectura en un dispositivo electrónico sea muy similar a la lectura sobre papel. Este es un pequeño resumen de algunas de las tecnologías de tinta electrónica, alguna ya en el mercado y otras lo estarán en un futuro próximo.

Las pantallas “LCD”, “Plasma” y “OLED” son tipos de pantalla bien conocidos. Fueron desarrollados como pantallas para televisores y ordenadores personales. Se puede decir que son pantallas para mostrar imágenes en movimiento y fotografías.

Pantalla LCD de un iPad2

El papel electrónico también es una pantalla, pero a diferencia de las pantalla para televisores y ordenadores personales, se ha desarrollado principalmente como un medio para la lectura, es decir para la visualización de imágenes fijas. A diferencia de las pantallas “LCD” (como la de un iPad), el papel electrónico no requiere energía eléctrica para mantener la imagen en la pantalla, únicamente se requiere para “escribir” la imagen en la pantalla.

Pantalla EInk de un lector Papyre 5.1

Tinta electrónica = electroforesis

Las pantallas de tinta electrónica emplean la tecnología de electroforesis. La electroforesis es un proceso que permite separar las moléculas de acuerdo a su tamaño y carga eléctrica mediante la aplicación de una corriente eléctrica. El componente principal de la tinta electrónica son millones de micro-capsulas del diámetro de un cabello humano.

En una pantalla electroforética pequeñas cargas, partículas submicrónicas, están suspendidas en un fluido dieléctrico encerrado en microcápsulas o celdas de tamaño sub-pixel. Cada micro-capsula contiene partículas blancas cargadas positívamente y partículas negras cargadas negativamente suspendidas en un fluido. Cuando un campo eléctrico se aplica a través de una celda o microcápsula, las partículas de tinta se mueven hacia el electrodo con carga opuesta. Con un electrodo transparente, la superficie de la célula o cápsula toma el color de la tinta cuando se le aplica corriente.

Cómo funciona la tinta electrónica

Cuando se aplica un campo eléctrico positivo, las partículas blancas se sitúan en la parte superior de la micro-cápsula, por lo que se vuelven visibles al usuario y la superficie aparece blanca en ese punto. Al cambiar el campo, la cápsula cambiará de color. Un campo eléctrico positivo arrastra las partículas negras al fondo de la micro-cápsula, por lo que quedan ocultas. Al invertir el proceso, las partículas negras se sitúan en la parte superior de la cápsula, lo que hace que la superficie aparezca oscura en ese punto. La diferencia entre las diferentes tecnologías electroforéticos radica en el método de encapsulación de las partículas cargadas y el medio fluido.

E-Ink

E Ink es el fabricante líder en pantallas de tinta electrónica. Inicialmemte se trataba de pantallas en blanco y negro, o con diferentes niveles de gris. Se las denomina Monocrhome Active Matrix. La ventajas de las pantallas de tina electrónica son su alto contraste y buenos ángulos de visión, lo que hace que sean similares a la lectura en papel. Además consumen poca energía, son delgadas y ligeras y pueden ser leídas bajo luz solar directa. No necesitan energía para mantener la imagen en pantalla, esto se convierte en una desventaja al pasar una página respecto de otras tecnologías de pantalla, ya que se produce un retraso entre la orden y la aparición de la nueva página. En 2004, el Sony LIBRIé fue el primer dispositivo en utilizarla.

La tecnología que actualmente (2011) comerciliza eInk para lectores de eBook se conoce como “Pearl”. Su ventajas, según el fabricante, son: reproducción de hasta 16 niveles de gris; mejora del tiempo de carga de página respecto a los modelos anteriores (20%), que incluso hace posible reproducir pequeñas animaciones; consumo ultra-bajo, lo que permite una prolongada autonomía de funcionamiento de los dispositivos.

Tras varios años de ensayos eInk ha comenzado la comercialización de una versión de ePaper en color, bautizado como “Triton”. Además de los 16 niveles de blanco y negro, Triton es capaz de mostrar miles de colores, y al igual que las pantallas de E Ink monocromas, son totalmente visibles bajo la luz solar directa. Permite que se muestre contenido dinámico, incluso navegar por Internet. La compañía Ectaco ha presentado y va a comercializar a finales de 2011 el Ectaco Jetbook Color, un lector de 9.7″ con pantalla a color eInk Triton orientado al mercado educativo.

Otras compañías, como Phillips y Epson, están realizando nuevos desarrollos a partir de la tecnología de E Ink, lo que permitirá pantallas flexibles o enrollables.

Vista al microscopio de un pantalla Eink

SiPix

La tecnología microcup de SiPix consiste un micro recipiente que contiene pequeñas cantidades de fluido y partículas. Está construida sobre un substrato de plástico PET flexible, Esta estructura microcup parece que hace posible una pantalla de electroforesis más delgada y más flexible. Proporciona una alta resolución, y también resistencia a impactos. Ya que cada microcup está sellada individualmente, se puede cortar con cualquier forma y tamaño.

Cómo funcionan las pantallas SiPix

Aunque la tecnología de electroforesis es fundamentalmente la misma, eInk utiliza partículas de dos tonos (blanco y negro) en un líquido transparente, mientras que SiPix utiliza una sola partícula blanca en un fluido de contraste. Cuando una corriente eléctrica es aplicada, las partículas cargadas se desplazan a través del fluido dieléctrico. De acuerdo con la compañía, esta simple estructura elimina los problemas de colisión de partículas. El microcups puede ser llenado con tintes de diferentes colores, por lo que sería posible hacer un sistema a todo color sin filtros externos.

Modulador interferométrico

Una pantalla de modulación interferométrica (IMOD) utiliza una tecnología compuesta por sub-píxeles, que en realidad son pequeños interferómetros Fabry-Perot (etalones). Un Etalón refleja la luz en una longitud de onda específica y da colores puros y brillantes como los de las alas de una mariposa. Además no consume energía. Para el encendido y apagado del sistema IMOD se utilizan sistemas microelectromecánicos (MEMS).

Mirasol

Bajo consumo, visible bajo la luz solar, color y vídeo.  Esta es la promesa de Mirasol (subsidiaria de Qualcomm, fabricante de procesadores móviles), que se ha inspirado en cómo están construidas las alas de las mariposas, para el diseño de un sistema de pantalla electromecánico. En esencia se trata de un plano reflectante situado bajo una membrana. Para producir el color cada píxel se divide en tres subpíxeles (como en las pantallas LCD), en cada uno de los cuales el plano reflectante se encuentra a diferente altura. Esta diferencia de altura produce los tres colores básicos sustractivos: rojo verde y azul. Cuando se unen el plano reflectante y la membrana, el subpíxel se cierra, no hay reflexión y se produce el negro. Mirasol ha orientado este tipo de pantalla a dispositivos móviles, para lo que ha construido una planta en Taiwan. Actualmente no se comercializan eBooks con esta tecnología. Han comenzado la fabricación de pantallas de pequeño formato que ya se han aplicado a algunos dispositivos móviles.

LCD

Las pantallas LCD convencionales tienen problemas para verse al aire libre. Cualquier persona que utilice equipo móvil está familiarizado con el problema: las pantallas son difíciles de leer bajo la luz del sol. La mayoría de las pantallas LCD estándar son transmisivas, lo que significa que tiene una luz de fondo detrás de la pantalla LCD. Este enfoque funciona muy bien en interiores, porque la relación de contraste y potencia entre la luz de fondo y la luz ambiente reflejada es muy grande. Al aire libre, la luz ambiente es mucho más fuerte, y por lo tanto la relación de contraste entre la intensidad de la iluminación y la cantidad de luz reflejada es mucho menor, lo que significa que la pantalla se vuelve ilegible al haber mucho menos contraste.

Los fabricantes han intentado diferentes métodos para hacer legibles las pantallas al aire libre. no de ellos era hacer las pantallas reflectantes en lugar de transmisivas. De esta manera, cuanto más brillante fuera la luz del sol, era más fácil de leer la pantalla. Este método no funcionó, ya que no se podía utilizar iluminación de fondo, y era necesaria una fuente de luz externa para poder hacer visible la pantalla en interiores. Además, la visualización era deficiente porque el fondo de la pantalla LCD se veía de color marrón verdoso en lugar de blanco, incluso en exteriores.

Otro enfoque fueros las antallas transflectivas. Estas pantallas transflectivas son en parte transmisivas y en parte reflexivas, gracias al uso de una especie de espejo semitransparente detrás de la capa de cristal líquido. Se suponía que era lo mejor de ambos mundos pero, en realidad, reflejaba poca luz, mientras que cortaba la transmisión de luz, por lo que se mostraba una iluminación muy tenue en interiores. Este planteamiento fue abandonado.

En la actualidad, para su uso al aire libre se emplea la tecnología transmisiva modificada, donde recubrimientos ópticos y polarizadores reducen la luz ambiente  reflejada, para alcanzar un contraste suficiente y mantener la pantalla visible. Funciona aceptablemente, pero requiere de una fuerte retroiluminación, lo que perjudica la duración de la batería, pero la más potente retroiluminación no es capaz de rivalizar con la luz solar.

Pixel Qi

Pixel Qi fabrica pantallas en color con tecnología LCD que, mediante un sensor de luz ambiente, alterna la retroiluminación convencional (lámpara situada tras el panel LCD) con una superficie espejada capaz de reflejar la luz. Las pantallas Pixel Qi son legibles bajo la luz solar, y obtienen una eficiencia energética mayor que las pantallas LCD, con un menor consumo de baterías (hasta un 80% menos que una pantalla convencional), con una calidad de visualización similar a la tinta electrónica (eInk). Permite cambios de página veloces, imágenes en color y reproducción de vídeo. Están disponibles comercialmente tanto en modelos monocromos como en color de 7” y 10”, aunque aún no se comercializan a gran escala. En septiembre de 2011 la multinacional 3M ha anunciado su inversión en la compañía, por lo que cabe esperar mayor presencia en el mercado.

Apple: tecnología híbrida de pantalla LCD/eInk

Apple computer ha presentado ante la oficina de patentes de los estados unidos, una solicitud de patente denominada ”Systems and Methods for Switching Between an Electronic Paper Display and a Video Display”. La intención parece ser combinar en un pantalla híbrida la tecnología LCD u OLED, ideal para contenido de alta resolución en color, y la tinta electrónica, idónea para aplicaciones estáticas y contenido en negro-blanco, como texto.  La solicitud de patente fue presentada por primera vez por Apple en octubre de 2009. La invención propuesta se acredita a Gloria Lin y Andrew Hodge.

En el sistema híbrido descrito por Apple podría haber secciones de la pantalla que funcionasen como una pantalla LCD tradicional para la visualización de vídeo, mientras que otras partes se serviría de tecnología  e-ink para el contenido estático . El usuario no tendrá que cambiar el funcionamiento entre la tinta electrónica y la pantalla LCD, sistema de operativo de Apple se ocuparía de este trabajo y proporcionando contenido en el contexto ideal. La solución consiste en ofrecer una pantalla compuesta de regiones múltiples, donde el contenido pueda ser mostrado, tanto en el “papel electrónico” como en el modo de ”pantalla de vídeo”, al mismo tiempo. Dicha pantalla también incluye retroiluminación activada de forma independiente, iluminando los paneles cuando sea necesario.

Apple podría lograr esto mediante una pantalla translúcida de tinta electrónica que se coloca encima de la pantalla  tradicionales LCD. La pantalla superior permitirá a los usuarios ver a través de ella, de modo que el contenido de video a todo color podrá mostrarse en la pantalla situada debajo. Por supuesto sería un panel táctil, permitiendo a los usuarios interactuar con el dispositivo.