Papieren beeldscherm is van plastic

Herbert Blankesteijn

Philips heeft de productietechnologie klaar voor uiterst dunne, oprolbare beeldschermen. Volgend jaar kunnen de eerste producten van de band rollen.

Electronische inkt wordt het principe genoemd, en E-Ink heet de compagnon uit Massachusetts waarmee Philips samenwerkt. Anderen spreken van digitaal of electronisch papier. De gedachte is dat de huidige beeldschermen te zwaar zijn, en teveel stroom gebruiken, om praktisch te zijn voor mobiele toepassingen. Vooral de schermpjes in mobiele telefoons voldoen slecht. Maak je ze zo klein dat ze qua omvang en stroomgebruik door de beugel kunnen, dan zijn ze niet praktisch in verband met de leesbaarheid. Ultradunne, papierachtige beeldschermen kunnen vederlicht zijn en hoeven maar weinig ruimte in te nemen. Altijd hetzelfde stuk 'papier' in de tas, maar elke dag nieuwe letters erop, aldus een van de meest triomfantelijke toekomstbeelden.

Philips en E-ink hebben een techniek ontwikkeld waarbij een plastic ondergrond van een veertigste mm dik voorzien wordt van een transparante kunststof laag met bolletjes vloeistof erin. Deze laag is ongeveer een vijfde mm dik. De bolletjes zelf zijn een tiende mm in doorsnee. Behalve vloeistof zitten er minuscule witte en zwarte korreltjes in de bolletjes. De witte korrels hebben een negatieve electrische lading en de zwarte een positieve. In de dunne ondergrond zit electronica die 'onder' de bolletjes inkt een electrische lading kan aanbrengen. Positieve lading zal de witte korreltjes binnenin de inktbollen aantrekken en de zwarte afstoten - zodat het betreffende beeldpunt zwart is - of andersom, zodat de kijker een witte kleur ziet. Een geaarde electrode aan het oppervlak van het scherm versterkt dit effect.

Een jaar geleden konden Philips en E-Ink prototypes laten zien waarbij een groot aantal beeldpuntjes (pixels) apart werd bestuurd door transistors in de plastic ondergrond, zodat een beeld kon worden samengesteld. In het februarinummer van Nature Materials hebben de bedrijven bekendgemaakt dat ze nu de fabricagetechnologie van dergelijke displays in principe in de vingers hebben. Ze kunnen er op het moment honderd per week maken, met een beelddiagonaal van 5 inch (12 cm) en 80.000 pixels. Dat is een kwart van het aantal beeldpunten van een televisie. De schermen zijn ongeveer drie tiende mm dik.

'Wij zijn op dit gebied verder dan wie ook,' meldt Philips-woordvoerder Koen Joosse trots. Een van de belangrijkste concurrenten is Xerox, dat experimenteert met een vergelijkbare techniek. Xerox gebruikt ook bolletjes, maar bij het Amerikaanse bedrijf zijn deze half wit, half zwart en draaien ze zich onder invloed van de onderliggende electronica om. Electronisch papier heet dit in Palo Alto, waar Xerox is gevestigd. Xerox kan nog geen serieproductie laten zien.

Philips is zodoende ook de eerste met een display dat wordt bestuurd met polymere electronica. Hoewel het scherm is geboren uit het verlangen naar een kruising tussen computerschermen en velletjes papier, is eigenlijk sprake van een plastic beeldscherm.

Behalve hun geringe gewicht is het voordeel dat deze schermen bijna geen stroom gebruiken. Ze hebben alleen electrische energie nodig bij het veranderen van het beeld. Bovendien is verlichting niet nodig: als er genoeg omgevingslicht is om een krant te lezen, is het e-ink-scherm ook leesbaar. Het opgesoupeerde vermogen kan vijftig tot honderd keer minder zijn dan bij een vergelijkbaar lcd-scherm als in een gsm, en de batterij zal evenredig langer meegaan.

Belangrijke beperkingen zijn dat een beeld in kleur niet mogelijk is, en bewegend beeld evenmin. In wat voor producten denkt Philips dit materiaal toe te passen? Woordvoerder Joosse noemt toepassingen als een electronisch boek en het bekijken van mail op een draadloos apparaat. Het is de vraag of de verwende consument dat gaat accepteren. In mail komen geregeld plaatjes in kleur voor; links naar websites of mailadressen hebben ook een kleurtje. Een boek of een krant op electronisch papier kan lijken op een klassiek stuk drukwerk, maar wat doe je met kleurenfoto's, die een hedendaagse krant routine zijn? En moet je niet vooral vergelijken met websites? Zou een consument over een jaar of twee genoegen nemen met digitaal nieuws zonder bewegend beeld? De combinatie met umts-telefonie, die zwaar gokt op video, lijkt al helemaal tot mislukken gedoemd.

Philips heeft zich ingedekt; het concern werkt aan een kleurenvariant, die wél video zal kunnen weergeven (zie kader). Deze is nog in de onderzoeksfase. In eerste instantie moeten we het doen met de zwartwitvariant. Producten op basis daarvan kunnen in 2005 worden verwacht. Helaas maakt de manier waarop Philips zich die voorstelt een onbeholpen indruk. Je vervoert ze in opgerolde staat, in een soort kokertje, en je gebruikt ze als uitgerold vel. Ze kunnen niet tegen vouwen. Maar heeft een dun scherm zin als je het oprolt tot een koker vol lucht? Wat doe je met een ultradun vel van 12 cm als het een beetje waait? Hoe kwetsbaar is een folie van 0,3 mm dik? Is kreukelen wel te voorkomen?

Er zit weinig anders op dan het e-ink-materiaal op iets stevigs te plakken. Philips zou meer accent moeten leggen op het geringe stroomverbruik en het lage gewicht. Mobiele telefoons en zakcomputers zoals we die nu kennen kunnen dan aanzienlijk prettiger in het gebruik worden, en wellicht nóg goedkoper.

KADER: Videopapier

Digitaal papier in kleur, en met de mogelijkheid van bewegend beeld, zal de zwartwitvariant snel opvolgen. Philips heeft op 25 september vorig jaar een techniek hiervoor bekend gemaakt. Dat was voorpaginanieuws in het prestigieuze tijdschrift Nature.

Een beeldpuntje bij deze kleurentechniek bestaat uit een druppeltje olie in een microscopisch waterreservoir met een waterafstotende bodem. Het reservoir is geplaatst op een witte ondergrond. Zonder elektrische spanning vormt de olie een laagje langs de waterafstotende bodem en heeft het beeldpuntje de kleur van de olie. Mét spanning trekt de olie samen tot een druppel, zodat het beeldpuntje grotendeels de kleur krijgt van de ondergrond, dus wit. Deze techniek heet electrowetting.

De onderzoekers van Philips hebben daarbij een slimmigheidje toegepast, door telkens twee reservoirs op elkaar te monteren. Zo kan één beeldpuntje verschillende kleuren aannemen. In de huidige beeldschermen is zo'n element óf rood, óf blauw, óf groen. Electrowetting kan daardoor een helderder beeld geven. De pixels kunnen snel genoeg van kleur veranderen (iets meer dan een honderdste seconde) om video mogelijk te maken.

Electrowetting heeft alle voordelen van e-ink plus de mogelijkheid van kleur en video. Toepassing is nog aanzienlijk verder weg dan die van e-ink.