Amerikaans elektrofluïdisch scherm trekt aandacht Polymer Vision

8 mei 2009

In Nature Photonics beschreven Jason Heikenfeld en collega’s van de University of Cincinnati onlangs een variant op het electrowettingconcept dat Liquavista gebruikt voor zijn beeldschermen. De werking van dit electrofluidic display is gebaseerd op een camouflagetechniek die sommige dieren zich eigen hebben gemaakt. De truc is het pigment te verstoppen, om het op het juiste moment weer te voorschijn te toveren. Niet Liquavista, maar Polymer Vision investeert echter in de technologie.

Een reservoir, een kanaal, een buis en natuurlijk de inkt vormen de belangrijkste elementen waaruit een elektrofluïdische pixel is opgebouwd. Als de pixel uit staat, zit het watergebaseerde pigmentmengsel in het reservoir en wordt daar door capillaire krachten gehouden. Wanneer er echter een voltage wordt aangelegd, verandert de waterafstotendheid van de diëlektrische binnenbekleding en vloeit de inkt uit – het principe van electrowetting. De vloeistof vult dan het kanaal op, waardoor de inkt het hele oppervlak beslaat.

Een elektrofluïdische pixel ‘verstopt’ de inkt in een reservoir als de pixel uit staat. Slechts 5 tot 10 procent is zichtbaar en dat levert een hoog contrast op.

Als de pixel uit staat, is het kanaal gevuld met een tegenstroommedium. Dat kan een gas zijn, maar een vloeistof mag ook, mits die niet met water mengt. Er moet hoe dan ook ruimte zijn om het tegenstroommedium op te vangen als het kanaal zich vult met de inkt. Daartoe dient de buis. Een beeldpunt bestaat verder uit elektrodes, waarvan de bovenste doorzichtig moet zijn, en een reflector onder het kanaal om de lichtweerkaatsing te verhogen. Een elektrofluïdisch scherm wekt zelf geen licht op, zoals bijvoorbeeld een lcd, maar gebruikt omgevingslicht.

Het ontwerp biedt enkele voordelen ten opzichte van traditionele electrowetting- en andere schermtechnologie. De prototypes uit Cincinnati hebben bijvoorbeeld een reflectiecoëfficiënt van 55 procent en die waarde zou wel eens rond de 85 procent uit kunnen komen. Voor elektronisch papier is minimaal 80 procent begerenswaardig, omdat echte gebleekte houtvezel ook rond die waarde zit. Andere typen displays zullen er een flinke kluif aan hebben om die waarde – en dus de visuele eigenschappen van papier - te benaderen, schrijven de Amerikanen in hun artikel.

Een ander voordeel is het verstoppertje spelen met de inkt. Bij een doorsnee electrowettingpixel is in de uitstand 20 tot 30 procent minder inkt zichtbaar dan wanneer de punt aan staat. Bij een elektrofluïdisch display is dat verschil veel groter. Het reservoir beslaat slechts 5 tot 10 procent van het pixeloppervlak, dus tel uit je winst. Deze eigenschap komt het contrast ten goede, en ook daarmee wordt echt papier beter benaderd.

Videoweergave is dan weer niet iets dat normaal gesproken met elektronisch papier in één adem wordt genoemd. Pixels moeten er immers razendsnel voor schakelen en dat is moeilijk verenigbaar met een laag energieverbruik. E-papierbedrijven zitten er wel om te springen, want dat zou hun producten nog meer functionaliteit geven ten opzichte van het origineel. Met een schakeltijd van potentieel minder dan een milliseconde brengt elektrofluïdische technologie ‘papieren’ videofilmpjes binnen bereik. Zelfs in kleur, want ook dat lijkt de Amerikanen goed mogelijk.

CTO Edzer Huitema van Polymer Vision is enthousiast over het werk van Heikenfeld. ‘Er zijn niet veel technologieën in de running die deze combinatie van eigenschappen hebben’, vertelt hij, om eraan toe te voegen dat het onderzoek zich in een vroeg stadium bevindt. ‘Vergelijken is daarom niet helemaal eerlijk. Je moet in de verdere ontwikkeling soms compromissen gaan sluiten, waardoor zaken anders uitpakken dan je had gehoopt.’

Huitema en Heikenfeld kwamen elkaar tegen op een conferentie en met een telefoontje uit Eindhoven enige tijd later was de samenwerking snel beklonken. ‘Polymer Vision ondersteunt het onderzoek financieel in ruil voor bepaalde rechten’, zegt Huitema. ‘Met deze overeenkomst houden we een potje op het vuur voor onze toekomstige producten. Veel kan ik daarvoor niet zeggen, maar oprolbaarheid is wel ons ding.’ Een afscheid van E-Ink, dat aan Polymer Vision de elektronische inkt levert voor de binnenkort te lanceren Readius, betekent de samenwerking geenszins: ‘Ik zou me kunnen voorstellen dat de technologieën van Heikenfeld en E-Ink in verschillende productlijnen terechtkomen.’

Hoofd Business Development & Marketing Anthony Slack van Liquavista is eveneens goed bekend met het werk van Heikenfeld, maar hij wil de claims nuanceren die het artikel poneert. ‘De voordelen die de Amerikanen opvoeren, zijn met verdere uitwerking van bestaande technologie mogelijk – ook de onze. Het is bovendien rudimentair onderzoek, dat behoorlijk leunt op aannames ten aanzien van produceerbaarheid. Voor Liquavista staat het op dit moment te ver van de markt.’

Desalniettemin vindt Slack het een interessante innovatie, die de populariteit van electrowetting alleen maar ten goede kan komen. Daar profiteert Liquavista ook van. ‘Lcd-technologie kan niet veel beter. Vroeg of laat komt die opvolger er.’

Paul van Gerven

Terug naar overzicht