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L'électrophorèse est le mouvement de particules ou de molécules par un champ électrique.

Les écrans agissent en attirant diverses poudres de couleurs sur une surface de vision frontale par force électrostatique. Cela signifie qu'ils ne peuvent fonctionner qu'en mode réflexif et ne fonctionneront donc jamais dans l'obscurité sans éclairage supplémentaire.

Cependant, ils présentent trois grands avantages par rapport aux écrans LCD à réflexion: grand angle de vision, contraste élevé et faible consommation d'énergie.

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Les deux premiers sont dus au fait que l'utilisateur regarde directement la poudre colorée - les LCD manipulent plutôt la polarisation de la lumière incidente.

D'autre part, une faible consommation d'énergie provient de l'image restante une fois que l'alimentation est supprimée, une caractéristique que les écrans électrophorétiques partagent uniquement avec les écrans LCD zénithal et cholestérique.

Il existe deux façons de créer un pixel dans un affichage électrophorétique: soit une poudre unique dans un fluide contrastant, soit deux poudres contrastantes chargées de manière opposée. E Ink et SiPix, actuellement les principaux fournisseurs de technologies électrophorétiques, représentent ces deux approches.

«Nous utilisons deux particules chez E Ink», explique David Jackson, directeur du marketing chez E Ink, «SiPix utilise une particule blanche et un fond noir.»

Des écrans électrophorétiques sont déjà présents dans les produits. E Ink, par exemple, vend au téléphone F3 de Motorola des livres numériques d'entreprises telles que Sony et une clé USB de Lexar.

Electronics Weekly a géré le téléphone et un livre électronique. Les deux écrans sont clairs et faciles à voir. L’écran eBook de 170 dpi est un plaisir à lire par rapport aux PDA LCD existants fonctionnant en mode réflectif.

Un autre attrait pour les concepteurs de produits est la faible épaisseur des écrans électrophorétiques. «Le premier crochet est le look. Ensuite, la consommation d'énergie, alors que le tout n'a que 1, 3 mm d'épaisseur », déclare Jackson. "Et c'est en verre."

Les matériaux électrophorétiques - les particules et le fluide - dans les écrans E Ink sont emprisonnés dans des vides sphériques - c'est-à-dire des bulles - dans un film plastique. «Les microcapsules mesurent entre 40 et 100 µm», déclare Jackson.

SiPix, en revanche, emboutit des «microcups», séparés par des parois minces, dans un film plastique pour créer des vides, puis les scelle avec une couche de recouvrement.

Dans les deux cas, les vides ne doivent pas nécessairement s'aligner sur les électrodes de pixels et un demi-vide peut fonctionner avec bonheur comme faisant partie d'un pixel, tandis que l'autre moitié prend un état différent dans un autre pixel.

Quelle est la taille des particules chargées? «Très petit», c'est tout ce que révélera Jackson d'E E Ink.

Une fois positionnées, les particules restent en place longtemps. «Sans électricité, ils resteront là pendant environ un an, avec une dégradation de l'image inférieure à 10%», a déclaré Jackson.

Cette stabilité permet de développer des niveaux de gris. «Au lieu de tirer les particules jusqu'au sommet, nous utilisons une forme d'onde qui les laisse en partie dans le liquide», explique Jackson. "Nous avons des pixels à trois et quatre bits qui nous donnent huit ou 16 niveaux."

Avec les affichages électrophorétiques, le temps nécessaire pour changer une image est mesuré en centaines de millisecondes. Ce n'est pas un problème dans les livres électroniques, mais est restrictif si des images en mouvement sont nécessaires. «Nous sommes un peu lents avec les mises à jour. À l'avenir, nous allons changer les composants électroniques et utiliser la prochaine génération d'encre », a déclaré Jackson. "Aussi, au lieu de tout l'écran, nous allons faire des mises à jour régionales."

Les écrans commerciaux E Ink sont déjà deux fois plus rapides que les versions précédentes, alors que la réflectance du blanc a grimpé de 34 à 40%, offrant un rapport de contraste de 8: 1, explique Jackson, qui souligne que ce faible rapport de contraste ne doit pas être confondu avec le 400: 1 permet d’afficher des écrans émissifs dans le noir. Le contraste de l'encre réelle sur du papier réel n'est pas supérieur à 50: 1 et peut descendre jusqu'à 15: 1.

En guise de signe annonciateur de l'avenir, E Ink a projeté «une vidéo couleur NTSC en plein mouvement» sur un écran 150 mm de la Society for Information Display en mai - une consommation inférieure à 1W.

La couleur a été obtenue en utilisant des pixels noirs et blancs plus des filtres de couleur, plutôt que des particules colorées.

E Ink aimerait voir les écrans électrophorétiques utilisés pour le deuxième écran encouragés par Windows Vista. «Les écrans sont si minces qu'ils pourraient être insérés dans la partie supérieure d'un ordinateur portable [fermé] sans re-profiler le moulage», affirme Jackson.

Contrairement à OLEDS, le nouveau concurrent des écrans LCD émissifs, la durée de vie n’est pas un défi évident pour les écrans électrophorétiques, mais M. Jackson voit un potentiel d’amélioration. «L'électronique de commande doit être à trois états et le zéro doit être égal à zéro pour la santé à long terme de l'écran», a-t-il déclaré.

Pour les fonds de panier, la technologie la plus évidente est le silicium sur verre amorphe, mais beaucoup pensent que le véritable avenir des écrans électrophorétiques réside dans les écrans flexibles.

Par exemple, LG.Philips a montré un 14.1in. affichage électrophorétique souple de 4 096 couleurs plus tôt cette année.

LG.Philips a utilisé un substrat métallique, mais il est probable que des substrats en plastique seront nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel de la technologie à un prix raisonnable.

Les entreprises d'essaimage Philips, Polymer Vision et Plastic Logic, de Cambridge, produisent toutes deux des écrans électrophorétiques tout en plastique.

Les présentoirs de Plastic Logic, fabriqués à Dresde, sont suffisamment épais pour être autonomes et ne peuvent donc être pliés que pliés.

Les Polymer Vision sont plus minces, enroulables et sont fabriqués à Southampton par la société partenaire Innos. «Notre objectif est de produire entre 100 000 et 200 000 écrans à Southampton au cours de la première année, en fonction du marché», a déclaré Guido Aelbers, directeur de l'exploitation de Polymer Vision.

La spécialité d’Innos est les fonds de panier en plastique pour transistors qu’il associe aux fonds de face électrophorétiques acquis. «Nos transistors en polymère ont une mobilité des donneurs et des accepteurs très similaire à celle du silicium amorphe», déclare le Dr Alec Reader, responsable du développement commercial chez Innos. «La mobilité est notre grand différentiateur. D'autres ont moins de deux ordres de grandeur.

Avec des transistors en polymère sur des substrats en plastique, la pénétration d’humidité est l’ennemi et la barrière superpose la défense.

Le sujet est tellement d'actualité que personne ne veut révéler ses secrets de barrière, y compris Reader. «Nous utilisons des techniques de barrière propriétaires et des techniques propriétaires pour l’encapsulation. Nous fabriquons des dispositifs depuis plus de cinq ans et n’avons pas de problème majeur », déclare-t-il.

Les substrats polymères sont conçus pour fléchir - les Innos ont une épaisseur de 50 µm - ce qui peut rendre l'alignement difficile lors de la fabrication.

Pour remédier à cela, Innos traite ses substrats collés sur une tranche de silicium. «En coloriant, vous réduisez la taille en pixels», explique Reader. «Avec la technique de maintien que nous utilisons, la taille des pixels n’est pas un problème. Et nous utilisons un stepper I-line de l'industrie des semi-conducteurs, ce qui est un peu excessif - bien trop bon pour ce que nous faisons. "