Le papier électronique, également connu sous le nom de papier intelligent, constitue une technologie d'affichage qui utilise la réflexion de la lumière ambiante pour reproduire les caractéristiques visuelles de l'encre traditionnelle sur le papier. Cette conception contraste avec les écrans plats conventionnels, qui nécessitent une énergie supplémentaire pour l'auto-éclairage. Par conséquent, le papier électronique peut offrir une meilleure lisibilité et un angle de vision plus large par rapport à la plupart des technologies d’affichage électroluminescentes. Depuis 2008, le rapport de contraste des écrans électroniques disponibles dans le commerce se rapprochait de celui des journaux imprimés, les progrès ultérieurs ayant donné lieu à des améliorations marginales. Un affichage optimal sur papier électronique maintient la clarté de l'image même lorsqu'il est exposé à la lumière directe du soleil, évitant ainsi toute perception de décoloration.
Les approches technologiques clés incluent le Gyricon, l'électromouillage, l'interférométrie et la plasmonique. Une caractéristique importante de nombreuses technologies de papier électronique est leur capacité à conserver indéfiniment du texte et des images statiques sans nécessiter une alimentation électrique continue. Le papier électronique flexible intègre des substrats en plastique et des composants électroniques en plastique dans son fond de panier d'affichage. Les applications du papier électronique sont diverses et s'étendent aux étiquettes électroniques sur les étagères, à l'affichage numérique, aux horaires des gares routières, aux panneaux d'affichage électroniques, aux écrans de smartphone et aux liseuses électroniques conçues pour présenter des versions numériques de livres et de magazines.
Technologies
Gyricon
Le développement initial du papier électronique a eu lieu dans les années 1970, attribué à Nick Sheridon du centre de recherche de Xerox à Palo Alto. Ce premier papier électronique, désigné sous le nom de Gyricon, comprenait des sphères de polyéthylène allant de 75 à 106 micromètres de diamètre. Chaque sphère fonctionnait comme une particule Janus, comportant du plastique noir chargé négativement sur un hémisphère et du plastique blanc chargé positivement sur l'hémisphère opposé, formant ainsi un dipôle. Ces sphères étaient encapsulées dans une feuille de silicone transparente, chaque sphère étant suspendue dans une bulle d'huile pour faciliter une rotation sans entrave. La polarité de la tension appliquée aux bornes de chaque paire d'électrodes détermine si la surface blanche ou noire est tournée vers le haut, déterminant ainsi l'apparence visuelle du pixel comme étant blanche ou noire. Un avantage notable de cette variante de papier électronique est sa capacité à conserver le contenu affiché même après l'arrêt de l'application de tension. Lors du salon FPD 2008, la société japonaise Soken a présenté une installation de papier peint électronique utilisant cette technologie. En 2007, la société estonienne Visitret Displays développait activement un type d'affichage similaire, utilisant du fluorure de polyvinylidène (PVDF) pour les sphères, ce qui améliorait considérablement la vitesse de la vidéo et réduisait la tension de commande requise.
Électrophorétique
Un affichage électrophorétique (EPD) génère des images grâce à la manipulation de particules de pigment chargées via un champ électrique appliqué. Dans sa configuration la plus fondamentale, un EPD incorpore des particules de dioxyde de titane (titane), d'environ un micromètre de diamètre, dispersées dans une huile d'hydrocarbure. Un colorant de couleur foncée, ainsi que des tensioactifs et des agents de charge, sont également introduits dans l'huile pour conférer une charge électrique aux particules. Ce mélange composite est positionné entre deux plaques conductrices parallèles, séparées par un espace allant de 10 à 100 micromètres. Lors de l'application d'une tension aux bornes de ces plaques, les particules subissent une migration électrophorétique vers la plaque possédant une charge opposée à la leur. Lorsque les particules s'accumulent sur la surface avant (de visualisation) de l'écran, l'écran apparaît blanc en raison de la diffusion de la lumière par les particules de titane à indice de réfraction élevé. À l’inverse, lorsque les particules résident sur la surface arrière de l’écran, celle-ci apparaît sombre car la lumière est absorbée par le colorant coloré. Si l'électrode arrière est segmentée en plusieurs petits éléments d'image (pixels), une image peut être construite en appliquant des tensions spécifiques à chaque région d'affichage, créant ainsi un motif de zones réfléchissantes et absorbantes.
Les écrans électrophorétiques (EPD) sont généralement contrôlés à l'aide de la technologie des transistors à couches minces (TFT), basée sur les MOSFET. Les TFT sont fréquemment utilisés pour obtenir une formation d’images haute densité dans les EPD. Les liseuses électroniques représentent une application répandue pour les EPD basés sur TFT. Les écrans électrophorétiques sont considérés comme des exemples par excellence dans la classification du papier électronique, en raison de leur ressemblance avec le papier et de leur consommation d'énergie minimale. Les exemples commerciaux d'écrans électrophorétiques incluent les écrans à matrice active haute résolution intégrés dans des appareils tels que le Kindle d'Amazon, Barnes & Liseuses Noble Nook, Sony Reader, Kobo eReader et iRex iLiad. Ces écrans sont fabriqués à partir d'un film d'imagerie électrophorétique produit par E Ink Corporation. Le Motorola Fone est un exemple de téléphone mobile intégrant cette technologie.
La technologie d'affichage électrophorétique (EPD) a également été développée par SiPix et par la collaboration entre Bridgestone et Delta. SiPix a depuis été intégré à E Ink Corporation. La conception du SiPix se distingue par l'utilisation d'une architecture Microcup flexible de 0,15 mm, contrastant avec les microcapsules de 0,04 mm de diamètre d'E Ink. Parallèlement, la division Advanced Materials de Bridgestone Corp. s'est associée à Delta Optoelectronics Inc. pour faire progresser la technologie d'affichage à poudre liquide à réponse rapide.
La fabrication d'écrans électrophorétiques peut être réalisée grâce au processus d'électronique sur plastique par libération laser (EPLaR), une innovation de Philips Research. Cette méthode facilite la production d'écrans en plastique flexibles au sein des installations de fabrication existantes d'écrans à cristaux liquides à matrice active (AM-LCD).
Affichage électrophorétique microencapsulé
Au cours des années 1990, une forme distincte d'encre électronique, basée sur un affichage électrophorétique microencapsulé, a été conceptualisée et prototypée par un groupe d'étudiants de premier cycle du MIT, comme détaillé dans leur publication dans Nature. J.D. Albert, Barrett Comiskey, Joseph Jacobson, Jeremy Rubin et Russ Wilcox ont ensuite cofondé E Ink Corporation en 1997 dans le but de commercialiser cette technologie. Deux ans plus tard, E Ink a établi un partenariat stratégique avec Philips Components pour développer et commercialiser davantage l'innovation. En 2005, Philips a cédé sa division papier électronique et les brevets associés à Prime View International.
« Pendant une période prolongée, les chercheurs en technologies d'affichage ont aspiré à développer un système flexible et rentable qui fonctionne comme l'équivalent électronique du papier. Ce mécanisme diffère fondamentalement des propriétés à l'échelle moléculaire qui dictent le fonctionnement des écrans à cristaux liquides classiques. Les écrans à base de microparticules présentent par nature une bistabilité, fonctionnent avec un adressage de champ à courant continu (DC) de très faible puissance et ont démontré un contraste et une réflectivité supérieurs. Ces attributs, associés à une caractéristique de visualisation proche de la Lambert, produisent une esthétique « encre sur papier ». détaille la synthèse d'une encre électrophorétique dérivée de la microencapsulation d'une dispersion électrophorétique. L'adoption d'un support électrophorétique microencapsulé répond efficacement aux problèmes de longévité et permet la production d'un affichage électronique bistable exclusivement par le biais de processus d'impression. Ce système a le potentiel de répondre aux exigences pratiques du papier électronique. "
Cette technologie utilisait de minuscules microcapsules contenant des particules blanches chargées électriquement en suspension dans une huile colorée. Les premières itérations utilisaient des circuits sous-jacents pour dicter la position de ces particules blanches : en haut de la capsule pour un aspect blanc pour l'observateur, ou en bas, révélant la couleur de l'huile. Fondamentalement, cela représentait une réimplémentation de la technologie d'affichage électrophorétique établie, mais l'incorporation de microcapsules a permis la fabrication sur des substrats en plastique flexible plutôt que sur du verre rigide. Un premier mode de réalisation de ce papier électronique comprenait une feuille de capsules transparentes extrêmement petites, chacune mesurant environ 40 micromètres de diamètre. Dans chaque capsule, une solution huileuse contenant un colorant noir (l’encre électronique) contenait de nombreuses particules blanches de dioxyde de titane en suspension. Ces particules possèdent une légère charge négative et sont intrinsèquement blanches. L'écran d'affichage intègre ces microcapsules au sein d'une couche de polymère liquide, positionnée entre deux réseaux d'électrodes dont la partie supérieure est transparente. Ces réseaux sont alignés avec précision pour segmenter la feuille en pixels individuels, chaque pixel correspondant à une paire d'électrodes situées sur les côtés opposés de la feuille. Pour la protection, la feuille est laminée avec du plastique transparent, ce qui donne une épaisseur totale de 80 micromètres, soit le double de celle du papier conventionnel. Le réseau d'électrodes s'interface avec des circuits d'affichage, qui activent ou désactivent l'encre électronique au niveau de pixels spécifiques en appliquant une tension entre des paires d'électrodes désignées. Une charge négative appliquée à l'électrode de surface repousse les particules vers la base des capsules locales, repoussant ainsi le colorant noir à la surface et rendant le pixel noir. L'inversion de cette tension produit l'effet inverse, entraînant les particules vers la surface et éclairant le pixel en blanc. Une réalisation plus contemporaine de ce principe ne nécessite qu'une seule couche d'électrodes positionnée sous les microcapsules. Ces systèmes avancés sont commercialement désignés sous le nom d'écrans électrophorétiques à matrice active (AMEPD).
Écran à cristaux liquides (LCD) réfléchissant
Cette technologie partage des similitudes avec les écrans LCD classiques, mais remplace le panneau de rétroéclairage par une surface réfléchissante. Un effet comparable peut également être obtenu sur les écrans LCD rétroéclairés en désactivant le contrôle du rétroéclairage via des mécanismes logiciels ou matériels.
Électromouillage
La technologieElectrowetting display (EWD) fonctionne en manipulant la configuration d'une interface eau/huile confinée via l'application d'une tension électrique. En l'absence de tension appliquée, une couche d'huile colorée établit un film plat entre l'eau et un revêtement isolant hydrophobe (hydrofuge) sur une électrode, créant ainsi un pixel coloré. Lors de l'application d'une tension entre l'électrode et l'eau, la tension interfaciale entre l'eau et le revêtement subit une modification. Par conséquent, la configuration empilée devient instable, ce qui incite l’eau à déplacer l’huile. Ce déplacement donne lieu à un pixel partiellement transparent ou, si un substrat blanc réfléchissant est positionné sous l'élément commutable, à un pixel blanc. En raison des dimensions réduites des pixels, l'observateur ne perçoit que la réflexion moyenne, ce qui produit un composant commutable à haute luminosité et à contraste élevé.
Les écrans basés sur l'électromouillage offrent plusieurs avantages incontestables. La transition entre la réflexion blanche et colorée se produit avec une vitesse suffisante pour faciliter l'affichage du contenu vidéo. Cette technologie fonctionne avec une faible puissance et une basse tension, permettant la fabrication de dispositifs d'affichage plats et fins. Ses performances de réflectivité et de contraste surpassent ou correspondent à celles des autres technologies d'affichage réfléchissantes, se rapprochant étroitement des caractéristiques visuelles du papier. En outre, cette technologie présente une approche distincte pour obtenir des écrans couleur à haute luminosité, produisant des appareils quatre fois plus lumineux que les écrans LCD réfléchissants et deux fois plus lumineux que les autres technologies d'affichage naissantes. Contrairement aux systèmes utilisant des filtres rouge, vert et bleu (RVB) ou des segments alternés des trois couleurs primaires, qui limitent efficacement la réflexion de la lumière à un tiers de la zone d'affichage pour une couleur donnée, l'électromouillage permet une configuration dans laquelle un seul sous-pixel peut basculer indépendamment entre deux couleurs distinctes.
Par conséquent, les deux tiers de la zone d'affichage deviennent disponibles pour réfléchir la lumière dans n'importe quelle couleur spécifiée. Ceci est accompli en construisant chaque pixel avec un agencement en couches de deux films d'huile colorés contrôlables indépendamment, complétés par un filtre de couleur.
La palette de couleurs utilise le cyan, le magenta et le jaune, constituant un système de couleurs soustractif analogue au principe utilisé dans l'impression à jet d'encre. Un avantage notable par rapport à la technologie LCD est une luminosité améliorée, attribuable à l'élimination des polariseurs.
Electrofluidique
Un affichage électrofluidique représente une variante de la technologie d'électromouillage, dans laquelle une dispersion aqueuse de pigment est contenue dans un petit réservoir. Ce réservoir occupe moins de 5 à 10 % de la surface des pixels visibles, cachant ainsi largement le pigment à la vue. Une tension appliquée est utilisée pour extraire électromécaniquement le pigment du réservoir et le distribuer sous forme de film directement derrière le substrat de visualisation. Par conséquent, l'écran présente une couleur et une luminosité comparables à celles des pigments conventionnels imprimés sur papier. Lors de la suppression de la tension, la tension superficielle du liquide incite la dispersion du pigment à se rétracter rapidement dans le réservoir. Cette technologie a le potentiel de fournir une réflectance à l'état blanc supérieure à 85 % pour les applications sur papier électronique.
La technologie fondamentale est née au Novel Devices Laboratory de l'Université de Cincinnati. Les efforts de collaboration ultérieurs avec Sun Chemical, Polymer Vision et Gamma Dynamics ont conduit au développement de prototypes fonctionnels.
Cette technologie démontre des avantages significatifs dans des paramètres cruciaux, notamment la luminosité, la saturation des couleurs et le temps de réponse. Étant donné que la couche optiquement active peut avoir une épaisseur inférieure à 15 micromètres, il existe un potentiel important pour son application dans les dispositifs d'affichage enroulables.
Modulateur interférométrique (Mirasol)
Cette technologie, utilisée dans les écrans visuels électroniques, génère diverses couleurs grâce à l'interférence de la lumière réfléchie. La sélection des couleurs est réalisée via un modulateur de lumière à commutation électrique, qui intègre une cavité microscopique. Cette cavité est activée et désactivée à l'aide de circuits intégrés de pilotage, analogues à ceux utilisés pour l'adressage des écrans à cristaux liquides (LCD).
Affichage électronique plasmonique
Des nanostructures plasmoniques intégrées à des polymères conducteurs ont été proposées comme forme viable de papier électronique. Ce système matériel comprend deux composants principaux. Le premier composant est une métasurface hautement réfléchissante, fabriquée à partir de films métal-isolant-métal d’une épaisseur de plusieurs dizaines de nanomètres et intégrant des perforations à l’échelle nanométrique. Ces métasurfaces présentent la capacité de refléter diverses couleurs, caractéristique dépendant de l'épaisseur de l'isolant. Cela permet d'utiliser le schéma de couleurs RVB standard pour former des pixels pour les écrans couleur. Le deuxième composant est constitué d'un polymère dont l'absorption optique peut être contrôlée avec précision via un potentiel électrochimique. Lorsque ce polymère est cultivé sur les métasurfaces plasmoniques, la réflexion des métasurfaces peut être modulée par une tension appliquée. Cette technologie offre un large spectre de couleurs, une réflexion élevée indépendante de la polarisation (supérieure à 50 %), un contraste important (supérieur à 30 %), des temps de réponse rapides (de l'ordre de centaines de millisecondes) et une excellente stabilité à long terme. De plus, il démontre une consommation d'énergie ultrafaible (moins de 0,5 mW/cm²) et offre le potentiel d'atteindre des résolutions élevées (supérieures à 10 000 dpi). Compte tenu de la flexibilité des métasurfaces ultrafines et de la souplesse du polymère, l’ensemble du système est capable d’être plié. Les améliorations futures de cette technologie devraient inclure la bistabilité, l'utilisation de matériaux plus rentables et l'intégration avec des réseaux de transistors à couches minces (TFT).
E-papier Retina
En 2025, des chercheurs de l'université d'Uppsala ont dévoilé le « papier électronique rétinien », une technologie d'affichage réfléchissant conçue pour atteindre la limite de résolution perceptible par l'œil humain. Contrairement aux écrans émissifs tels que les LED ou les OLED, dont la luminosité et le contraste diminuent à mesure que les dimensions des pixels diminuent, le papier électronique Retina utilise des nanostructures électriquement accordables composées de WO₃ qui reflètent efficacement la lumière ambiante. Chaque « métapixel » de couleur, formé à partir de disques WO₃ à l'échelle nanométrique, peut être modulé dynamiquement via une transition électrochimique isolant-métal, permettant ainsi à la fois le réglage des couleurs et le fonctionnement à la fréquence vidéo (supérieure à 25 Hz). L'écran résultant atteint des densités de pixels dépassant 25 000 pixels par pouce, associées à une réflectance élevée (environ 80 %) et à un contraste optique (environ 50 %), tout en consommant un minimum d'énergie. Cette approche innovante fusionne le confort visuel associé à une visualisation semblable à celle du papier avec la précision du contrôle nanophotonique, et elle a été identifiée comme une plate-forme prospective pour les futurs systèmes de réalité virtuelle (VR) et de réalité augmentée (AR) à ultra haute résolution et économes en énergie, facilitant des expériences visuelles totalement immersives.
Autres technologies
Des efforts de recherche supplémentaires dans le domaine du papier électronique se sont concentrés sur l'intégration de transistors organiques dans des substrats flexibles, notamment en tentant de les intégrer directement dans du papier conventionnel. Une forme simplifiée de papier électronique couleur intègre un fin filtre optique coloré sur la technologie du papier électronique monochrome. Le réseau de pixels est ensuite segmenté en triades, comprenant généralement le cyan, le magenta et le jaune standard, analogues à la configuration trouvée dans les moniteurs CRT (bien qu'utilisant des couleurs primaires soustractives plutôt que des couleurs additives). Le fonctionnement de l'écran est ensuite géré d'une manière cohérente avec les autres écrans couleur électroniques.
Historique
E Ink Corporation, une filiale de E Ink Holdings Inc., a présenté les premiers écrans colorés E Ink pour l'intégration de produits commerciaux. L'Ectaco jetBook Color, lancé en 2012, représentait le premier dispositif à encre électronique doté de la couleur, utilisant la technologie d'affichage Triton d'E Ink. Début 2015, E Ink a en outre annoncé une autre technologie d'encre électronique couleur nommée Prism. Cette nouvelle technologie fonctionne comme un film à changement de couleur applicable aux liseuses électroniques, mais Prism est également commercialisé pour son intégration potentielle dans les conceptions architecturales, permettant une transformation instantanée d'éléments tels que « un mur, un panneau de plafond ou une pièce entière ». Un inconvénient notable de ces écrans couleur contemporains est leur coût nettement plus élevé que celui des écrans E Ink standard. Par exemple, le jetBook Color était environ neuf fois plus cher que d’autres liseuses largement adoptées, comme le Kindle d’Amazon. En janvier 2015, aucune annonce n'avait été faite concernant l'utilisation prévue de Prism dans des liseuses électroniques.
Applications
Plusieurs entreprises sont simultanément engagées dans le développement de technologies de papier et d'encre électroniques. Si les technologies employées par chaque entité offrent de nombreuses fonctionnalités partagées, chacune possède des avantages technologiques distincts. Les technologies de papier électronique (e-paper) sont particulièrement utiles dans les applications où une esthétique semblable à celle du papier, des angles de vision larges et une consommation d'énergie exceptionnellement faible sont des considérations essentielles. Toutes les technologies du papier électronique sont confrontées collectivement aux défis fondamentaux suivants :
- Le développement d'une méthode d'encapsulation efficace.
- La formulation d'une encre ou d'un matériau actif approprié pour remplir l'encapsulation.
- La conception des composants électroniques nécessaires à l'activation de l'encre.
La technologie des encres électroniques permet une application sur des substrats flexibles et rigides. Pour les applications d'affichage flexibles, le matériau de base doit être fin, souple et suffisamment robuste pour supporter une usure importante, illustrée par le plastique ultra-fin.
Liseuses électroniques et publications numériques
Les écrans électrophorétiques sont largement utilisés dans les liseuses électroniques et les appareils similaires principalement conçus pour la consommation de texte, en raison de leur réflectivité supérieure, de leur excellente lisibilité en plein soleil et de leur consommation d'énergie minimale lors de l'affichage de contenu statique. Les méthodes spécifiques d’encapsulation et d’application du substrat pour ces encres différencient les fabricants. Ces processus sont complexes et constituent des secrets industriels jalousement gardés ; cependant, la production de papier électronique est généralement moins complexe et coûteuse que celle des écrans à cristaux liquides (LCD).
De nombreuses approches existent pour le papier électronique, diverses entreprises développant activement des technologies dans ce domaine. Les technologies alternatives intégrées au papier électronique comprennent des écrans à cristaux liquides modifiés, des écrans électrochromes et un système développé à l'Université de Kyushu qui fonctionne comme un équivalent électronique d'un Etch A Sketch. Les principaux avantages du papier électronique comprennent une faible consommation d'énergie, car l'énergie n'est consommée que lors des mises à jour de l'affichage, une flexibilité accrue et une lisibilité supérieure par rapport à la plupart des écrans conventionnels. L'encre électronique offre la polyvalence d'être imprimée sur diverses surfaces, telles que les murs, les panneaux d'affichage, les étiquettes de produits et les vêtements. De plus, la flexibilité inhérente de l'encre facilite le développement potentiel d'écrans enroulables pour appareils électroniques.
Montres-bracelets
En décembre 2005, Seiko a présenté la Spectrum SVRD001, la première montre-bracelet utilisant de l'encre électronique et dotée d'un affichage électrophorétique flexible. Par la suite, en mars 2010, Seiko a lancé une deuxième génération de cette remarquable montre à encre électronique, intégrant un affichage à matrice active. La montre intelligente Pebble, lancée en 2013, utilisait un écran LCD à mémoire de faible consommation produit par Sharp pour sa fonctionnalité d'affichage sur papier électronique.
En 2019, Fossil a présenté l'Hybrid HR, une montre intelligente hybride qui intègre un affichage à encre électronique permanent avec des aiguilles physiques conventionnelles et un cadran, imitant ainsi l'esthétique d'une montre analogique traditionnelle.
La recherche contemporaine a présenté des matériaux d'affichage réfléchissants, basés sur les technologies électrophorétiques et à cristaux photoniques, qui présentent des états de couleur bistables, permettant une rétention d'image sans consommation d'énergie continue. Ces technologies sont actuellement à l'étude comme voie prometteuse pour développer des écrans électroniques couleur à faible consommation qui préservent la lisibilité et l'efficacité énergétique caractéristiques du papier électronique monochrome conventionnel. En outre, la recherche indique que les méthodologies d'affichage couleur réfléchissantes et bistables pourraient être bien adaptées aux futurs appareils portables et portables, où une visibilité optimale au soleil et une durée de vie prolongée de la batterie sont des critères de performance essentiels.
Lecteurs de livres électroniques
En 2004, Sony a lancé la Librié au Japon, marquant le début d'un lecteur de livre électronique doté d'un écran électronique E Ink sur papier. Par la suite, en septembre 2006, Sony a introduit le lecteur de livres électroniques PRS-500 Sony Reader aux États-Unis. Une itération mise à jour, le PRS-505, a été annoncée le 2 octobre 2007. En novembre 2008, Sony a lancé le PRS-700BC, qui intégrait à la fois un rétroéclairage et une interface à écran tactile.
Fin 2007, Amazon a commencé la production et la commercialisation de l'Amazon Kindle, un lecteur de livre électronique équipé d'un écran e-paper. Février 2009 a vu la sortie du Kindle 2, suivi de l'annonce du plus grand Kindle DX en mai 2009. Le Kindle de troisième génération, présentant d'importantes modifications de conception, a été dévoilé en juillet 2010. Septembre 2011 a marqué l'annonce du Kindle de quatrième génération, nommé « Touch », qui représentait le passage initial de l'appareil des claviers physiques et des boutons de changement de page à la fonctionnalité d'écran tactile. Par la suite, en septembre 2012, Amazon a présenté le Kindle de cinquième génération, le « Paperwhite », qui se distingue par son éclairage avant à LED intégré et son écran à contraste amélioré.
En 2009, Barnes & Noble a lancé la Nook, une liseuse fonctionnant sur un système Android. Cet appareil se distingue des autres liseuses électroniques en étant doté d'une batterie remplaçable et en incorporant un écran LCD couleur tactile séparé placé sous l'écran de lecture électronique principal.
En 2017, Sony et reMarkable avaient introduit des livres électroniques spécialement conçus pour faciliter les interactions d'écriture à l'aide d'un stylet intelligent.
Téléphones mobiles
Le Motorola F3, un téléphone mobile à bas prix de Motorola, intègre un écran électrophorétique alphanumérique noir et blanc.
Le téléphone mobile Samsung Alias 2 intègre la technologie d'encre électronique E Ink dans son clavier, permettant au clavier de modifier dynamiquement les jeux de caractères et l'orientation en fonction de différents modes d'affichage.
Smartphones
Le 12 décembre 2012, Yota Devices a dévoilé le prototype du « YotaPhone », un smartphone distinctif à double écran lancé ensuite en décembre 2013. Cet appareil était doté d'un écran LCD HD de 4,3 pouces à l'avant et d'un écran à encre électronique à l'arrière.
En mai et juin 2020, Hisense a présenté les A5c et A5 Pro CC, pionniers du marché des smartphones couleur à encre électronique. Ces modèles étaient dotés d'un écran couleur unique avec un éclairage avant réglable, fonctionnant respectivement sous Android 9 et Android 10.
Moniteurs d'ordinateur
La technologie du papier électronique est intégrée à divers écrans d'ordinateur, notamment le Dasung Paperlike 3 HD de 13,3 pouces et le Paperlike 253 de 25,3 pouces.
Ordinateurs portables
Certains ordinateurs portables, tels que le Lenovo ThinkBook Plus, intègrent le papier électronique comme écran secondaire. De plus, d'autres ordinateurs portables conventionnels utilisent des panneaux LCD réfléchissants qui ne nécessitent pas de rétroéclairage. Les systèmes d'exploitation comme Xubuntu et Kali Linux offrent des fonctionnalités permettant de réduire à zéro la luminosité du rétroéclairage interne de l'écran LCD, permettant aux cristaux de l'écran de rester actifs et d'éclairer l'écran en utilisant la lumière ambiante, imitant ainsi l'apparence du papier.
Tablettes
En 2020, Onyx a lancé la Boox Max Lumi, la première tablette Android papier électronique frontale de 13,3 pouces. Plus tard cette année-là, Bigme a présenté la B1 Pro, la première tablette Android papier électronique couleur de 10,3 pouces, qui représentait également la première tablette papier électronique grand format à offrir une connectivité de données cellulaires 4G.
Journaux
En février 2006, le quotidien flamand De Tijd a fourni une édition électronique à un groupe sélectionné d'abonnés dans le cadre d'une étude marketing restreinte, en utilisant une version préliminaire de l'iRex iLiad. Cet événement a marqué la première mise en œuvre documentée de la technologie de l'encre électronique dans l'édition de journaux.
Le quotidien français Les Échos a officiellement annoncé l'introduction d'une version électronique par abonnement en septembre 2007. Cette initiative présentait deux formules distinctes, chacune comprenant un abonnement d'un an et un appareil de lecture dédié. Les abonnés pouvaient choisir entre un appareil de lecture léger (176 g), spécifiquement adapté pour Les Échos de Ganaxa, ou l'iRex iLiad. La fourniture du contenu lisible du quotidien a été facilitée par deux plates-formes de traitement distinctes : l'une tirant parti de la plate-forme d'encre électronique GPP récemment développée par Ganaxa, et l'autre développée en interne par Les Échos.
Affichages intégrés aux cartes à puce
Les cartes à affichage flexible permettent aux titulaires de cartes de paiement financier de générer des mots de passe à usage unique, atténuant ainsi la fraude bancaire et transactionnelle en ligne. Le papier électronique présente une alternative fine et plate aux jetons porte-clés conventionnels pour améliorer la sécurité des données. En 2005, Innovative Card Technologies et nCryptone ont développé en collaboration la première carte à puce au monde conforme à la norme ISO et dotée d'un écran intégré, dont la fabrication a été assurée par Nagra ID.
Affichages d'état
Certains appareils, notamment les clés USB, intègrent du papier électronique pour afficher des informations d'état, telles que la capacité de stockage disponible. Une fois qu'une image est rendue sur papier électronique, elle conserve son affichage sans nécessiter d'alimentation continue, permettant ainsi aux informations d'être visibles même lorsque la clé USB est déconnectée.
Signalisation de vente au détail et étiquettes électroniques pour rayons
Des étiquettes électroniques de rayon (ESL) utilisant la technologie du papier électronique sont déployées dans les environnements de vente au détail pour présenter numériquement les prix des produits. Ce système facilite les mises à jour centralisées et sans fil des prix et des détails des produits, minimisant simultanément la consommation de papier et réduisant le travail requis pour les mises à jour manuelles. Ces étiquettes électroniques sur papier reçoivent des mises à jour via une communication infrarouge ou radio bidirectionnelle et sont alimentées par des piles boutons rechargeables. De plus, certaines variantes utilisent des écrans bistables zénithales (ZBD), qui partagent des similitudes avec les écrans LCD mais possèdent l'avantage de conserver une image sans alimentation continue.
Horaires des transports publics
Les écrans e-paper installés aux arrêts de bus ou de tramway sont capables de mises à jour à distance. Ces écrans affichent une consommation d'énergie inférieure à celle des écrans LED ou à cristaux liquides (LCD), et leur contenu reste visible pendant les pannes de courant. De plus, les écrans e-paper offrent une visibilité supérieure sous la lumière directe du soleil par rapport aux écrans LCD.
Affichage numérique
En raison de ses caractéristiques inhérentes d'économie d'énergie, le papier électronique est devenu une technologie adaptée à diverses applications d'affichage numérique.
Balises électroniques
Les étiquettes électroniques en papier électronique intègrent généralement la technologie e-ink avec des interfaces sans fil telles que NFC ou UHF. Leurs principales applications incluent les cartes d'identification des employés et les étiquettes de production pour surveiller les changements et l'état de la fabrication. De plus, les étiquettes en papier électronique sont de plus en plus adoptées comme étiquettes d'expédition, en particulier pour les conteneurs réutilisables. Une innovation notable proposée par certains fabricants d'étiquettes en papier électronique est une conception sans batterie, où l'énergie requise pour les mises à jour du contenu d'affichage est fournie sans fil, éliminant ainsi le besoin d'une batterie intégrée dans le module.
Autre
Les autres applications proposées pour la technologie du papier électronique incluent les vêtements, les cadres photo numériques, les tableaux d'information et les claviers. Les claviers dotés de touches modifiables dynamiquement offrent une utilité pour les langues à représentation limitée, les dispositions non standard comme le Dvorak ou les fonctions non alphabétiques spécialisées dans des contextes tels que le montage vidéo ou les jeux. L'appareil reMarkable sert de tablette d'écriture conçue pour lire et prendre des notes. De plus, le papier électronique a trouvé son utilité dans les solutions d'emballage intelligentes, notamment les rappels pharmaceutiques, les étiquettes de produits interactives et les étiquettes de traçabilité.
Considérations environnementales
Les technologies du papier électronique (e-paper) et leurs applications présentent une dualité d'avantages et d'impacts environnementaux potentiels, en fonction de scénarios d'utilisation spécifiques, de méthodologies de production et de stratégies de gestion de fin de vie. Les évaluations du cycle de vie mettent fréquemment en évidence les avantages potentiels en matière de durabilité lorsque le papier électronique remplace la signalisation papier conventionnelle fréquemment mise à jour, bien que l'impact environnemental global reste dépendant des processus de fabrication et de la longévité de la batterie. Les écrans e-paper consomment généralement de l'énergie exclusivement lors des changements de contenu, ce qui entraîne une consommation d'énergie opérationnelle nettement inférieure par rapport aux technologies d'affichage émissives telles que les écrans LCD ou OLED, en particulier dans les applications comportant un contenu principalement statique. Cette efficacité inhérente a conduit à leur adoption dans des contextes tels que les étiquettes électroniques et l’affichage numérique, où une consommation d’énergie réduite peut atténuer les émissions opérationnelles. En outre, les systèmes de papier électronique peuvent réduire la consommation de papier imprimé jetable dans les applications nécessitant des mises à jour fréquentes du contenu, telles que les prix de détail ou les affichages d'informations publiques. Néanmoins, les recherches indiquent que les avantages environnementaux dépendent de la longévité des appareils et des modes d'utilisation, et pourraient diminuer si les étiquettes ou les écrans électroniques présentent une durée de vie courte ou nécessitent un remplacement fréquent. Parallèlement, des préoccupations sont apparues concernant l’empreinte environnementale associée à la fabrication et à l’élimination du papier électronique. Les processus de production impliquent des plastiques, des composants électroniques et des matériaux spécialisés, et de nombreux appareils e-paper intègrent des batteries, contribuant ainsi aux impacts de l'extraction des ressources et des déchets électroniques s'ils ne sont pas correctement recyclés. De plus, les structures laminées et composites inhérentes aux écrans e-paper peuvent compliquer les efforts de recyclage en fin de vie. En résumé, des analyses complètes du cycle de vie suggèrent que l'impact environnemental du papier électronique est spécifique au contexte, nécessitant un équilibre entre la réduction de la consommation d'énergie pendant le fonctionnement et les impacts de la fabrication, de l'utilisation des batteries et des considérations de recyclage en fin de vie. L'équilibre de ces facteurs est déterminé par la durée de vie de l'appareil, les modèles d'utilisation et l'efficacité des systèmes de gestion du recyclage et de l'élimination.
Livre électronique
- Livre électronique
- Contrôleur intégré
- Affichage flexible
- Électronique flexible
- Matériel connecté sur le dessus (HAT)
- Historique de la technologie d'affichage
- Lunettes à sténopé
- Raspberry Pi/Arduino
- Affichage brut
- Interface périphérique série
Références
Yang, Bo-Ru, éd. (2022-09-06). Écrans E-Paper. Wiley. est ce que je:10.1002/9781119745624. ISBN978-1-119-74558-7. S2CID251704239.
- Yang, Bo-Ru, éd. (2022-09-06). Affichages E-Paper. Wiley. est ce que je:10.1002/9781119745624. ISBN 978-1-119-74558-7. S2CID 251704239.Article de Wired sur le partenariat et l'historique du E Ink-Philips.
- Article de Wired sur le partenariat E Ink-Philips et son contexte
- Bosner, Kevin. Comment l'encre électronique fonctionnera chez HowStuffWorks, récupéré le 26 août 2007.
- Projet MIT ePaper.
- Tanaka, Naoki (06/12/2007). "Fuji Xerox présente du papier électronique couleur avec système d'écriture optique." Japon : Tech-On. Consulté le 10 décembre 2007.Source : Archives de l'Académie TORIma