ePaper Displays

E-Paper / E Ink Displays - Affichage clair de contenus même en cas de forte luminosité

Le terme E-Paper Display, ou Electronic Paper Display (EPD), désigne un écran qui, grâce à de très bonnes valeurs de contraste sans réflexion de la lumière, permet de visualiser des contenus même lorsque la luminosité ambiante est très élevée, par exemple en cas d'ensoleillement direct. L'objectif de l'écran E-Paper est de reproduire les propriétés du papier, ce qui permet de concevoir des écrans très fins, légers et flexibles. L'application idéale pour cet écran spécialement conçu est un lecteur de livre électronique, qui est généralement soumis à une longue durée d'utilisation et qui crée ainsi une valeur ajoutée supplémentaire grâce à la propriété d'économie d'énergie de la technologie électrophorétique.

Qu'est-ce qu'un écran E Ink et quelle est la différence avec un écran E-Paper ?

La technologie Gyricon de la société Xerox a été à l'origine du développement des premiers écrans E-Paper dans les années 1970 et a été abandonnée fin 2005 pour des raisons de coûts. L'affichage papier à encre électronique est basé sur la technologie de l'électrophorèse et a été nommé d'après l'entreprise E Ink Corporation.

Grâce à l'électrophorèse, un écran en papier électronique est extrêmement fin, avec une épaisseur de moins de 300 µm, ce qui le rend très flexible. Grâce à la technique de réflexion, l'écriture et les images sont bien visibles même en cas d'exposition directe au soleil.

Qu'est-ce que la technologie d'électrophorèse à faible consommation d'énergie ?

Depuis le début des années 90, la technologie des écrans E-Paper de Gyricon est passée à l'électrophorèse. Cela a été fait pour des raisons de développement de la technologie et pour adopter une approche moins coûteuse de l'affichage. Contrairement à la technologie de Gyricon, dans laquelle des billes chargées statiquement pouvaient être rendues visibles en noir ou en blanc par un champ électrique, l'électrophorèse utilise de petites microcapsules dans lesquelles des particules blanches chargées électriquement flottent dans de l'huile colorée et sont amenées, par leur polarité dans un champ électrique, soit à flotter vers le haut pour être affichées sur la face supérieure et être visibles par l'utilisateur, soit à se déplacer vers le bas et rester cachées à l'utilisateur. L'impulsion pour la représentation des contenus est déclenchée par une tension électrique de courte durée, après laquelle les différents pixels restent commutés dans l'un des deux états et restent ainsi jusqu'à la prochaine impulsion électrique.

Quels sont les avantages et les inconvénients d'un écran E Ink avec technologie électrophorétique ?

Le fait que les pixels s'orientent sous l'effet d'une impulsion électrique et restent figés dans cet état permet une très longue durée de vie des piles, mais cette technologie ne permet pas de représenter des images animées sous forme de vidéos, de GIF ou autres. L'écran est donc idéal pour l'utilisation de contenus fixes, mais ne convient pas pour les contenus animés.

Existe-t-il un écran couleur sur papier à encre électronique capable de reproduire fidèlement les couleurs des images ?

Les écrans E Ink Paper ont d'abord été conçus pour reproduire uniquement les valeurs noir ou blanc. La technologie ne cesse toutefois d'évoluer, ce qui a donné naissance à la technologie ACeP. ACeP signifie Advanced Color ePaper et, en tant que génération succédant aux écrans noir et blanc, peut reproduire une gamme de 4096 couleurs. Mais il y a encore mieux : avec l'annonce de la technologie Gallery Plus, E-Ink a mis au point un module ePaper entièrement coloré avec une possibilité d'affichage de 60 000 couleurs grâce au système d'encre pleine couleur avec les quatre pigments de couleur de base cyan, magenta, jaune et blanc. Les pixels peuvent ainsi représenter toute la gamme de couleurs avec un bon rapport de contraste, mais ils sont encore loin de concurrencer les technologies LCD ou OLED, qui peuvent généralement reproduire une profondeur de couleur de 16,5 millions (8 bits) - 1,07 milliard (10 bits) de couleurs par canal. La reproduction d'images animées reste un défi majeur pour les écrans à papier d'encre en raison de la viscosité des changements de pixels (temps de réponse des pixels).

Puis-je utiliser un écran E-Ink avec un Raspberry Pi ou un Arduino ?

Il existe différents modules de plusieurs fabricants pour les écrans E-Paper / E-Ink. Les modules de l'entreprise Waveshare, Adafruit et seeed Grove sont très appréciés. Leur prix varie entre 10 € et 200 € environ, selon la possibilité de reproduction des couleurs et la taille. Selon le fabricant et l'utilisation prévue, les écrans E-Paper sont souvent utilisés avec un Raspberry Pi Pico ou un microcontrôleur Arduino. Les afficheurs dotés d'une interface SPI sont par exemple compatibles avec les Raspberry Pi 2B/3B/Zero/Zero W, ainsi qu'avec un Arduino, un Nucleo STM32 et d'autres. Pour les makers moins expérimentés, la plupart des fabricants d'écrans indiquent la compatibilité dans les textes de description.

Que faut-il prendre en compte lors de l'achat d'un module E-Paper ?

En premier lieu, les conditions générales du projet doivent être claires. Si un projet reproduit des images animées, une haute résolution avec des contenus contrastés, il faut éviter un module E-Paper. Mais si tu souhaites utiliser un écran à économie d'énergie maximale pour des contenus plus ou moins fixes pendant une longue période, il faut d'abord clarifier la taille et l'utilisation de l'écran. L'écran doit-il uniquement afficher des contenus en noir et blanc ou ai-je besoin d'un écran capable de reproduire des couleurs ? Une fois ces questions résolues, tu as déjà fortement réduit le choix des écrans et des fabricants et tu peux vérifier la possibilité de connexion par leur interface pour ton projet.