Qué es y cómo funciona la tinta electrónica o E-Ink

Rubén Castro, 11 marzo 2019

Los lectores de eBooks, como los Kindle o los Kobo, solo hacen una cosa, pero la hacen muy bien. Y es que las pantallas de tinta electrónica son tan cómodas para la vista como un libro de papel: se pueden ver bajo la luz del sol, apenas tienen reflejos y se pueden ver desde cualquier ángulo.

Además, tienen la ventaja de que el consumo de batería es muy bajo, pero ¿cómo funcionan este tipo de pantallas?

Tinta electrónica

Lo primero que hay que aclarar es que en la actualidad hay dos fabricantes de tinta electrónica: Gyricon (fabricada por Xerox) y la tinta E Ink o E-Ink.

La tecnología Gyricon de Xerox es la tecnología más antigua ya que sus orígenes se remontan a los años 70, mientras que la tecnología de E Ink fue desarrollada en los años 90 en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts).

De hecho, fue en abril de 1997, cuando los propios investigadores del Media Lab del MIT crearon la compañía E Ink con la noble idea de reducir el consumo de papel mediante la implantación de las pantallas de tinta electrónica. Según sus cálculos, si la prensa, el mayor consumidor de papel, se pasaba a la tinta electrónica se podrían ahorrar hasta 300 toneladas de papel diarias.

Hubo que esperar hasta julio de 2002 para que presentasen el primer prototipo de pantalla; y dos años más hasta que empezó a comercializarse el célebre Librie de Sony.

Eso sí, no fue hasta finales de 2007, con el lanzamiento del Kindle de Amazon, cuando las pantallas E Ink se popularizaron. El primer Kindle tenía una pantalla con resolución de 800 x 600 píxeles y era capaz de mostrar hasta cuatro niveles de escala de grises. El contraste no era asombroso, pero triunfó porque permitía llevar toda tu biblioteca en el bolsillo.

La compañía E Ink fue comprada en 2009 por la Taiwanesa Prime View y con el paso de los años han ido mejorando la tecnología. Los últimos modelos tienen pantallas de alta resolución con hasta 300 puntos por pulgada, 16 niveles de escala de grises, un contraste mucho mayor e iluminación (no retroiluminación).

Por cierto, en la actualidad todos los lectores portátiles utilizan pantallas con tecnología E Ink, porque permiten tener mayor nitidez en pantallas pequeñas. El uso de la tinta Gyricon es muy escasa, pero aún se la puede encontrar en pantallas de tinta electrónica de grandes dimensiones (paneles informativos, publicitarios, etc.).

Cómo funciona una pantalla de tinta electrónica

Los principios que utilizan las dos tecnologías (E-Ink y Gyricon) son muy similares. Ambas usan pequeñas cápsulas con una sustancia con carga eléctrica y que se orientan o mueven debido al campo magnético creado por unos electrodos; así se dibuja el texto.

Lo que las diferencia son las partículas en sí.

A simple vista, un bote de tinta electrónica es casi indistinguible de un bote de tinta negra normal. Es cuando lo miramos al microscopio cuando veremos las diferencias.

Tecnología E Ink o E-Ink

Las pantallas están formadas por tres capas: la más externa es una lámina protectora, en el medio tenemos una con unas cápsulas que contienen un líquido con partículas y la capa más interna tiene una serie de electrodos.

Diagrama de funcionamiento de las pantallas E-Ink

Estas microcápsulas tienen solo 100 micras de ancho, por lo que en un centímetro cuadrado hay más de 15 mil de ellas; y en su interior tienen un gel en el que flotan unas partículas hechas de óxido de titanio.

Estructura de una pantalla E-Ink

Hay dos colores de partículas. Las partículas con carga negativa son negras, mientras que las partículas con carga positiva son blancas.

Cuando aplicamos carga a los electrodos, se modifica el campo eléctrico y este hace que las partículas en suspensión se muevan. Esta técnica de separar las partículas aplicando campos magnéticos se llama electroforesis y controlándola podremos dibujar el texto:

  • Si el electrodo inferior crea un campo eléctrico negativo, el pigmento negro cargado negativamente es empujado a la superficie de la cápsula, oscureciendo así el pigmento blanco. El resultado es un pixel negro en la pantalla.
  • Y ocurre lo contrario si aplicamos un campo eléctrico negativo en el electrodo inferior.
  • Jugando con ambos electrodos podemos conseguir que haya parte de sustancias blancas y negras a la vez, consiguiendo los diferentes niveles de escalas de grises.

Este método de funcionamiento biestable tiene una ventaja muy importante respecto a las pantallas LCD; y es que en las pantallas E-Ink solo se necesita energía para cambiar la polaridad de los electrodos.

Además, podemos reducir el consumo aún más si solo cambiamos los píxeles diferentes en cada paso de página. En otras palabras, si un píxel en particular permanece blanco de una página a la siguiente, no es necesario cambiarlo, por lo que no gastamos energía. Gracias a todo esto, en un eReader la batería dura semanas o meses, en vez de horas.

Eso sí, hay que tener en cuenta que cuando cambiamos solo píxeles individuales, como los campos magnéticos de unas celdas afectan a las siguientes, puede que algunos píxeles no se cambien, fenómeno conocido como “ghosting”. Para solucionarlo, lo más fácil es resetear la pantalla y actualizar toda la información de la misma. Por eso, de vez en cuando, la pantalla parpadea, se pone completamente negra, luego blanca y luego se dibuja la siguiente página.

Gyricon

La tecnología Gyricon fue ideada en los años 70, casi veinte años antes que E-Ink. En este caso, las cápsulas son esferas con dos partes, una mitad negra y otra blanca, la primera cargada positivamente y la blanca negativamente (dipolos de material plástico).

Diagrama de funcionamiento de la tecnología Gyricon

Dichas cápsulas están sumergidas en un gel y cuando el electrodo es positivo, las esferas giran para situar la mitad negativa en la parte inferior y la positiva en la superior, representando el color negro.

¿Cuál es mejor?

En principio la tecnología E-Ink es más útil, ya que permite conseguir resoluciones mayores en pantallas pequeñas. Sin embargo, para pantallas muy grandes, la tecnología preferida es la Gyricon.

¿Las pantallas de tinta electrónica son mejores para la vista que las pantallas LCD?

Las pantallas normales de los teléfonos y ordenadores son pantallas LCD (Liquid Crystal Display o pantalla de cristal líquido). Las pantallas LCD funcionan emitiendo luz desde dentro hacia afuera, lo que provoca que nuestra vista se sobre-exija tanto a nivel muscular como a nivel nervioso, acelerando la fatiga visual.ref

Comparación entre pantalla E-Ink, papel y pantalla LCD

El nivel de resistencia a esta exposición depende de cada persona, y puede que haya gente que se agote leyendo un texto muy corto y otros que pueden leer novelas sin problemas. Sin embargo, a medida que vamos envejeciendo, esta resistencia va disminuyendo gradualmente.

Otros puntos a tener en cuenta

Por eso, es interesante conocer las ventajas de la tinta electrónica:

  • Como no utilizan retroiluminación para mostrar el contenido, las pantallas de tinta electrónica no hacen que tengamos que forzar la vista y no provocan este tipo de agotamiento visual. Aunque algunos eReaders modernos incluyen iluminación esta es iluminación externa, no retroiluminación como las pantallas LCD. De esta manera la luz externa ilumina la pantalla y se refleja en la pantalla, al igual que pasa cuando iluminamos una hoja de papel. La mayoría de los eReaders utilizan leds montados a lo largo de los marcos que iluminan una fina capa de plástico translúcido. Esto distribuye la luz uniformemente a través de la superficie y hace que toda la página sea legible lo que significa que la luz es proyectada hacia la pantalla y no hacia tus ojos, por lo que se puede leer en la oscuridad sin forzar la vista como pasa en una pantalla con retroiluminación como la de tu móvil.
  • Las pantallas de tinta electrónica se pueden leer perfectamente en exteriores y a plena luz del sol.
  • Son pantallas que producen muchos menos reflejos, lo que permite mantener un contraste adecuado una mayor parte del tiempo, haciendo que forcemos menos la vista.

No obstante, la tinta electrónica también tiene inconvenientes como una velocidad de refresco lenta en comparación con las pantallas LCD, por lo que notaremos que el ereader se mueve lentamente, sobre todo acostumbrados a la velocidad y fluidez de los móviles modernos. Esto hace imposible reproducir vídeos y complica mucho el hacer zoom en páginas webs o en PDFs.

Cómo cuidar la vista si leemos

¿Sufre nuestra vista al leer?, ¿sufre más cuando leemos sobre papel o en un eReader?

Leer no es malo para la vista. Los ojos son como los músculos y están hechos para trabajar. Para el ojo, supone el mismo esfuerzo leer un libro en papel que en una pantalla de tinta electrónica. Además, los eReaders tienen la ventaja de que podemos cambiar el tamaño de la letra, haciendo que sea incluso más cómodo que un libro de papel. Eso sí, como los músculos, los ojos también se fatigan; los síntomas más frecuentes suelen ser el escozor, el enrojecimiento, el dolor de cabeza, la visión borrosa, etc. Por ello es importante seguir una serie de consejos:

  1. Mantener una distancia de 30 a 50 cm entre la pantalla y los ojos.
  2. Tener una buena iluminación, ni muy leve ni muy intensa y que no nos de brillo; y siempre que sea posible utilizar luz natural. Es la misma recomendación que si leemos un libro de papel tradicional.
  3. Descansar la vista, mirando a lo lejos, unos minutos cada hora. De esta manera haremos que los músculos del ojo que se encargan de la tarea de enfocar de cerca puedan descansar. Si dejamos que estos músculos se relajen, la lectura será mucho más cómoda.

Leer en un eReader es muchísimo mejor que hacerlo en una tablet o en un móvil.

De todas formas, si crees que se te cansa la vista muy rápidamente, lo más recomendable es que vayas al oftalmólogo, porque probablemente tangas que utilizar gafas para leer.

Pantallas E-Ink a color

Otra de las limitaciones de las pantallas de tinta electrónica es la dificultad para representar colores.

En 2016 E Ink anunció sus pantallas a color ACeP (Advanced Color ePaper) capaces de representar miles de colores, sin embargo, dicha pantalla no está diseñada para ser usada en los eReaders, sino que su objetivo principal es ser usada en carteles publicitarios y en señalizaciones, por su baja resolución.ref

Funcionamiento pantallas E-Ink

El funcionamiento es relativamente sencillo, y consiste en tener tres cápsulas de colores (rojo, verde y azul) en vez de una (blanca o negra). Como cada píxel está ahora formado por tres (uno por cada color), la resolución real se reduce, no siendo apta para los lectores electrónico.

Sin embargo, la tecnología ha mejorado y ahora las últimas pantallas ACeP albergan todos los colores en un mismo píxel, por lo que podrían ser usadas en los lectores electrónicos.

Eso sí, aún no hay ningún e-reader que monte ninguna pantalla con esta tecnología, pero se espera que para 2019 o 2020 empiecen a aparecer.

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