Uma das principais características destes dispositivos é o ecrã, uma vez que define a qualidade de visualização do seu conteúdo. Existem várias tecnologias utilizadas nos ecrãs, aplicadas em diversos e-readers.

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liquid Crystal Displays (LCD)

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A tecnologia LCD funciona com bloqueio de luz.

 

Cada pixel consiste em duas camadas de vidro polarizado (ou substrato) que contêm entre elas uma camada de moléculas alinhadas entre dois elétrodos transparentes (material de cristal líquido). Por trás do ecrã está presente uma luz constante (backlight) que passa pelo primeiro substrato. As correntes elétricas fazem com que as moléculas de cristal líquido se alinhem para permitir que níveis variáveis de luz passem para o segundo substrato e criem as cores e imagens desejadas. O uso de uma backlight tem como consequência a reprodução não fiel da cor preta, apresentado um tom cinza.

 

Para reproduzir cor, cada pixel é dividido em três subpixels retangulares que, quando combinados, são dimensionalmente semelhantes a um pixel quadrado típico, sendo posteriormente alinhados com um filtro de cor RGB, impresso na própria célula LCD. O filtro de cor é um padrão repetido de vermelho-verde-azul e o resultado é uma tela com 3x a resolução original. Para obter uma ampla gama de combinações de cores, os tons de cinza de cada subpixel são usados em combinação para obter milhares de cores. Cada cor normalmente suporta 256 variações de tonalidades, ou seja, cada pixel pode teoricamente formar mais de 16,7 milhões de cores. As atuais tecnologias de retroiluminação LED com baixo consumo de energia permitiram a construção de tablets com ecrãs de cores brilhantes que sobrevivem de 8 a 12 horas de leitura entre recargas. Estas tecnologias não são, no entanto, convenientes quando o utilizador pretende ler com luz solar.

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Existem diversas variações dos ecrãs LCD.

 

• Thin Film Transistor (TFT) LCD: consiste na introdução de uma matriz ativa, em que cada pixel é controlado individualmente por um transístor. Os vários transístores são colocados dentro da tela, depositados numa fina película de materiais microscópicos. Um ecrã TFT é mais nítido e brilhante do que um display LCD comum, atualizando mais rapidamente e apresentando os movimentos com mais suavidade. O seu custo de produção é mais baixo, no entanto consomem bastante energia, fazendo com que a duração da bateria seja mais reduzida.

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• In-Place Switching (IPS) LCD: trata-se de uma otimização do TFT, relacionada com a forma como os cristais são eletricamente estimulados, tornando os ângulos de visão mais longos e o consumo de energia mais reduzido. Esta tecnologia evoluiu mais tarde para a Plane Line Switching (PLS) que veio melhorar o brilho e a qualidade de imagem.

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Organic Light-Emitting Diodes (OLED)

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Os ecrãs OLED são uma evolução dos ecrãs com iluminação LED. Em vez de cristais líquidos, o OLED utiliza díodos orgânicos (polímeros orgânicos que não necessitam de encapsulamento). Como acontece com os LCDs, são necessárias várias camadas para exibir uma imagem, no entanto, não está presente uma backlight. Os polímeros são capazes de emitir luz própria e desta forma, quando não é necessário emitir cores, são desligados, reproduzindo a cor preta com precisão.

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Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode (AMOLED)

 

A Tecnologia AMOLED resulta de uma junção entre os polímetros utilizados nas telas OLED e o TFT presente nos ecrãs LCD. O TFT é inserido entre as camadas que compõem o ecrã, servindo maioritariamente para diminuir o atraso entre as imagens. Existe também a tecnologia Super AMOLED, onde as camadas que compõem o ecrã são a principal alteração. Ao juntar o vidro com o touch-screen, foi possível diminuir significativamente a espessura e peso dos dispositivos, tornando-os mais flexíveis e diminuindo os tempos de resposta dos ecrãs.

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Electronic paper (edp)

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Electrophoretic displays ou electronic papers são ecrãs que tentam imitar a aparência da tinta comum no papel. Com a tecnologia e-ink, comercializada pela empresa E Ink Corporation, são frequentemente utilizados nos e-readers. Esta tecnologia é baseada em pequenas cápsulas cheias com um fluido transparente que contém minúsculas partículas, cada uma com a largura aproximada de um fio de cabelo humano. Cada ecrã é composto por milhões de cápsulas distribuídas numa fina película que contém no seu interior partículas de cores e cargas elétricas distintas. Os elétrodos são colocados acima e abaixo do filme da cápsula. Quando um campo elétrico positivo ou negativo é aplicado a um elétrodo, as partículas coloridas com a carga correspondente, movem-se para a parte superior ou inferior da cápsula fazendo com que a superfície do ecrã adquira uma determinada cor. As partículas brancas carregam uma carga positiva e as pretas, uma carga negativa. Por exemplo, se a carga elétrica aplicada for negativa, as partículas negativas serão repelidas para o topo da cápsula, pintando a superfície da tela de preto, naquele determinado ponto.

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Estes ecrãs consomem energia apenas quando o conteúdo sofre alterações, uma vez que apenas é necessária energia para mover as partículas. No restante tempo, o ecrã apenas mostra a imagem desejada, com ou sem fonte de alimentação, sem ter de atualizar constantemente o seu conteúdo. Já um ecrã LCD, por exemplo, tem de ser atualizado aproximadamente 30 vezes por segundo, o que torna os EDPs extremamente eficientes em termos de energia, podendo funcionar durante semanas com apenas uma única carga. Estes ecrãs são também reflexivos, o que significa que a luz do ambiente é refletida da superfície do ecrã para os olhos do utilizador, tal como acontece com o papel tradicional, proporcionando um ângulo de visão mais amplo do que a maioria dos outros monitores e tornando o conteúdo completamente visível, mesmo na presença de luz solar direta.

 

Foram lançadas ao longo dos anos algumas variações desta tecnologia, algumas delas possibilitando os primeiros ecrãs de papel eletrónico a cores. Ente essas tecnologias está a E Ink Vizplex, a E Ink Pearl, a E Ink Mobius, a E Ink Triton, E Ink Carta, E Ink Carta HD, E Ink Spectra, Advanced Color ePaper e E Ink Kaleido.

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Print Color e-paper

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O surgimento do papel eletrónico a cores aconteceu com o lançamento da tecnologia E INK Trition 1, em 2010, não tendo tido grande adesão. Em 2019 foi apresentada, no Japão, uma nova tecnologia conhecida como Print Color E-paper ou Kaleido.

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Cada ecrã é composto por um painel traseiro TFT, uma camada de tinta (por exemplo, E INK Carta HD ou E INK Mobius), uma camada de filtro de cor, Color Filter Array (CFA), e uma folha protetora. O novo processo de impressão diminuiu a necessidade de um CFA baseado em vidro, tornando os ecrãs mais finos e leves, apresentando também uma maior qualidade ótica. Esta tecnologia permite produzir cores para cada pixel que é exibido no ecrã, nomeadamente vermelho, verde, azul, preto ou branco. Estas podem então ser combinadas para criar cores ou tonalidades diferentes. O módulo a preto e branco é capaz de produzir 16 tons de cinza (2^4). Cada RGB tem 16 níveis de intensidade e, portanto, 2^(4×3)=4096 cores. Para além disso, a nova tinta permite atualizações mais rápidas para animações e vídeos.

Contudo, esta tecnologia tem algumas limitações, como o facto de o CFA estar sempre ativo. Um e-reader a cores com CFA terá cores de fundo que formam uma espécie de gradiente e por isso o fundo nunca será cinza. Isso acontece porque a matriz do filtro de cores produz cores em pequenos hexágonos. Uma vez que estes hexágonos são maiores do que pixels individuais, torna-se possível ver a descoloração do fundo. Outro problema é que a matriz do filtro de cores torna o ecrã mais escuro do que o de um e-reader típico, podendo existir necessidade de ligar luz artificial em situações em que o leitor não se encontra com bastante luz natural.

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