关于电子纸显示技术的应用与市场情况研究

国家知识产权局专利局光电发明审查部 代云丽

关于电子纸显示技术的应用与市场情况研究

国家知识产权局专利局光电发明审查部 代云丽

电子纸技术自出现以来，以其可重复利用和较好的可读性与便携性得到了迅速发展，目前较成熟的技术有：Eink微胶囊型电泳技术、反转球技术（Gyricon）、双稳态胆固醇液晶技术、微杯电泳技术以及电子粉流体技术。本文通过对电子纸显示技术的阐述，结合实际分析了该技术目前的市场情况和市场前景，主要涉及电子纸在电子阅读、物价标牌、手表、手机、穿戴设备及概念应用等方面的发展情况。随着该技术的不断成熟，柔性化、全彩化、高反射率、快速反应、网络连接以及丰富的应用服务，必将使得应用电子纸显示技术的电子产品获得市场青睐。

电子纸 电泳 市场 应用

电子纸可追溯到1975年，源自施乐公司Nick Sheridon首先发明的一种新型显示技术。台湾纸业龙头永丰余集团子公司元太科技经过多年的发展，在电子纸市场上形成了一定的垄断地位，占据整个市场95%的份额。根据权威公司的预测数据，到2020年依靠电子纸显示技术的产品将达到250亿，产值将增加1.9万亿美元。而我国在这方面还没有形成规模，大部分技术需要依靠进口，因此，研究电子纸显示技术应用于市场的情况，有着重要的现实意义。

1　简要分析电子纸

1.1概念

（1）电子纸（Electronic Papers）一种新型平面监视器，是类似于纸张的电子显示器（Electronic Papers Display即EPD），这种显示器，外观类似于纸或者投影片，厚度通常小于1mm，在有阳光的地方，其文字辨认性比LCD显示屏优越，可比拟报纸。随着物联网技术的发展，电子纸尤其是柔性电子纸必将受到市场的欢迎。2016年4月27日，在广州奥翼电子科技股份有限公司与重庆墨希科技有限公司召开的新闻发布会上，发布全球首款石墨烯电子纸成功研发的消息，该类电子纸可配柔性或刚性驱动底板，制成电子纸显示屏。

（2）电子纸要显示出文字、图像，也是需要油墨的，贝尔实验室（MIT）在Nick Sheridon提出概念的基础上，将电子油墨发扬光大。电子油墨是一种可以被印刷到各种材料表面的新材料，用来显示文字或图像。MIT以电泳运动原理为基础开发出来的电子油墨，是一种微小硅树脂胶囊，其中填充黑色与白色微粒，黑色微粒带负电，白色微粒带正电，通过改变电流，使带电微粒运动形成图文，这种实现方式也是目前广泛被使用的原理。

1.2类型

电子纸经过多年的发展，已经研究出多种类型。根据驱动方式，比较成熟的技术主要有以下几种：Eink微胶囊型（Micro encapsulation）电泳技术，是目前采用最多的电子纸显示技术；反转球技术（Gyricon）；双稳态胆固醇液晶技术；微杯电泳技术；电子粉流体技术。

1.3特点

电子纸的特点主要有四个方面。

（1）可以重复利用，且易于擦除，对电子纸上显示的文字、图像可以任意重写、更新，可转换刷新显示内容，可浏览内容量十分庞大。

（2）可读性较好，显示设备的可读性取决于设备的显示亮度和对比度，比如通过手机阅读电子书，在光线强烈的地方观看需要提高显示屏亮度，转换角度就会看不清文字，十分容易让人产生疲劳。而电子纸能够提供阅读纸质书籍的体验，主要源自于其较高的对比度，以黑白色呈现的文字、图像清晰，可提供广角阅读体验，也就是受视线角度的影响小。

（3）便携性，电子纸一般厚度很小，重量轻，能够配合玻璃、塑料等材质的底板制成轻便可携带的电子纸显示器。如上文提到的石墨烯电子纸，若配上柔性底板，可制成可折叠、卷曲的显示屏。

（4）利于保护环境。传统印刷工业，需要消耗大量的资源，生产1吨纸大概需要3.75吨木材，约0.5吨燃煤，以及100吨左右的水，同时在生产过程中，还会造成35%的水污染。可见，在传统造纸业当中对环境影响很大。在强调低碳生活的当下，人们的环保意识不断加强，电子纸的发展是符合这一趋势的。

2　市场情况分析

电子纸自出现以来主要的应用对象就是制成电子书阅读器，随着电子书市场的爆发，人们在阅读方式上的改变，形成了一个巨大的市场。一份来自120个国家的调查数据显示，电子阅读器在美国市场上占据70%的份额，个人电脑还不到10%，英国同样如此，而韩国则是智能手机比较受欢迎。图1为美国电子阅读器成年用户规模。

图1　2010年～2014年美国电子阅读器成年用户规模

就阅读体验来说，以电子纸制成的电子书阅读器，因其良好的阅读体验极具竞争力。但不可否认的是，智能手机、平板电脑在显示技术方面的不断进步会进一步侵蚀电子纸市场。不过总体来说，电子纸能够提供给用户如同纸质书籍般的阅读体验，而且，随着电子纸显示技术的不断发展，目前市场上的黑白电子纸显示技术会被彩色显示技术取代。

根据Display bank公司的预测，到2020年将达到70亿美元的规模。举个例子，2015年与元太签署战略协议的合力泰发布三季报，Q1～Q3销售收入同比增加31.68%，净利润同比增加47.17%，净利润7379万元，全年利润预计可达3.35亿～3.75亿元。图2为2016年6 月14日股市大盘走势，持续走高。合力泰与元太合作，重点是助推电子纸在手机、货架标签、穿戴产品方面的应用，扩大电子纸在中国市场上的销量，国内电子标签牌仅仅有合力泰和汉朔科技，永辉、苏宁、人人乐、周大福等连锁超市已成为电子标签牌的客户。因此，目前国内市场上电子纸还有极大的空间可供发展。

图2　合力泰［002217］，股市大盘走势

目前市场上极具竞争力的电子纸显示技术是E-ink公司，其采用的微胶囊型电泳技术，最成熟，使用也最广泛。早期台湾元太科技与E-ink公司分工合作，E-ink公司负责上游电子油墨材料，元太负责电子驱动和模组，电子纸市场，2005年亚马逊的加入使电子阅读器领域发生了巨大变化。元太科技通过收购和并购，最终在电子纸市场上形成领导地位，占据全球电子纸95%的市场份额。国内广州奥翼科技，若是实现其石墨烯电子纸的量产化，并降低成本，倒是极有可能引起电子纸市场的变化，而且随着物联网的发展，电子纸是最佳的物联网系统显示屏。有数据预测，到2020年，利用电子纸显示技术的产品将达到250亿个，将新增产值1.9万亿美元（数据来自Gartner公司）。

3　应用分析

3.1电子阅读

电子阅读是电子纸的主要应用方向，也是最成熟、最广泛的应用。目前市场上充斥着大量的电子阅读器，其中电子纸制作而成阅读器已经占据半壁江山，这是随着电子书市场兴起而带来的广阔市场，不可忽视的是智能手机、平板电脑冲击着市场。根据天猫提供的信息，目前市场上主流的电子书阅读器有Kindle、ireader、Hanvon（汉王）、亚马逊阅读器（Amazon）等，电子纸在电子阅读方面的应用，亚马逊功不可没。

3.2物价标牌

以现在的电子纸显示技术水平，电子纸在广告牌、货柜标签、公告牌等方面的大规模应用是十分可行的。电子纸在这方面的应用最早可追溯到2001年美国的大型百货公司Macy。其广告牌采用了基于Gyricon的电子纸Smart Paper。到2005年东京车站开始出现电子纸制作的显示屏，分辨率达到1024×768像素。货柜标签方面的应用在电子纸市场上比较常见，但在国内还是较为空白的，主要是推广商家仅合力泰和汉朔科技，主要的客户有苏宁、人人乐等超市。相对来说，市场前景十分广阔，尤其是ACeP显示技术（E-ink公司）的出现，首次实现了电子纸的全彩显示，有望直接商用，E-ink公司就该技术打造了一枚20寸的显示屏，达到1600×2500像素的分辨率，可在数字标牌方面直接商用。

3.3手表、手机、穿戴设备等

电子纸应用于手表可追溯到2004年，Solomon科技首次采用电子纸制作出“精工spectrum”，荣获香港电子业商会创新科技奖（2004年度）。目前市场上的智能手环、手表、手机等方面都是电子纸的应用。如联想智能手环（Vibe Band VB10），就采用了E-ink电子纸技术，续航能力达到7天，屏幕1.43寸，分辨率296×128，售价89美元。又如俄罗斯智能手机厂商Yota Devices，研发的AMOLED/电子纸双屏智能手机“Yotaphone2”于2014年底上市。

3.4概念应用

随着物联网的发展，电子纸的应用范围必将更加广阔，广州奥翼电子科技创始人陈宇表示：“柔性显示最大的应用是在物联网。”他表示物联网有三个重要要素，分别是芯片、传感器和显示屏。业界认为电子纸是物联网系统的最佳交互界面，因此，在未来极可能依托该技术将笔记本电脑、平板电脑等变得可折叠、更轻薄，甚至一把椅子、一个杯子、一块底板都可以贴上一层电子纸显示屏。

4　结语

电子纸显示技术由于其特有的优势，必将在市场上备受关注，日趋成熟的电子纸显示技术，在成本、产量方面的优化，必将以一个亲民的价格推向市场。随着技术的成熟，柔性化、全彩化、高反射率、快速反应、网络连接以及丰富的应用服务，必将使得应用电子纸显示技术的电子产品，获得市场的青睐。对于我国来说，目前广东奥翼电子科技股份有限公司是电子纸显示技术方面有所成就的企业，其石墨烯电子纸的成功研发，对我国经济发展意义重大。

［1］ 冯瑞华.世界电子纸显示技术专利计量学研究［J］.材料导报，2012（01）.

［2］ 张彦粉，邹洋.全新的显示方式——电子纸［J］.广东印刷，2013 （03）.

［3］ 陈敏泽，林韵英，王婷.电子纸显示技术［J］.电视技术，2013（S2）.

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2096-0298（2016）07（a）-059-02