國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局光電發(fā)明審查部 代云麗

關(guān)于電子紙顯示技術(shù)的應(yīng)用與市場(chǎng)情況研究

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局光電發(fā)明審查部 代云麗

電子紙技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái)，以其可重復(fù)利用和較好的可讀性與便攜性得到了迅速發(fā)展，目前較成熟的技術(shù)有：Eink微膠囊型電泳技術(shù)、反轉(zhuǎn)球技術(shù)（Gyricon）、雙穩(wěn)態(tài)膽固醇液晶技術(shù)、微杯電泳技術(shù)以及電子粉流體技術(shù)。本文通過對(duì)電子紙顯示技術(shù)的闡述，結(jié)合實(shí)際分析了該技術(shù)目前的市場(chǎng)情況和市場(chǎng)前景，主要涉及電子紙?jiān)陔娮娱喿x、物價(jià)標(biāo)牌、手表、手機(jī)、穿戴設(shè)備及概念應(yīng)用等方面的發(fā)展情況。隨著該技術(shù)的不斷成熟，柔性化、全彩化、高反射率、快速反應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)連接以及豐富的應(yīng)用服務(wù)，必將使得應(yīng)用電子紙顯示技術(shù)的電子產(chǎn)品獲得市場(chǎng)青睞。

電子紙 電泳 市場(chǎng) 應(yīng)用

電子紙可追溯到1975年，源自施樂公司Nick Sheridon首先發(fā)明的一種新型顯示技術(shù)。臺(tái)灣紙業(yè)龍頭永豐余集團(tuán)子公司元太科技經(jīng)過多年的發(fā)展，在電子紙市場(chǎng)上形成了一定的壟斷地位，占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)95%的份額。根據(jù)權(quán)威公司的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，到2020年依靠電子紙顯示技術(shù)的產(chǎn)品將達(dá)到250億，產(chǎn)值將增加1.9萬(wàn)億美元。而我國(guó)在這方面還沒有形成規(guī)模，大部分技術(shù)需要依靠進(jìn)口，因此，研究電子紙顯示技術(shù)應(yīng)用于市場(chǎng)的情況，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　簡(jiǎn)要分析電子紙

1.1概念

（1）電子紙（Electronic Papers）一種新型平面監(jiān)視器，是類似于紙張的電子顯示器（Electronic Papers Display即EPD），這種顯示器，外觀類似于紙或者投影片，厚度通常小于1mm，在有陽(yáng)光的地方，其文字辨認(rèn)性比LCD顯示屏優(yōu)越，可比擬報(bào)紙。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電子紙尤其是柔性電子紙必將受到市場(chǎng)的歡迎。2016年4月27日，在廣州奧翼電子科技股份有限公司與重慶墨?？萍加邢薰菊匍_的新聞發(fā)布會(huì)上，發(fā)布全球首款石墨烯電子紙成功研發(fā)的消息，該類電子紙可配柔性或剛性驅(qū)動(dòng)底板，制成電子紙顯示屏。

（2）電子紙要顯示出文字、圖像，也是需要油墨的，貝爾實(shí)驗(yàn)室（MIT）在Nick Sheridon提出概念的基礎(chǔ)上，將電子油墨發(fā)揚(yáng)光大。電子油墨是一種可以被印刷到各種材料表面的新材料，用來(lái)顯示文字或圖像。MIT以電泳運(yùn)動(dòng)原理為基礎(chǔ)開發(fā)出來(lái)的電子油墨，是一種微小硅樹脂膠囊，其中填充黑色與白色微粒，黑色微粒帶負(fù)電，白色微粒帶正電，通過改變電流，使帶電微粒運(yùn)動(dòng)形成圖文，這種實(shí)現(xiàn)方式也是目前廣泛被使用的原理。

1.2類型

電子紙經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)研究出多種類型。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，比較成熟的技術(shù)主要有以下幾種：Eink微膠囊型（Micro encapsulation）電泳技術(shù)，是目前采用最多的電子紙顯示技術(shù)；反轉(zhuǎn)球技術(shù)（Gyricon）；雙穩(wěn)態(tài)膽固醇液晶技術(shù)；微杯電泳技術(shù)；電子粉流體技術(shù)。

1.3特點(diǎn)

電子紙的特點(diǎn)主要有四個(gè)方面。

（1）可以重復(fù)利用，且易于擦除，對(duì)電子紙上顯示的文字、圖像可以任意重寫、更新，可轉(zhuǎn)換刷新顯示內(nèi)容，可瀏覽內(nèi)容量十分龐大。

（2）可讀性較好，顯示設(shè)備的可讀性取決于設(shè)備的顯示亮度和對(duì)比度，比如通過手機(jī)閱讀電子書，在光線強(qiáng)烈的地方觀看需要提高顯示屏亮度，轉(zhuǎn)換角度就會(huì)看不清文字，十分容易讓人產(chǎn)生疲勞。而電子紙能夠提供閱讀紙質(zhì)書籍的體驗(yàn)，主要源自于其較高的對(duì)比度，以黑白色呈現(xiàn)的文字、圖像清晰，可提供廣角閱讀體驗(yàn)，也就是受視線角度的影響小。

（3）便攜性，電子紙一般厚度很小，重量輕，能夠配合玻璃、塑料等材質(zhì)的底板制成輕便可攜帶的電子紙顯示器。如上文提到的石墨烯電子紙，若配上柔性底板，可制成可折疊、卷曲的顯示屏。

（4）利于保護(hù)環(huán)境。傳統(tǒng)印刷工業(yè)，需要消耗大量的資源，生產(chǎn)1噸紙大概需要3.75噸木材，約0.5噸燃煤，以及100噸左右的水，同時(shí)在生產(chǎn)過程中，還會(huì)造成35%的水污染?？梢?，在傳統(tǒng)造紙業(yè)當(dāng)中對(duì)環(huán)境影響很大。在強(qiáng)調(diào)低碳生活的當(dāng)下，人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，電子紙的發(fā)展是符合這一趨勢(shì)的。

2　市場(chǎng)情況分析

電子紙自出現(xiàn)以來(lái)主要的應(yīng)用對(duì)象就是制成電子書閱讀器，隨著電子書市場(chǎng)的爆發(fā)，人們?cè)陂喿x方式上的改變，形成了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。一份來(lái)自120個(gè)國(guó)家的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，電子閱讀器在美國(guó)市場(chǎng)上占據(jù)70%的份額，個(gè)人電腦還不到10%，英國(guó)同樣如此，而韓國(guó)則是智能手機(jī)比較受歡迎。圖1為美國(guó)電子閱讀器成年用戶規(guī)模。

圖1　2010年～2014年美國(guó)電子閱讀器成年用戶規(guī)模

就閱讀體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，以電子紙制成的電子書閱讀器，因其良好的閱讀體驗(yàn)極具競(jìng)爭(zhēng)力。但不可否認(rèn)的是，智能手機(jī)、平板電腦在顯示技術(shù)方面的不斷進(jìn)步會(huì)進(jìn)一步侵蝕電子紙市場(chǎng)。不過總體來(lái)說(shuō)，電子紙能夠提供給用戶如同紙質(zhì)書籍般的閱讀體驗(yàn)，而且，隨著電子紙顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，目前市場(chǎng)上的黑白電子紙顯示技術(shù)會(huì)被彩色顯示技術(shù)取代。

根據(jù)Display bank公司的預(yù)測(cè)，到2020年將達(dá)到70億美元的規(guī)模。舉個(gè)例子，2015年與元太簽署戰(zhàn)略協(xié)議的合力泰發(fā)布三季報(bào)，Q1～Q3銷售收入同比增加31.68%，凈利潤(rùn)同比增加47.17%，凈利潤(rùn)7379萬(wàn)元，全年利潤(rùn)預(yù)計(jì)可達(dá)3.35億～3.75億元。圖2為2016年6 月14日股市大盤走勢(shì)，持續(xù)走高。合力泰與元太合作，重點(diǎn)是助推電子紙?jiān)谑謾C(jī)、貨架標(biāo)簽、穿戴產(chǎn)品方面的應(yīng)用，擴(kuò)大電子紙?jiān)谥袊?guó)市場(chǎng)上的銷量，國(guó)內(nèi)電子標(biāo)簽牌僅僅有合力泰和漢朔科技，永輝、蘇寧、人人樂、周大福等連鎖超市已成為電子標(biāo)簽牌的客戶。因此，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上電子紙還有極大的空間可供發(fā)展。

圖2　合力泰［002217］，股市大盤走勢(shì)

目前市場(chǎng)上極具競(jìng)爭(zhēng)力的電子紙顯示技術(shù)是E-ink公司，其采用的微膠囊型電泳技術(shù)，最成熟，使用也最廣泛。早期臺(tái)灣元太科技與E-ink公司分工合作，E-ink公司負(fù)責(zé)上游電子油墨材料，元太負(fù)責(zé)電子驅(qū)動(dòng)和模組，電子紙市場(chǎng)，2005年亞馬遜的加入使電子閱讀器領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。元太科技通過收購(gòu)和并購(gòu)，最終在電子紙市場(chǎng)上形成領(lǐng)導(dǎo)地位，占據(jù)全球電子紙95%的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)廣州奧翼科技，若是實(shí)現(xiàn)其石墨烯電子紙的量產(chǎn)化，并降低成本，倒是極有可能引起電子紙市場(chǎng)的變化，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電子紙是最佳的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)顯示屏。有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，利用電子紙顯示技術(shù)的產(chǎn)品將達(dá)到250億個(gè)，將新增產(chǎn)值1.9萬(wàn)億美元（數(shù)據(jù)來(lái)自Gartner公司）。

3　應(yīng)用分析

3.1電子閱讀

電子閱讀是電子紙的主要應(yīng)用方向，也是最成熟、最廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上充斥著大量的電子閱讀器，其中電子紙制作而成閱讀器已經(jīng)占據(jù)半壁江山，這是隨著電子書市場(chǎng)興起而帶來(lái)的廣闊市場(chǎng)，不可忽視的是智能手機(jī)、平板電腦沖擊著市場(chǎng)。根據(jù)天貓?zhí)峁┑男畔?，目前市?chǎng)上主流的電子書閱讀器有Kindle、ireader、Hanvon（漢王）、亞馬遜閱讀器（Amazon）等，電子紙?jiān)陔娮娱喿x方面的應(yīng)用，亞馬遜功不可沒。

3.2物價(jià)標(biāo)牌

以現(xiàn)在的電子紙顯示技術(shù)水平，電子紙?jiān)趶V告牌、貨柜標(biāo)簽、公告牌等方面的大規(guī)模應(yīng)用是十分可行的。電子紙?jiān)谶@方面的應(yīng)用最早可追溯到2001年美國(guó)的大型百貨公司Macy。其廣告牌采用了基于Gyricon的電子紙Smart Paper。到2005年?yáng)|京車站開始出現(xiàn)電子紙制作的顯示屏，分辨率達(dá)到1024×768像素。貨柜標(biāo)簽方面的應(yīng)用在電子紙市場(chǎng)上比較常見，但在國(guó)內(nèi)還是較為空白的，主要是推廣商家僅合力泰和漢朔科技，主要的客戶有蘇寧、人人樂等超市。相對(duì)來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)前景十分廣闊，尤其是ACeP顯示技術(shù)（E-ink公司）的出現(xiàn)，首次實(shí)現(xiàn)了電子紙的全彩顯示，有望直接商用，E-ink公司就該技術(shù)打造了一枚20寸的顯示屏，達(dá)到1600×2500像素的分辨率，可在數(shù)字標(biāo)牌方面直接商用。

3.3手表、手機(jī)、穿戴設(shè)備等

電子紙應(yīng)用于手表可追溯到2004年，Solomon科技首次采用電子紙制作出“精工spectrum”，榮獲香港電子業(yè)商會(huì)創(chuàng)新科技獎(jiǎng)（2004年度）。目前市場(chǎng)上的智能手環(huán)、手表、手機(jī)等方面都是電子紙的應(yīng)用。如聯(lián)想智能手環(huán)（Vibe Band VB10），就采用了E-ink電子紙技術(shù)，續(xù)航能力達(dá)到7天，屏幕1.43寸，分辨率296×128，售價(jià)89美元。又如俄羅斯智能手機(jī)廠商Yota Devices，研發(fā)的AMOLED/電子紙雙屏智能手機(jī)“Yotaphone2”于2014年底上市。

3.4概念應(yīng)用

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電子紙的應(yīng)用范圍必將更加廣闊，廣州奧翼電子科技創(chuàng)始人陳宇表示：“柔性顯示最大的應(yīng)用是在物聯(lián)網(wǎng)?！彼硎疚锫?lián)網(wǎng)有三個(gè)重要要素，分別是芯片、傳感器和顯示屏。業(yè)界認(rèn)為電子紙是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最佳交互界面，因此，在未來(lái)極可能依托該技術(shù)將筆記本電腦、平板電腦等變得可折疊、更輕薄，甚至一把椅子、一個(gè)杯子、一塊底板都可以貼上一層電子紙顯示屏。

4　結(jié)語(yǔ)

電子紙顯示技術(shù)由于其特有的優(yōu)勢(shì)，必將在市場(chǎng)上備受關(guān)注，日趨成熟的電子紙顯示技術(shù)，在成本、產(chǎn)量方面的優(yōu)化，必將以一個(gè)親民的價(jià)格推向市場(chǎng)。隨著技術(shù)的成熟，柔性化、全彩化、高反射率、快速反應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)連接以及豐富的應(yīng)用服務(wù)，必將使得應(yīng)用電子紙顯示技術(shù)的電子產(chǎn)品，獲得市場(chǎng)的青睞。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，目前廣東奧翼電子科技股份有限公司是電子紙顯示技術(shù)方面有所成就的企業(yè)，其石墨烯電子紙的成功研發(fā)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。

［1］ 馮瑞華.世界電子紙顯示技術(shù)專利計(jì)量學(xué)研究［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2012（01）.

［2］ 張彥粉，鄒洋.全新的顯示方式——電子紙［J］.廣東印刷，2013 （03）.

［3］ 陳敏澤，林韻英，王婷.電子紙顯示技術(shù)［J］.電視技術(shù)，2013（S2）.

F713

A

2096-0298（2016）07（a）-059-02