1.4 电子纸显示技术的应用

电子纸有多种用途。第一代产品用于代替常规显示设备，第二代产品包括移动通信和PDA等手持设备显示屏，计划开发的下一代产品定位在超薄型显示器，包括与印刷业有关的应用领域，例如便携式电子书、电子报纸和IC卡等，能提供与传统书刊类似的阅读功能和使用属性。长期以来，纸张一直用作信息交换的主要媒介，但图文内容一旦印在纸张上后就不能改变，成为油墨/纸张复制工艺的最大缺点，不能满足现代社会信息快速更新对复制工艺的要求。因此，开发能动态改变的高分辨率显示技术成为人们追逐的目标。它要求显示材料很薄，可弯曲，表面结构与纸张类似，从而有条件成为新一代纸张。

电子纸的主要应用领域是电子标签、电子书和电子纸广告牌等。

1.4.1 电子标签

电子货架标签常称为ESL（Electronic Shelf Label），是替代传统纸质价格标签的电子显示装置，通过有线或者无线网络与商场计算机数据库相连，并将超市等零售业的商品价格通过电子货架标签上的屏幕显示出来。

电子货架标签系统成功地将货架纳入了计算机程序，摆脱了手动更换价格标签的状况，实现了收银台与货架之间的价格一致性。

电子货架标签硬件与软件的开发已完全成熟，应用表明，累积资源节约率达到19.8%。

电子货架标签对零售业的智能化管理有很大的推动作用，可以达到一次投入、长期受益的效果，对降低超市的人工成本、商品管理成本、价格调控、零售数据采集等都有巨大的帮助。具体体现如下：

● 标签价格和收银条码同步，避免由于人为失误而导致的价格投诉。

● 节省换标签的人力投入。

● 降低频繁更换纸质标签而产生的大量浪费。

● 价格更新及时、灵活、精确。

● 可以显示纸质标签无法实现的品牌商标等信息。

如MTag电子标签由服务器系统+无线接入点+电子标签+智能手机终端组合而成，具有多种特点：

● 支持黑白、黑白红、黑白黄显示。

● 生鲜场景设计，具有防水功能。

● 防摔结构设计。

● 电池超低功耗。

● 支持图像化展示，让信息显示更丰富。

● 电子标签有专业支架，不易脱离，有防盗功能。

● 比纸标签更多的功能，减少纸标签的制作和维护费用，节约成本。

电子标签可以保障实体门店与网上商城等价格信息的实时同步，减少了大量人工，出错率也大大降低，为实施价格策略排除技术障碍。

电子标签解决门店重点生鲜部分变价频繁的难题，并能够显示库存信息，完成单品高效盘点、门店出清流程优化，出清数据监测监控等。

通过植入二维码，电子标签能直接打通线上线下，不仅能统一线上线下商品信息，同价促销，也能线上线下引流，在丰富消费者购物渠道的同时，也能为商家带来更多收益。

电子标签通过后台系统与硬件结合满足O2O拣货场景，结合陈列布局图为门店人员提供最优拣货路线，优化门店拣货流程，高效提升拣货效率。

电子标签的应用场景如图1.38所示。

1.4.2 电子书

电子书是指将文字、图片、声音、影像等信息内容数字化，通过植入或下载到集存储和显示终端于一体的手持阅读器。所以电子书有两个含义，一是数字化的书籍，二是电子阅读器，这里我们指后者。

电子书是一种便携式的手持电子设备，专为阅读图书设计，它有电子纸显示屏，内置上网芯片，可以从互联网上方便地购买及下载数字化的图书，并且有大容量的内存可以存储大量数字信息，一次可以存储大约30本传统图书的信息，特别设计的电子纸显示屏可以让人舒适地长时间阅读图书。

电子书便携、容易使用、大容量的特点非常适合现代生活，数字版权贸易和互联网技术的发展，使电子书的用户可以以更低的价钱方便地购买到更多的图书，为电子书的流行奠定了基础。

电子书具有以下特点：

● 功能强，可搜寻内容，改变字体大小及字型，还可随身携带。

● 容量大，随时可通过网络下载，不受地域限制，传播速度快，搜寻内容速度比以往人眼搜索或书签搜索快，省去大量时间。

● 重量轻，无论增加多少本书，电子书都是一样的重量，比纸质书在重量上有优势。

● 价格低，降低图书成本。

● 体积小，节省保存图书所需空间。

● 寿命长，保存时间比纸质书长久。

● 内容新，图书内容可更新，不像纸质书破损、污损或残旧后，而使内容不完整；内容的复制比纸质书容易。

● 效率高，资料利用率上，电子书比纸质书高。

● 装饰美，设计精美，灵活多样，有多媒体功能。

● 库存零，电子书实现了产品零库存，全球同步发行，购买方便快捷。

● 环保好，节省纸张，减轻地球负担，零树木砍伐量，真正的环保低碳。

电子纸显示屏通过反射环境光线达到可视效果，因此看上去更像普通纸张。这种显示屏的能效非常高，因为这种显示屏一旦开启，就不再需要电流来维持文字的显示，而只有翻页时才消耗能量。电子书示意图如图1.39所示。

1.4.3 电子纸广告牌^[11-12]

2019年，全球首座用于零售领域的全彩电子纸广告牌正式亮相，E-Ink公司研发的先进彩色电子纸显示技术获日本凸版印刷株式会社（TOPPAN Printing Ltd）及日本百货零售商三越伊势丹（Isetan Mitsukoshi Ltd）采用。

E-Ink ACeP屏幕分辨率为1600×2500，150ppi，可显示色域超过32000种颜色，凭借丰富显示色域成为替代传统纸质广告海报的理想选择。

E-Ink ACeP可显示包括八原色的全彩色域，由青色、洋红色、黄色及白色4色带色粒子的专利微胶囊电子墨水技术构成。与采用传统彩色滤光片（Color Filter Array, CFA）让各像素颜色并排的色彩显示方式不同，E-Ink ACeP通过4色带色粒子在各个像素内的移动，混合出丰富多样的色彩。

E-Ink ACeP也具备低耗电、在任何光源下均可阅读显示内容等电子纸特性。

日本三越伊势丹百货与TOPPAN合作开发全彩电子纸广告牌，以减少百货公司内宣传海报所使用的纸资源及电力，并采用数字化管理方式提高工作效率。

采用全彩电子纸广告牌来宣传商场活动的优势包括：

● 通过计算机或智能手机更新其显示的内容，以增进营运效率，并降低资源的消耗。

● 电子纸广告牌无须额外铺设落地式电源供应系统，不受电源线的局限，可在商场柜位调整时，随时将全彩电子纸广告牌移动至所需的位置，具备高度的机动性。

● E-Ink ACeP具备的无线更新功能，可深化商店宣传的视觉效果。

● 为零售商提供可提高工作效率与减少资源浪费的解决方案。

电子纸广告牌如图1.40所示。

1.4.4 电子纸市场

电子纸显示器具备轻薄、超低耗电量、广视角、双稳态、强光下可视、可挠曲等特性，除电子书阅读器外，电子纸显示器的应用潜力已广受市场肯定，如电子货架标签需求量持续增长，接受度扩及欧美各大零售业者，电子货架标签也契合物联网应用对于省电需求的趋势，未来成长可期。

全球主要四大家电子纸显示技术供货商分别为E-Ink、SiPix、普利司通（Bridgestone）和Fujitsu，其中E-Ink和SiPix分别为中国台湾地区厂商元太和友达所掌握。元太科技2012年收购了友达集团旗下的SiPix。中国台湾地区是全球唯一提供EPD（电子纸显示器）材料的地区，而全球90%以上的电子书采用EPD材质。元太科技是目前全球最大EPD电子纸供货商，也是美国Amazon Kindle、日本SONY Reader及法国和欧盟iRex的主要供货商。

表1-3为电子纸分类。

目前，EPD按照尺寸分为标准（1～3英寸）、中大型（3.1～6英寸）、大型（6.1～10英寸）和大于10英寸。标准及中大型主要应用于电子货架标签等应用领域，大型和大于10英寸主要应用于电子阅读器等领域，标准是主要的类型，2018年标准的EPD产量达到了42.70%的市场份额，为27013千片。

国际上所生产的柔性显示器大部分为中小尺寸产品，人们对它的柔性和强光下的显示效果充满期待。随着相关技术的进步，电子纸的应用产品会越来越丰富。未来技术成熟之后，采用卷对卷式（Roll-to-Roll）的工艺制作各种大面积柔性显示产品（如电子报、电子书），甚至以纸张形式张贴成太阳能的壁纸，也极有可能实现。电子纸的本质首先是一种柔性显示器，在其轻薄柔软特性背后，涌现的是对传统平板显示产业更为彻底的冲击。

EPD市场的全球营业额在2018年约为6.13亿美元，预计在未来6年，全球的复合年增长率为8%。目前，全球EPD生产地区主要是中国大陆和中国台湾地区。2018年，中国大陆是全球最大的EPD制造和出口地区，约占EPD产量的45%，中国台湾地区EPD排名第二，产量约占42%。在EPD行业中，目前能够量产的制造厂商不多，前四大厂商包含元太科技、广州奥翼电子科技股份有限公司、无锡威峰科技股份有限公司和龙亭新技股份有限公司。2018年，四大厂商占据了全球EPD营业额的93%，其中元太科技是老大，约占56%的市场份额。

数据显示，2018年我国电子纸行业市场规模为12.11亿元，2018年国内电子纸均价约18.35元/片，如图1.41所示。

近几年，我国电子纸行业产销量快速增长，到2018年，国内电子纸行业产量为6665万片，销量约为6600万片，如图1.42所示。

电子纸的推广是由电子书带动的。目前，中国电子书的市场并不是很大，2018年电子书市场规模为56亿。中国已成为全球第二大电子书市场。中国电子纸市场规模预测（2019—2025年）如图1.43所示。

除电子书以外，电子标签是更具成长性的应用领域。传统纸标签的总体成本高，更新标签所需的时间长，产生大量废物，人为错误的可能性大。商店货架电子标签可克服这些缺点。由于多色显示，高美观性和广泛的可视范围，预计这些因素将为可视电子标签市场带来强劲的增长前景。

欧洲主导可视电子标签行业，采用率最高，行业渗透率也最高。

资料表明，2015年全球可视电子标签市场价值为3.668亿美元，预计在预测期间（2017—2025年）将以12.9%的年复合增长率增长。

全球每年广告市场的规模达到了4920亿美元，有320亿美元来自户外广告，却仅有32亿美元来自数字化的户外显示屏。目前，户外显示屏的八成营收仍来自固定广告与帆布广告，数字化显示屏光污染是主要障碍，欧美许多城市已禁止或限制装设LED显示屏，广州、上海等地更在研究拟对显示屏征收光污染税。所以Liquavista公司抓住了发展机遇，其所生产的电润湿显示面板主要在户外数字化显示屏市场进行拓展，希望取代现有的各类户外广告。全球户外广告市场规模统计如图1.44所示。

在终端市场方面，Liquavista公司把户外显示屏市场作为突破口。Liquavista公司2017年推出曾在国际显示大展得到创新奖的反射式数字化广告字牌，并于两年内再推出全彩点矩阵产品，满足户外显示屏的市场需求。由于数字化显示屏广告收入远高于固定广告与帆布广告，其所能创造的商机将数倍于目前的规模。