(1)電子紙技術概述
電子紙是一類新型平板顯示技術的統(tǒng)稱,一般把可以實現(xiàn)像紙一樣閱讀舒適、超薄輕便、低耗電等特性的反射型顯示器稱為電子紙。電子紙與 LCD、 LED、OLED 并列為目前主流應用的四大平板顯示技術之一。
電子紙顯示技術是一種典型的反射式顯示技術,主要技術路徑包括電泳、 膽固醇液晶、電子粉流體、微機電系統(tǒng)、電潤濕等。目前主流的電子紙產(chǎn)品采用電泳式電子墨水技術,利用有顏色的微膠囊或微杯藉由外加電場在液態(tài)環(huán)境中移動呈現(xiàn)不同顏色顯示效果。除主流的電泳式技術外,膽固醇液晶技術有少量應用,其他技術尚未產(chǎn)業(yè)化。
與其他顯示技術相比,電子紙顯示技術具有雙穩(wěn)態(tài)、反射式、輕薄柔性三大技術特點: 雙穩(wěn)態(tài)技術是指即使移除供電來源,電子紙顯示屏上的畫面仍然能持續(xù)顯示而不會消失,僅在更換畫面時才需要消耗電量。
實際應用中,使用電子紙屏幕閱讀器只有在翻頁時才需要消耗電力,閱讀時不會消耗任何電力;電子紙標簽、標牌在長期持續(xù)使用中只有在信息更新變化時才需要消耗電力,節(jié)電效果 突出。雙穩(wěn)態(tài)的特性使電子紙能夠有效滿足節(jié)能省電、延長續(xù)航的需求。
反射式是指電子紙利用環(huán)境光源打在電子紙顯示屏上再折射光線至觀看者的眼中成像,與傳統(tǒng)紙張可視原理相同,因此環(huán)境光越亮,電子紙越清晰可見, 且具有 180 度廣視角。LCD 或 OLED 等顯示屏幕需有背光模塊或自發(fā)光才能看到影像,但背光源或自發(fā)光光線會穿透顯示屏幕直射觀看者的眼睛,容易導致視覺疲勞以及藍光引起的健康問題。
反射式的顯示方式使電子紙不存在畫面閃爍和藍光的問題,能有效減少長時間閱讀帶來的疲勞感,健康護眼。 電子紙的輕薄柔性得益于其核心成像單元電子墨水薄膜的特性。電子墨水 薄膜本身是軟性的,依據(jù)不同的應用需求可將電子墨水薄膜貼附于軟性基板之上,厚度可薄至 0.1 毫米,在柔性產(chǎn)品方面具有良好的發(fā)展?jié)摿Α?
目前電子紙技術研發(fā)的主要方向在于響應速度、色彩呈現(xiàn)和柔性等方面。 響應速度方面,電泳式顯示技術依賴于粒子的運動,在目前的技術水平下電子紙粒子運動較慢,使得電子紙顯示屏主要用于靜態(tài)文字或圖像的顯示。
色彩呈現(xiàn)方面,目前電子紙批量應用的方案主要為黑白、三色等,主要用于電子紙標簽、標牌領域。雖然目前全彩色電子紙最高顯示顏色級別可達萬色級,但與其他顯示技術相比在色彩呈現(xiàn)能力及市場應用等方面仍存在較大發(fā)展空間。
電子紙終端產(chǎn)品應用以傳統(tǒng)紙張?zhí)娲偷凸?耗為核心,根據(jù)終端應用場景可劃分為商用端和消費端兩大類。其中商用端面 向企業(yè)客戶,目前以商超、百貨等零售領域為主要應用場景,向智慧辦公、智慧教育、智慧物流、智慧交通等領域拓展,滿足無紙化、數(shù)字化、節(jié)能減排等 需求,具體產(chǎn)品包括電子紙標簽、辦公筆記本、白板、學習本以及桌牌、胸牌、 車站牌、行李牌、工業(yè)儀表等各類信息顯示牌。
(2)電子紙產(chǎn)業(yè)鏈概述
電子紙行業(yè)目前已形成相對穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈格局。產(chǎn)業(yè)鏈上游為電子墨水薄膜、TFT 基板、驅(qū)動芯片等原材料供應商,其中電子墨水薄膜為核心原材料。 產(chǎn)業(yè)鏈中游為電子紙顯示模組制造商。產(chǎn)業(yè)鏈下游包括商用端面向企業(yè)客戶的電子紙顯示數(shù)字化解決方案提供商以及消費端面向消費者的電子紙屏幕數(shù)碼產(chǎn)品制造商。
現(xiàn)階段電子紙產(chǎn)業(yè)鏈上中下游均存在市場集中度較高的情況。產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心原材料電子墨水薄膜目前主要采用電泳式顯示技術路徑,全球市場 90% 以上的份額被元太科技占據(jù)。組成電子紙顯示模組的其他主要原材料 TFT 基板、 驅(qū)動芯片市場也存在市場集中度相對較高的情況。
產(chǎn)業(yè)鏈中游的電子紙顯示模組制造商將各類原材料制造成具有獨立功能的顯示模組,用于實現(xiàn)下游電子紙顯示屏幕產(chǎn)品的核心顯示功能,下游客戶具體產(chǎn)品方案需要通過電子紙顯示模組制造商進行技術研發(fā)和產(chǎn)品設計得以實現(xiàn), 因此電子紙顯示模組制造商在電子紙產(chǎn)業(yè)鏈中具有承上啟下的關鍵作用。
目前電子紙顯示模組細分行業(yè)已形成由國內(nèi)廠商主導的產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù) ePaper Insight 數(shù)據(jù),當前全球 95%以上的電子紙顯示模組均在我國生產(chǎn)。
產(chǎn)業(yè)鏈下游商用端電子紙顯示數(shù)字化解決方案提供商終端主要面向大型商超、百貨、物流、倉儲等企業(yè)以及政府、學校、交通、醫(yī)院等機關單位,需要 較強的綜合服務能力。
目前電子紙標簽市場規(guī)模最大的主要下游企業(yè)包括法國 SES、中國漢朔科技、韓國 Solum、日本 Digi、瑞典 Pricer、英國 Displaydata、 韓國 Rainus 等。除零售領域外,下游其他行業(yè)領域目前主要由專注相應細分領域的中小企業(yè)組成,細分領域尚未形成相對穩(wěn)定的競爭格局。產(chǎn)業(yè)鏈下游消費 端的主要企業(yè)包括亞馬遜、科大訊飛等各類電子紙數(shù)碼消費產(chǎn)品設計制造企業(yè)。
(3)終端產(chǎn)品應用領域
物聯(lián)網(wǎng)時代的到來為電子紙技術的應用奠定了需求基礎,電子紙行業(yè)終端特別是商用端產(chǎn)品及應用場景持續(xù)發(fā)展。目前電子紙顯示產(chǎn)品在商用端的主要終端應用場景包括智慧零售、智慧辦公、智慧教育、智慧物流、智慧交通等, 其中智慧零售領域占據(jù)現(xiàn)階段主要市場需求。
1)智慧零售
應用于智慧零售領域的電子紙標簽是目前電子紙在商用端最為成熟的產(chǎn)品。 電子紙低耗電、180 度廣視角以及類紙質(zhì)感的顯示特性使其成為數(shù)字化標簽顯示方案的良好選擇,已逐漸應用于包括超市、百貨、藥店、數(shù)碼、餐飲等在內(nèi)的零售業(yè)眾多場景。
電子紙標簽使零售商能夠以無線方式高效、實時更新貨架標簽內(nèi)容。除基本的價格信息外,電子紙標簽還可用于顯示優(yōu)惠促銷、商品搭配、購買者評價、 產(chǎn)品成分、產(chǎn)地來源等多樣化信息。與傳統(tǒng)紙質(zhì)標價方式相比,電子紙標簽主 要具備以下優(yōu)勢:
① 提高管理效率:大型商超百貨公司貨品種類繁多,使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)標簽維護產(chǎn)品價格等信息效率較低且操作錯誤風險較高。部署電子紙標簽系統(tǒng)可提高產(chǎn)品價格等信息的變動效率和準確率,通過后臺管理平臺統(tǒng)一發(fā)送指令,電子紙標簽屏幕實時刷新,并能方便的采取動態(tài)的定價策略,如對生鮮食品進行 實時促銷以減少浪費等。
② 節(jié)約經(jīng)營成本:應用電子紙標簽系統(tǒng)后企業(yè)無需再印制紙質(zhì)標簽,也無需部署人力在店面更換紙質(zhì)標簽,有效節(jié)約紙張、耗材、人力等成本支出。
③ 提升顧客體驗:電子紙標簽的顯示效果兼具數(shù)字化和類紙質(zhì)感,信息呈現(xiàn)方式豐富且能靈活變化,較傳統(tǒng)紙質(zhì)標簽能夠提升顧客的購買體驗。
④ 創(chuàng)新營銷模式:數(shù)字化的電子紙標簽系統(tǒng)可使商戶整合創(chuàng)新多種營銷模式,典型的應用方式包括線上線下促銷實時同步,結(jié)合二維碼提供更豐富的功 能入口,根據(jù)對顧客的數(shù)據(jù)收集和用戶畫像實現(xiàn)精準營銷等。 與其他數(shù)字顯示方式相比,電子紙顯示方式應用于商超、百貨等零售領域 場景中能夠解決長時間持續(xù)顯示的能源消耗問題,在高低貨架、不同角度、多 種燈光條件下具有良好的展示效果,并可在冷藏柜等低溫環(huán)境下正常工作。
2)智慧辦公
將電子紙技術應用于辦公領域可以在減少紙張消耗、節(jié)約能源的同時提升企業(yè)信息傳遞及日常運營的效率,降低企業(yè)人力成本,典型應用如下: 電子紙辦公筆記本替代傳統(tǒng)紙質(zhì)筆記本,能夠提高文件存儲、查找、傳輸 的效率。電子紙交互式白板可實現(xiàn)信息實時共享更新,提升企業(yè)的溝通效率。 電子紙智能桌牌、門牌取代傳統(tǒng)紙質(zhì)會議桌牌、門牌,可實現(xiàn)中央控制、 遠程更新、循環(huán)使用、批量導入、快速修改等功能。
電子紙胸卡應用了電子紙輕薄以及無電源持續(xù)顯示的特性,并可以對企業(yè)或會議人員的身份信息及變動情況進行實時更新。在北京冬奧會舉辦期間,志愿者佩戴的胸牌即采用了電子紙材料,能夠通過與手機連接快速修改圖文內(nèi)容。
3)智慧教育
在智慧教育領域,電子紙技術已通過電子紙課本、作業(yè)本、單詞卡片機等 產(chǎn)品應用于各年齡段人群的日常學習之中。我國中小學生在學習階段需要長時間的閱讀,傳統(tǒng)電子產(chǎn)品由于顯示器背光對眼睛的損害在課堂的使用中受到限 制,而電子紙產(chǎn)品因其類紙顯示的特性具有良好的護眼優(yōu)勢。 目前國內(nèi)已有超過百所中小學校開始試點應用電子紙課本、作業(yè)本等電子 紙智慧教育產(chǎn)品。
相關產(chǎn)品集成了電子紙閱讀與書寫觸控等功能,將傳統(tǒng)閱讀 輸入和作業(yè)輸出數(shù)字化,在節(jié)省傳統(tǒng)紙張和書寫工具消耗的同時實現(xiàn)教學資源 的整合以及作業(yè)收集、批改的網(wǎng)絡化、自動化等功能,減輕學生和教師的學習 和工作負擔。此外,電子紙單詞卡片機等終端產(chǎn)品近年來逐漸進入消費市場, 使得電子紙顯示產(chǎn)品在智慧教育領域的應用場景不斷豐富。
4)智慧物流
智能制造數(shù)字化可在工廠內(nèi)利用電子紙標簽進行物流、倉儲和生產(chǎn)管理。 在智慧工廠中,各原材料、產(chǎn)成品以及生產(chǎn)工序的狀態(tài)等信息可透過電子紙顯 示器實時更新。在倉儲管理中使用電子紙標簽進行庫存管理,能夠?qū)崟r更新庫存數(shù)字,提升管理效率、提高自動化水平。 快遞行業(yè)推行可重復使用的電子紙物流單有助于減少材料的消耗,并可結(jié) 合射頻識別、定位器、溫度傳感器等模塊,智能記錄和實時反映包裝內(nèi)物流商 品的使用記錄、地點、溫度等狀態(tài)。
5)智慧交通
電子紙在智慧交通領域可結(jié)合定位技術、通信技術實時顯示公交、鐵路等交通方式的車輛運行狀態(tài)、車次信息等,實現(xiàn)交通信息智能發(fā)布,典型應用為電子紙公交站牌。電子紙公交站牌已在我國上海市批量建設,成為目前全球規(guī)模最大的電子紙戶外應用案例之一,并作為響應國家綠色環(huán)保、節(jié)能減排政策的成功案例開始在全國多個省市推廣。
相對于其他顯示方式,采用太陽能供電的電子紙顯示方式可以實現(xiàn)大屏幕交通信息、廣告信息的數(shù)字化顯示,解決了無電車站信息化建設過程中面臨的大規(guī)模布線高成本以及使用中的高能耗問題,同時還可有效降低其他顯示方式帶來的城市光污染問題。