報告出品/作者：東方財富證券、周旭輝

以下為報告原文節(jié)選

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1. 電子紙產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)，成長性居顯示領域之首

電子紙 (Electronic Paper，ePaper) 實際上是一類技術的統(tǒng)稱，主要技術有微膠囊電泳顯示技術、微杯型電泳顯示技術、擰轉球顯示技術、雙色性染料液晶技術、電潤濕顯示技術以及色粉顯示板技術等，其中采用電泳顯示技術(Electro-Phoretic Display, EPD)作為顯示面板較為主流。電子紙是一種自身不發(fā)光、依靠自然光反射成像、雙穩(wěn)態(tài)維持靜態(tài)圖像無需用電的顯示技術。作為文字的一種新載體，電子紙具有低碳、可循環(huán)、數(shù)字化的特征。近年來，電子紙產(chǎn)業(yè)進入高速成長期，成長性高居顯示技術之首。

1.1. 持續(xù)推進電子紙商用化，彩色、柔性特質帶來新機遇

電子紙誕生，E E k Ink 成立推動電子紙量產(chǎn)化應用。電子紙技術概念于 20世紀 70 年代被提出，當時研究人員藉由透明硅樹脂為材料，里面包覆許多帶正負電荷的聚乙烯小單球體，每個球體有黑白兩端。改變電場時，球體就會上下轉動而呈現(xiàn)出黑白兩色以顯示圖案。到了 20 世紀 90 年代，MIT 以透明微膠囊取代原有的小球體，正式確立了電氣泳動式的基礎技術，即當下的電子紙。1997 年 E Ink 公司成立，進一步推動了電泳式電子紙顯示技術的量產(chǎn)化應用。

推進商用化進程，亞馬遜引領電紙書閱讀器發(fā)展高潮。2002 年，隨著全球首個電子紙生產(chǎn)基地落戶中國江蘇揚州，電子紙技術進入商用化進程。2004 年，索尼推出了全球第一本采用電子紙顯示的商用電紙書閱讀器 SONY LIBRIéEBR-1000EP。亞馬遜也基于其強大的出版內(nèi)容，于 2007 年推出了電紙書閱讀器 Amazon Kindle。在亞馬遜的引領下，全球電紙書閱讀器市場在 2009 至 2011年間進入發(fā)展高潮期。2012年，元太科技在收購了友達光電旗下 SiPix 電子紙事業(yè)部后成為了全球最大的電子紙可量產(chǎn)技術擁有者，并成立了專門的創(chuàng)新應用拓展團隊，大力拓展電子書以外的創(chuàng)新應用消費生態(tài)。由此，電子紙開始進入手機、可穿戴產(chǎn)品、筆記本電腦等消費領域。在這一商用化進程中，超市價格標簽、俄羅斯 YotaPhone 雙屏手機、Sony 電子記事本、Sony 可穿戴手環(huán)、聯(lián)想雙屏筆記本、海信單雙屏電子紙手機等產(chǎn)品先后問世。

B2B 智慧物聯(lián)全領域 生態(tài)建設，下游應用進一步拓展。2018 年開始，隨著電子紙在全球新零售價格標簽領域出貨量接近 5000 萬片，電子紙進入了 B2B智慧物聯(lián)全領域生態(tài)建設階段。電子紙產(chǎn)業(yè)圍繞軟件集成商（SI）、ODM 硬件設備商、周邊配套、渠道等構建了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。通過升級傳統(tǒng)紙張，并將其內(nèi)容數(shù)字化智慧物聯(lián)，電子紙的下游應用進一步拓展至智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧辦公、智慧交通、智慧民航、智慧物流等領域，誕生了電子紙床頭病歷卡、電子紙作業(yè)本、電子紙公交站牌、電子紙行李牌等產(chǎn)品。
E E k Ink 引領電子紙進入全彩階段。在色彩方面，E Ink 于 2013 年率先推出了黑白紅三色電子紙 E Ink SpectraTM。2019 年，E Ink 推出的彩色印刷電子紙技術標志著電子紙正式進入彩色電子紙元年。2021 年，E Ink 推出 E InkSpectraTM 3100 黑白紅黃四色電子紙；2022 年，E Ink 推出 Gallery plus 全彩色電子紙，電子紙至此進入全彩階段。

電子紙顯示屏柔性特質增加市場競爭力。電子墨水薄膜本身是柔性的，因此，開發(fā)出的柔性電子紙顯示屏能做到彎曲、曲度的效果，可以配合人體的弧度設計終端產(chǎn)品，特別適合手環(huán)、手表、皮包或鞋面等穿戴式設備。同時，采用塑料基板的柔性電子紙相比于玻璃基板更輕薄、防碎，其終端產(chǎn)品容易攜帶，且掉落或遭受撞擊時不易損壞。柔性電子紙顯示屏不僅提供了更寬廣的設計空間，也能與使用平面顯示屏的產(chǎn)品做出市場區(qū)隔，增加競爭力。

政策導向加強電子紙產(chǎn)業(yè)布局，“雙碳”潮流促進電子紙走向市場。2022年 1 月，工信部電子信息司提出要“聚焦基礎電子元器件、關鍵電子裝備與電子材料等領域，提升電子信息領域基礎保障能力，推動技術創(chuàng)新體系建設。加強 Micro-LED、電子紙、硅基 OLED、印刷顯示等前瞻性產(chǎn)業(yè)布局”，為電子紙的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了積極助力?！半p碳”趨勢下，具備節(jié)能減排和視覺友好特性的電子紙產(chǎn)品是“雙碳”目標的解決方案之一。順應“雙碳”潮流，電子紙的新產(chǎn)品、新技術正在加速走向市場化。

1.2 2. . 材料、工藝技術壁壘高，已向全彩化發(fā)展突破

1.2.1.雙色電子墨水工作原理解析

雙色電子墨水由數(shù)百萬個微膠囊（microcapsules）所構成，一個微膠囊的大小僅約等同于人類頭發(fā)的直徑，其技術難度之大、工藝要求之高不言而喻。每個微膠囊里含有電泳粒子──帶負電荷的白色以及帶正電荷的黑色粒子，懸浮于透明液體中。在電子墨水的上方和底部分別裝有正負電極。

雙色電子墨水的工作原理是依靠黑色與白色顆粒在電壓的作用下發(fā)生電泳，用以控制兩種顆粒在微小空間內(nèi)的位置分布，進而在屏幕表面形成不同的灰階。利用正負相吸原理，當電場接通時，相對應的黑或白粒子會移動至微膠囊的頂端，使用者就可在該區(qū)塊上看見黑色或白色。對同一個微膠囊施加不同的電壓，微膠囊表面就會呈現(xiàn)出半黑、半白，使用者就可以看見灰色。 電子墨水的技術難點主要在于需要合理控制電壓以提高顯示的分辨率，從而創(chuàng)造更銳利清晰的圖案或文字，達到在視覺上與印刷紙張幾乎沒有分別的效果。

1.2.2.三色電子墨水：第一代彩色電子紙膜片

各類彩色電子紙膜片則基于 SiPix 微杯型結構設計的。相比于微膠囊型，微杯型電子紙的結構由于其高度一致、結構均勻且電泳液被分隔成獨立單元，因此更適合彩色的呈現(xiàn)。三色電子墨水系統(tǒng)由數(shù)百萬個微杯（Microcup）組成，在微杯內(nèi)注入三種不同顏色的粒子，除了黑白兩色以外，還增加了紅色或黃色粒子，有色粒子與黑白粒子稍有不同。通常情況下，白色粒子帶負電，黑色和有色粒子帶正電。

不同顏色的粒子對不同電壓敏感度不同。因此，通過串行施加不同的電壓于上、下層電極，就可以使不同顏色的粒子移動至上下層預設的位置，從而使三色電子紙顯示模組呈現(xiàn)出不同的顏色畫面。在未通電狀態(tài)為白色時，施加負電場，在正負相吸原理下，紅色粒子就會上升至頂部，從而使顯示模組呈現(xiàn)出紅色。而若利用分割電場吸附黑色粒子至頂端，則顯示模組就會呈現(xiàn)出黑色。由于驅動電壓不同，紅色粒子的移動速度慢于黑白兩色，室溫下更新速度約為20s。 相比于雙色電子墨水，三色電子墨水需要控制三種顏色的粒子，因此對電壓的控制需要更加精確。

1.2.3.四色電子墨水：驅動 IC、驅動波形相配合，效率反超三色膜片

在黑白紅三色的微杯型結構中添加黃色粒子，就形成了黑白紅黃四色電子紙技術。從結構來看，四色電子墨水同樣由數(shù)百萬個微杯組成，微杯中的帶色粒子懸浮于透明液體中。其中，白色和黃色粒子帶負電，紅色和黑色粒子帶正電。

通過施加不同的電壓可以使不同顏色的粒子移動到相應的位置。在無電壓施加時，白色粒子位于頂端，畫面呈現(xiàn)白色；若施加負電，由于正負相吸，紅色帶正電粒子會上升至頂部，畫面就會顯示紅色；利用分割正電場可推升黑色帶正電粒子至頂端，從而使畫面呈現(xiàn)黑色；利用分割負電場則可推升黃色帶負電粒子至頂端，畫面顯示黃色。

由于存在四種不同顏色的粒子，且每一種粒子的大小和攜帶電荷量均不同，因此，整個驅動系統(tǒng)的控制變得更為復雜，原則上刷屏時間也會變長。 但通過驅動 C IC 和驅動波形的配合設計，目前四色電子紙的畫面更新速度快于黑白紅三色電子紙， 約為14s 左右。

1.2.4.全彩色電子紙膜片：穩(wěn)定輸出 32 種色階

全彩色電子紙與四色電子紙結構相同，區(qū)別在于微杯型結構中帶色粒子的顏色不同。在全彩色電子紙中，四種有色粒子的顏色分別為青色(Cyan)、洋紅色(Magenta)、黃色(Yellow)、和白色(White)。其中青色、洋紅色和黃色即為彩色打印機中使用的三原色（CMY）。

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