【导读】在许多要求能耗双稳态特性的显示面板应用领域中，ChLCD 正与 EPD 展开竞争。虹彩光电预计在 2023 年开始大规模生产 ChLCD，而它的竞争对手可能为 E Ink。

·       在许多要求能耗双稳态特性的显示面板应用领域中，胆固醇液晶显示面板 (ChLCD) 开始与电泳显示面板 (EPD) 展开竞争。

·       尽管与 TFT LCD 和 AMOLED 相比色彩性能较弱，但 EPD 和 ChLCD 的双稳态特性使其十分适合电子书阅读器和电子货架标签 (ESL) 应用。

·       和投入大规模生产多年的 EPD 相比，ChLCD 距离普及仍有很长的路要走。开发 ChLCD 。

技术的面板厂商必须建立从材料和显示面板到显示模块和应用的生态系统，同时不断改进显示面板本身 — 正如同 E Ink 对 EPD 所做的一样。

多项双稳态技术已经成功开发，例如 EPD、基于 MEMS 的 Mirasol 显示面板（由高通开发）、ChLCD（由富士通和工业技术研究院开发）、电润湿显示面板（由 Liquid Vista 开发）以及电致变色显示面板（由 Aviso 开发）。但是，E Ink 的 EPD 是唯一一款每年大规模生产数量超过數百万片的面板。SiPix和普利司通基于相同的电泳原理同样开发了相似的 EPD 技术，但单元结构不同。E Ink 于 2012 年从友达光电手中收购 SiPix 后，如今是 EPD 的唯一供应商。

由于电泳显示面板持续处于大规模生产中，显示面板行业依照惯例使用 “EPD” 来指代 “电泳显示面板” 和 “电子纸显示面板” 。

EPD是得益于双稳态特性的显示面板应用，功耗表现更好。这是一项极为重要的特性，使它和 TFT LCD 以及 AMOLED 区分开来。双稳态特性可以在未充电的情况下保持显示面板的状态，因此只有当屏幕刷新时才需要充电。这使得 EPD 和 ChLCD 等双稳态电子纸显示面板非常适合屏幕不常刷新的应用，如电子书阅读器、ESL 应用和海报。

在 EPD 出现前，TN LCD 曾用于 ESL 应用。EPD 无需随时充电，因此超越了 TN LCD。此外，电子纸显示面板为光反射，而不是自发光。入射光更强，电子纸显示面板也就更亮。这能够节省能源，并且使它们有别于 TFT LCD 和 AMOLED。

EPD技术的原理是通过施加电压来控制微胶囊从一个电极移动到另一个电极。微胶囊的的聚集密度会呈现出不同灰階。E Ink 使用四种颜料 — 青色、洋红色、黄色和白色 (CMYW) 来混合颜色，正如同青色、洋红色、黄色和黑色 (CMYK) 在纸制品印刷业中的使用方式一样。这种方案不同于 TFT LCD 和 AMOLED 中的 RGB 色光混成。

胆固醇液晶面板即将到来

至于ChLCD，具有偏振旋转的胆固醇液晶面板可以反射入射光或是让它们穿过的同时施加不同电压。入射光越强，反射就越强，意味着 ChLCD 也就越亮。 

图 1 展示了 ChLCD 图像质量的示例。和 EPD 一样，ChLCD 为双稳态，不需要 TFT LCD 中的背光。

图 1：ChLCD 色彩示例

来源：虹彩光电

主要的 ChLCD 厂商包括 Kent Display（美国）、富士通（日本）和工业技术研究院（ITRI [中国台湾]）。富士通的 ChLCD 专利转让给了虹彩光电，而友达光电投资虹彩光电获得了其 20% 的股份。其他投资商包括奇景光电和冠捷科技。友达光电还在 2008 年收购了 SiPix （拥有不同于 E Ink 微胶囊的电泳微杯技术），然后于 2012 年出售给了 E Ink。

友达光电在 Touch Taiwan 2022 上展出了它的 7.9 英寸 ChLCD。同时，虹彩光电预计在 2023 年开始大规模生产，而它的竞争对手可能为 E Ink。EPD 和 ChLCD 几乎拥有相同的应用（大部分为电子书阅读器和 ESL），这意味着它们可能会在显示面板性能和成本领域展开竞争。虹彩光电 ChLCD 显示面板的结构（源于富士通）不同于工业技术研究院的设计；虹彩光电采用的是垂直 RGB 堆叠显示面板，而工业技术研究院则是水平并排 RGB 的模式。由于垂直堆叠的原因，色彩准直影响了最终的色彩质量和精度（图 2）。

图 2：ChLCD 显示面板堆叠

ChLCD 与 EPD 竞争的机会

响应时间和色彩性能可能会是 ChLCD 赶上 EPD 的机会。到目前为止，虹彩光电暂无详细的显示面板规格以供进一步比较。E Ink 拥有两种彩色 EPD 技术：Kaleido，基于 RGB 彩色滤光片显示 4,096 种颜色，以及 Gallery，基于高级彩色电子纸 (ACeP) 解决方案（CMYW 颜料显色）。彩色滤光片速度更快，但光吸收导致光提取效果较弱。同时，CMYW 对于屏幕刷新的响应似乎慢得多。2021 年，Kaleido 和 Gallery 的刷新率分别低于 450 毫秒和 36 秒。

另一方面，工业技术研究院在 2010 年表示其每秒可刷新高达 10-20 页。虹彩光电的 ChLCD 据称每秒能够在一页内处理高达 1600 万种的颜色。如果 ChLCD 可以进一步改进以投入大规模生产，那么电子阅读器品牌和商业客户可能会开始有所注意。EPD 借助于 2007 年推出的亚马逊 Kindle 收获了关注。Kindle 具有双稳态节电和光反射特性，因此可以使用数周时间并且对人眼来说更加舒适。

电子阅读器市场限制在了一年 1000 万台左右，因为自苹果于 2010 年推出首款 iPad 以来，基于液晶面板的平板电脑一直就是基于 EPD 的电子阅读器所面临的挑战。但是，ESL 的应用正在大幅增长，并在 E Ink 2022 年的营收中占比超过了 50%。E Ink 的毛利率为 60%，高于任何一家 TFT LCD 或 AMOLED 面板厂商。此外，随着气候变化、绿色能源以及环境、社会和公司治理 (ESG) 得到的关注越来越多，EPD 的市场将继续扩大。

E Ink 的成功不仅在于时机。E Ink 投入了大量精力发展从材料（EPD 薄膜和技术）到整体解决方案（电子阅读器显示面板和 ESL 模块）的生态系统。ChLCD 同样受益于出色的时机，但其生态系统仍然处于起步阶段，有待进一步开发。

来源：谢忠利，Omdia

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