反射式LCD！与Sharp、JDI合作的这家公司为何致力于此？

来源：光链

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反射式液晶显示器已经存在了很长时间，但从未对显示行业产生太大影响。

Flex Lighting是一家总部位于美国的初创公司，它正在寻求使用一些极具吸引力的技术来改善现有反射型LCD的性能，进而在几年内提高这种反射式LCD的影响，甚至使这种显示技术成为本领域的重要组成部分。

近日，Flex Lightting完成了B系列融资回合，从SABIC风险投资公司、Bascom风险投资公司以及其他公司筹集了900万美元，并打算利用这笔资金将其产品组合扩大到更大的规模。

Flex Lighting背后的主要技术是一种极薄（50微米）的导光板，具有独特的提取特性，允许严格控制光线从导光板中出来。

目前，Flex Lighting公司已经获得了光提取机构的核心技术专利。另外，还拥有额外的光联轴器专利以及用于制造和组装前照灯单元的一些工艺。

市场上反射式LCD的主要抑制剂之一是与电泳（电子纸）等其他反射技术竞争。虽然反射式LCD在阳光直射下表现良好，但在低光条件下它们不易读取，而且传统前灯板做得不好。

图一：显示技术的光散射示意图（来源：FLEx Lighting）

图1显示了以上的问题和解决方案简化透视图：

如图1a所示，在显示器侧面具有典型前灯的电子纸。由于显示器是纸状的，来自倾斜角度的光线在所有方向上散射，从而具有良好的可读性。反射型LCD使用LC层后面的镜子来反射入射光。

如图1b所示，镜子反射来自前灯的入射光，只有轻微的散射。

如图1c所示，背光LCD不会遇到这个问题，因为所有光学层都位于LC层后面。

如图1d所示，前灯单元由一层薄薄的层组成，包裹着显示屏。前灯的LED位于显示器后面，带有一些特殊的光耦合。只要弯曲半径不是太小，波导就能有效地传输光线。

Flex Lighting光导包括一些独特的光提取机制，可将光线向下投射到镜子上，从而可以为显示器提供全部光线。

Flex Lighting系统与现有产品相比具有许多优势。尽管电子纸提供了一些彩色显示系统，但色域远远低于LCD。LCD还提供电子纸无法比拟的视频功能。

Flex Lighting光波导的薄型有助于整个显示器系统的薄型化设计。另外，这种薄型光波导还由于能够紧紧地包裹在显示器周围并将LED放置在背侧，有助于实现整个显示系统的无边框设计。

从而，LED可以靠近环绕或更远的位置定位，使设备制造商可以灵活地设计电子布局，如图二所示。

图二：Flex Lighting反光LCD，后视图

严格控制光出射角的能力为Flex Lighting提供了额外的好处。

如图三所示，光导的光输出可以制成宽峰或窄峰，甚至是垂直入射的峰值偏移。来自光导的窄峰可能会给出具有窄视角的反射型LCD，设计的灵活性无疑是一个优点。

图三：Flex Lighting光导输出与角度源的示例

在考虑使用非常薄的光导技术时，首要问题之一是：如何从LED获得高效的光耦合？这一直是用于电视的玻璃导光板（LGP）的问题之一，例如康宁的虹膜玻璃。

虽然康宁希望采用更薄的LGP来降低玻璃成本并使玻璃与丙烯酸树脂更具竞争力，但它已经与光耦合进行了权衡。

用于电视显示器的典型LED为2mm，与这些LED的光耦合最有效，光导稍微厚一些。可提供更小的LED，但对于每流明的美元成本而言就显得更昂贵，因此就迫使制造商在玻璃成本和LED成本间做出折中。

如果在2mm处进行这样的权衡，那么Flex Lighting的方法如何与仅50μm厚的波导获得良好的光耦合？

Flex Lighting发明了一种玻璃无法实现的解决方案，但可以使用其光导中使用的薄膜进行管理。

在显示区域之外，光导被切成条状，这些条带折叠并堆叠在一起，如图四所示所示。堆叠条带允许更大的表面积，可以有效地捕获来自更大LED的光。

图四：Flex Lighting光耦合机制

使用Flex Lighting方法的反射式LCD的性能可能会让制造商重新考虑反射式显示器。虽然反射式显示器总是提供低功率的优点，但是在低光条件下不能使用这些显示器严重限制了合适的应用。

尽管具有前灯的ePaper能够实现低光可读性，但ePaper对色彩和视频的性能限制，加上该技术的成本较高，限制了电子纸到小众市场。

如图五所示，带有Flex Lighting前照灯系统的反射式液晶显示屏可在阳光直射（前照灯关闭）和暗室（使用前灯）下提供良好的对比度和色彩。

图五：射式液晶显示器，白天和夜间有弹性照明前照灯

在试图对比反射式LCD与传统透射式LCD（使用后置光源）或OLED的性能时，一些最常见的性能指标常常会被忽略。

根据Casper的说法，市场上现有的一些反光显示产品的设计在展厅内看起来不错，但是实际使用时候又是另一回事。

Nook是第一款前照灯电子阅读器，其设计亮度为50尼特，在销售环境中显得光彩照人。但Casper表示，在后续研究中，电子阅读器的设计师发现在实际使用中亮度平均只有7尼特。

另外，Casper指出，采用Flex Lighting技术的6英寸平板显示器的反射式液晶显示器只需要4个LED即可达到50+尼特。Flex Lighting表示他们的技术可以实现更好的色彩表现。同样，反射显示器的颜色测量与发射显示器的颜色不同。

Flex Lighting已与LCD制造商Sharp和JDI商业化了几款小型显示器产品。

Casper表示，他们在亚洲的主要显示器制造商有两款原型。

原型包括用于中国教育市场的电子阅读器的“8寸反射式LCD”，以及用于手机的“6寸显示器”。反射式LCD的优势似乎使其成为这两种应用的绝佳选择。