立体微LED显示器

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及显示装置，更具体而言，涉及立体微LED显示器及其制造方法。

背景技术

最近几年，美国的加州大学圣芭芭拉分校和日本的SONY、SUMITOMO等一些氮化镓(GaN)的研究机构和公司成功地在一些特殊的GaN半极性晶面上制备了高功率、高效率的蓝、绿光发光二极管和激光二极管等。这些GaN的特殊晶面(诸如(2021)、(3031)的晶面)在高效率、低效率衰退(efficiency droop)的发光二极管(LED)以及高功率长波长激光二极管(LD)上有着极大的潜力和优势。近几年来，随着照明显示技术的不断发展，对发光器件的发光性能、亮度以及功耗等方面都提出了更高更全面的要求。在如此大环境的背景下，Micro-LED应运而生。Micro-LED作为新一代的显示技术，有自己独特的优势，由于器件尺寸很小(单个像素微米级)，其结构可以进行薄膜化、阵列化以及微型化。因此，micro-LED作为新一代显示技术，已经受到了广泛的关注。半导体业界大量开始研发micro-LED显示技术。其显示亮度、对比度、寿命、稳定性等均远优于LCD显示技术。

目前，增强现实技术的发展，带来了3D图像呈现技术的变革，但是所有3D技术都以一种头戴式设备来实现，这种头戴式设备为人们欣赏3D节目带来很大的束缚。因此，人们期望在欣赏3D节目时能够和现在欣赏普通电视节目一样轻松而不借助任何外在设备，简单而言，能够直接通过现在的显示器实现3D节目欣赏。因此，人们期望提供一种能够直接使得人们能够裸眼观看3D节目的显示设备。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种显示器，包括：呈现第一视图的第一图像的第一多个微型LED；以及呈现第二视图的第二图像的第二多个微型LED，其中，第一多个微型LED被配置为产生观看者的第一只眼睛可见的光；以及第二多个微型LED被配置为产生观看者的第二只眼睛可见的光。

根据本公开的显示器，其中所述第一多个微型LED的第一组被配置为呈现所述第一图像的第一图像区域，以及所述第一多个微型LED的第二组被配置为呈现所述第一图像的第二图像区域。

根据本公开的显示器，其中，第二组多个微型LED中的第一组被配置为呈现第二图像的第一图像区域，以及第二组多个微型LED中的第二组被配置为呈现第二图像的第二图像区域。

根据本公开的显示器，其中所述第一多个微型LED被部署在所述显示器的表面的第一部分上，所述第二多个微型LED被部署在所述显示器的表面的第二部分上，并且显示器的表面的第一部分和显示器的表面的第二部分具有不同的取向。

根据本公开的显示器，其中所述显示设备将响应于接收到控制信号而从第一显示模式切换到第二显示模式，所述显示设备以所述第一显示模式呈现3D图像以及所述显示器设备在第二显示模式下呈现2D图像。

根据本公开的显示器，其中所述第一多个微型LED在所述第二显示模式下被关闭。

根据本公开的显示器，其中所述第一多个微型LED和所述第二多个微型LED在所述第一显示模式下被打开。

根据本公开的另一个方面还提供了一种显示器，包括：弯曲的表面；以及多个微型LED部署在一个曲面上，其中多个微型LED被配置为产生多个方向的光。

根据本公开的显示器，其中所述多个微LED中的第一微LED被部署在所述弯曲表面的第一部分上，所述多个微LED中的第二微LED被部署在第二表面上，以及其中弯曲表面的第一部分和弯曲表面的第二部分具有不同的取向。

根据本公开的显示器，其中所述第一微型LED对应于所述显示器的第一像素，以及所述第二微型LED对应于所述显示器的第二像素。

根据本公开的显示器，其中所述第一微型LED产生第一方向的光，以及所述第二微型LED产生第二方向的光。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是示出根据本公开的示例性实施例的显示器的示意图。

图2是示出根据本公开的第二示例性实施例的显示器的示意图；

图3是示出根据本公开的第三示例性实施例的显示器显示立体图像的原理示意图。

图4是示出根据本公开的第四示例性实施例的显示器显示立体图像的原理示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。除非另有定义，本文使用的所有其他科学和技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一也可以被称为第二，反之亦然。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在…时”或“当…时”或“响应于确定”。

为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。

图1是示出根据本公开的示例性实施例的显示器的示意图。如图1中所示的一种立体显示器。立体显示器可以呈现三维(3D)图像数据，例如3D图像。观看者可以在不使用特殊头戴式设备和/或眼镜的情况下欣赏3D图像。多个观看者(例如，两个或更多观看者)可以同时欣赏3D图像。

立体显示器可以被合并到任何合适的计算设备中，例如增强现实(AR)设备，虚拟现实(VR)，混合现实(MR)设备，可穿戴设备(例如，手表，头戴式显示器)、电视、膝上型计算机、平板计算设备，透视显示器(例如，透明显示器)等。在一些实施例中，立体显示器可以包括一个或多个处理器，存储器等，用于根据本公开呈现3D图像数据。

立体显示器可以包括多个微型LED(μLED)。每个微型LED可以是具有微米级尺寸的发光器件(例如，发光二极管)。作为示例，微型LED的直径可以是大约5-25μm。作为另一示例，微型LED的直径可以大于25μm或小于5μm。

每个微型LED可产生具有某些特征的光。作为示例，给定的微型LED可以产生特定颜色的光，例如红光，蓝光，绿光等。作为另一个示例，微型LED可以相对于预定平面产生特定方向的光(例如，对应于观看角度的预定方向)。作为另一个示例，微型LED可以产生一定强度的光。在一些实施例中，微型LED的每个特征可以是独立可控的。例如，可以独立于光的方向来控制由微型LED产生的光的强度和/或颜色的值。立体显示器的像素可以包括一个或多个微型LED(例如，红色微型LED、绿色微型LED和蓝色微型LED)。在一些实施例中，微型LED可以对应于立体显示器的子像素。

根据本公开，可以以合适的方式将微型LED布置在立体显示器的表面上以产生3D图像数据。该表面可以具有任何合适的形状(例如，球形、平坦等)。在一些实施例中，该表面可以是和/或包括弯曲表面。例如，如图1所示，显示器100可以包括布置在显示器100的表面105上的微型LED110。表面105可以是弯曲表面。表面105的各个部分可以具有不同的取向。这样，部署在表面105的各个部分上的微型LED 110可以产生各个方向的光线。在一些实施例中，可以将多个微型LED(例如，可以构成像素，微型LED的一个或多个列和/或行的微型LED)部署在表面105的给定取向的一个或多个的区域上，产生预定方向的光。

给定的微型LED在立体显示器的表面上的位置可以由一个或多个坐标(例如，笛卡尔坐标，角坐标等)表示。在一些实施例中，一个或多个坐标可以限定与由微型LED产生的光的方向相对应的角度。

在一些实施例中，立体显示器可以接收呈现场景的输入图像数据，例如场景的一个或多个图像(例如，场景的一个或多个视图的图像)，关于场景的光场的数据(也称为场景的输入光场)等。场景的输入光场可以包括从各种角度和/或视角来看的场景的多个图像。立体显示器可以基于输入图像数据来呈现场景的光场(也称为“输出光场”)。输出光场可以包括场景的各种视角和/或视图的多个图像。输出光场可以基于输入图像数据来构造(例如，通过对图像数据进行采样、基于计算模型将图像数据转换为输出光场、对图像数据进行解码等)。在一种实施方式中，输出光场可以与输入光场相同。在另一实施方式中，可以基于输入光场来生成输出光场(例如，通过处理输入光场，诸如通过处理器对输入光场进行采样)。

可以通过使用微型LED产生代表输出光场的多条光线来呈现输出光场。光线可以具有各种特征(例如，颜色，强度，方向等)。通过控制由微型LED产生的光的颜色，强度，方向和/或其他特征，可以由立体显示器的一个或多个微型LED产生某些特征的光线。在一些实施例中，可以通过使用位于显微显示器的表面的特定位置(例如，显微显示器的具有一定的方向的表面的一部分)上的一个或多个微型LED产生光线来控制光线的方向。通过生成和/或呈现输出光场，立体显示器可以生成和/或显示可以由多个观看者观看的3D图像，而无需使用特殊的头戴式设备、眼镜等。

立体显示器的微型LED可以被配置为呈现多个视图的图像。例如，一个或多个微型LED 110可被配置为呈现第一视图的图像(也称为“第一多个微型LED”)，而一个或多个微型LED 110可被配置为呈现第二视图的图像(也称为“第二组多个微型LED”)。例如，图2是示出根据本公开的第二示例性实施例的显示器的示意图。如图2所示，微型LED 110可以包括第一多个微型LED 210和第二多个微型LED220。微型LED 210和微型LED 220可以被配置为分别呈现第一视图的第一图像和第二视图的第二图像。第一图像可以是要呈现给观看者的左眼的左视图图像。第二图像可以是将被呈现给观看者的右眼的右视图图像。

在一些实施例中，微型LED 210可以通过呈现第一图像的多个图像区域来呈现第一图像。类似地，微型LED 220可以通过呈现第二图像的多个图像区域来呈现第二图像。作为示例，微型LED 210可以包括一组或多组微型LED 210a-z。每组微型LED 210a-z可以包括一个或多个微型LED，并且可以呈现第一图像的图像区域。微型LED 220可以包括一组或多组微型LED 220a-z。每一组微型LED 220a-z可以包括一个或多个微型LED，并且可以呈现第二图像的图像区域。图3是示出根据本公开的第三示例性实施例的显示器显示立体图像的原理示意图。在一些实施例中，微型LED 210a-z可以分别呈现图3的第一图像310的图像区域310a-z。微型LED 220a-z可以呈现图3的第二图像320的图像区域320a-z。这样，第一图像的图像区域(例如，右视图图像)和第二图像的图像区域(例如，左视图图像)可以可交替地呈现在立体显示器上。因此，观看者可以将第一图像和第二图像视为立体图像。如本文所指，图像区域可以是图像的一个或多个部分，并且可以包括图像的任何合适数量的像素(例如，图像的一个或多个像素，图像的一个或多个子像素)。

为了产生多视点图像，第一多个微型LED 210和第二多个微型LED 220可以部署在表面105的具有不同取向的各个部分上。图4是示出根据本公开的第四示例性实施例的显示器显示立体图像的原理示意图。如图4所示，表面105可以包括区域410a-z和区域420a-z。区域410a-z和区域420a-z可以具有不同的取向。例如，区域410a-z可以具有第一取向。区域420a-z可以具有不同于第一取向的第二取向。微型LED 210a-z可以分别部署在表面105的区域410a-z上。微型LED 220a-z可以分别部署在表面105的区域420a-z上。这样，微型LED210a-z和微型LED 220a-z可以产生不同方向的光。在一些实施例中，第一多个微型LED 210可以产生观看者的左眼可见的光。第二多个微型LED 220可以产生观看者的右眼可见的光。在一些实施例中，由第一多个微型LED 210产生的光和/或该光的一个或多个部分对于观看者的右眼是不可见的。由第二多个微型LED 220产生的光和/或该光的一个或多个部分对于观看者的左眼是不可见的。这样，由第一多个微型LED 210产生的图像和/或图像区域被呈现给观看者的左眼。由第二多个微型LED 220产生的图像和/或图像区域被呈现给观看者的右眼。

尽管在图1-4示出了一定数量的微型LED和图像区域，这仅是说明性的。应当注意，根据本公开，立体显示器可以包括任何合适数量的微型LED、成组的微型LED和/或任何其他合适的用于呈现图像数据的组件。第一图像和第二图像可以被划分为任意合适数量的图像区域用于呈现。

在一些实施例中，立体显示器可以在多种显示模式下操作。在第一显示模式(例如3D模式)中，立体显示器可以如上所述呈现3D图像和/或多个视图的图像。在第二显示模式(例如，2D模式)中，立体显示器可以呈现二维(2D)图像。立体显示器可以在显示模式之间切换。例如，响应于接收到用于从第一显示模式切换到第二显示模式的控制信号，立体显示器可以关闭第一多个微型LED或第二多个微型LED，以便一个视图的图像(例如，左视图或右视图)可以被呈现。作为另一示例，响应于接收到用于从第二显示模式切换到第一显示模式的控制信号，立体显示器可以打开第一多个微型LED和第二多个微型LED，使得多个视图的图像(例如，左视图和右视图)可以呈现。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种用于制造立体显示器的方法。该方法可以包括提供适合于部署微型LED的基板。衬底可以包括硅，蓝宝石，金属和/或任何其他合适的材料。该方法可以进一步包括在基板上部署多个微型LED。例如，可以将微型LED部署在基板的表面上。在一些实施例中，衬底的表面可以是和/或包括弯曲表面(例如，图1和图4的表面105)。一个或多个微型LED可以作为阵列(例如，一行或多行和/或列微型LED)布置在基板的表面上。可以使用用于在基板上部署和/或组装微LED的任何合适的技术和/或技术的组合，将微LED部署在基板上，例如，将微LED芯片的芯片粘接到基板上、物质转印制造工艺(例如，将LED芯片转印到基板上)等。

为了简化说明，将本公开的方法描绘和描述为一系列动作。然而，根据本公开的动作可以以各种顺序和/或同时发生，并且具有本文未呈现和描述的其他动作。此外，可能不需要所有示出的动作来实现根据所公开的主题的方法。另外，本领域技术人员将理解并认识到，所述方法可替代地经由状态图或事件被表示为一系列相互关联的状态。另外，应当理解，在本说明书中公开的方法能够被存储在制品上，以便于将这样的方法传输和转移到计算设备。本文所使用的术语“制品”旨在涵盖可从任何计算机可读设备或存储器页面介质访问的计算机程序。

词语“示例”或“示例性”在本文中用来表示充当示例，例子或说明。本文中被描述为“示例”或“示例性”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或更具优势。相反，词语“示例”或“示例性”的使用旨在以具体方式呈现概念。如在本申请中使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文可以清楚地看出，否则“X包括A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果X包括A；X包括B；或X包括A和B，则在任何上述情况下都满足“X包括A或B”。另外，在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文中清楚地是指向单数形式。在整个说明书中，对“一种实施方式”或“一种实施方式”的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征，结构或特性包括在至少一种实施方式中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“一种实现”或“一个实现”不一定都指的是同一实现。

如本文所使用的，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，该元件或层可以直接在另一元件或层上，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”时，则不存在中间元件或层。

尽管在阅读了前面的描述之后，本公开的许多改变和修改无疑对于本领域技术人员而言将变得显而易见，但是应当理解，绝非意图以图示方式示出和描述的任何特定实施例。被认为是限制性的。因此，对各种实施例的细节的引用无意于限制权利要求的范围，权利要求本身仅列举了那些被认为是本公开的特征。

本文所述的技术方案可实现为方法，其中已经提供了至少一个实施例。作为所述方法的一部分所执行的动作可以以任意合适的方式排序。因此，可以构建实施方案，其中各动作以与所示的次序所不同的次序执行，其可包括同时执行一些动作，即使这些动作在说明性实施方案中被示为顺序动作。此外，方法在一些实施方案中可包括比示出的那些更多的动作，在其他实施方案中包括比示出的那些更少的动作。

虽然在此描述了本发明的至少一个说明性的实施方案，但是对于本领域的技术人员而言，可容易地进行多种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在在本发明的精神和范围以内。因此，前述说明仅通过举例方式并不旨在作为限制。本发明仅由下列权利要求及其等同物所限定。