裸眼3d顯示像素單元及具有2d或3d切換功能的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種裸眼3D顯示像素單元及具有2D或3D切換功能的裝置。裸眼3D顯示像素單元由像素單元、光學混光區(qū)及光學導引區(qū)所構成。像素單元至少包含紅、綠、藍色發(fā)光單元，各色發(fā)光單元皆由基板、第一電極層、第一摻雜層、第二摻雜層及多個第二電極層所構成。像素單元可以直射角度投射形成2D圖像，或是通過電場控制而依時序交錯地朝左右眼兩方向投射兩眼視差圖像，而后由人腦組合成3D圖像。本實用新型將裸眼3D顯示單元最小化到像素等級，使得本實用新型所組成的大面積顯示裝置具有不受面板光學透鏡尺寸限制、平面或曲面安裝、2D/3D圖像同一時間分區(qū)顯示或全屏依內(nèi)容切換2D/3D模式等多項優(yōu)點。
【專利說明】
裸眼3D顯示像素單元及具有2D或3D切換功能的裝置
技術領域
[0001]本實用新型是有關于一種顯示單元及其裝置，特別是有關于一種裸眼3D顯示像素單元及具有2D或3D切換功能的裝置。
【背景技術】
[0002]由于一般人左眼與右眼瞳孔相距約為6.0cm?7.0cm，導致兩眼視網(wǎng)膜所接收到的圖像信息因為視角差異而有些微不同，而人腦有融合兩個不同視角圖像信息產(chǎn)生深度感知的功能，故人眼觀看物體時會形成立體視覺效果。
[0003]在立體顯示技術領域中，現(xiàn)有技術主要分為:眼鏡式以及裸眼式3D顯示技術。而裸眼式3D顯示技術又以柱鏡光柵(lenticular lens)和狹縫光柵(parallax barrier)為大多數(shù)顯示產(chǎn)品所采用。
[0004]—般而言，裸眼3D顯示技術需搭配液晶顯示面板呈現(xiàn)立體圖像，不僅工藝繁復、成本高，且光柵與液晶面板的像素對準和組裝精準度要求極高。尤其對大尺寸的顯示屏幕而言，搭配光柵的裸眼3D顯示產(chǎn)品，不良率和制造組裝成本都相對高出許多，且因為液晶面板和光柵透鏡的工藝有其面積尺寸的限制因素，不適合大面積顯示產(chǎn)品的應用。
[0005]因液晶面板前裝置光柵透鏡是為實現(xiàn)裸眼3D，因此2D的圖像或文字便受到影響?，F(xiàn)有切換2D/3D顯示模式的現(xiàn)有技術，大多運用光電組件或移動光學器件來實現(xiàn)，但并未普遍運用于現(xiàn)今產(chǎn)品中。同樣，LED顯示屏幕若利用與液晶面板前面加裝光柵透鏡如柱鏡光柵和狹縫光柵等相似方法實現(xiàn)2D/3D切換也會出現(xiàn)類似的缺點。
[0006]在CN203930226U利用一種裸眼3D顯示像素單元組成多視圖裸眼3D顯示裝置。其光學封裝體包含光學導引區(qū)域及混光區(qū)域，所述混光區(qū)域能夠?qū)⑺鲎酉袼貑卧l(fā)出的光透過反射、折射或全反射作用于所述光學封裝體內(nèi)混合，并且導引至所述光學導引區(qū)域，所述光學導引區(qū)域與所述子像素單元相互對應，所述光學導引區(qū)域可導引子像素單元發(fā)出的光使其偏轉(zhuǎn)匯聚至不同方向，或經(jīng)由擋板遮擋作用，導引出所述光學封裝體外，使像素單元有效發(fā)出左、右眼視差圖像，后至觀看者的兩眼，讓人腦感知所述視差圖像后并融合成立體圖像。
[0007]因為將裸眼3D顯示像素單元最小化到器件級，故可以依據(jù)用途和室內(nèi)/戶外安裝現(xiàn)場需要，將3D顯示像素單元縱橫排列組成顯示單元模塊或箱體，并將多個顯示單元模塊拼接成不同面積尺寸、外凸弧形、內(nèi)凹弧形或自由曲面形狀的大型面積顯示屏幕，無須在顯示屏幕前平行裝設光學透鏡、完全不受透鏡面積尺寸限制，自由擴展無縫拼接成符合不同形狀與大小需要的顯示屏幕。
[0008]另可將裸眼3D顯示像素單元搭配全彩LED，分別行列相鄰交替排布在電路基板上組成顯示單元模塊，并組裝成大面積屏幕。此系統(tǒng)便可以經(jīng)由裸眼3D顯示像素單元和全彩LED交互點亮或滅燈，切換2D和3D圖像顯示模式。當全彩LED點亮時裸眼3D顯示像素單元熄滅，此時屏幕顯示2D圖像。反之，當裸眼3D顯示像素單元點亮時，此時屏幕顯示3D圖像。
[0009]因此，可以同一時間在顯示屏幕全彩LED區(qū)域播放2D內(nèi)容，而在裸眼3D顯示像素單元區(qū)域播放裸眼3D內(nèi)容。或依據(jù)節(jié)目內(nèi)容全屏幕實時切換2D/3D顯示模式，此種裝置需要裸眼3D顯示像素單元和LED兩種顯示器件相鄰搭配組成，但控制兩相鄰不同組件的亮度和色彩的一致性有其困難，另因裸眼3D顯示像素單元和LED兩者相鄰排布各自分別顯示3D和2D信息，結果將導致2D和3D圖像分辨率的降低。
[0010]有鑒于此，如何使一種裸眼3D顯示像素單元同時具備發(fā)送2D信息和3D視差圖像，并可以極小的間距均勻排布組成的高分辨率的大面積顯示裝置，使其具備2D或3D圖像隨播放，內(nèi)容顯示動態(tài)相互功能切換，以及具備2D和3D內(nèi)容同一時間在顯示屏幕不同區(qū)域顯示的功能。此種功能在混合撥放各種2D或3D視頻內(nèi)容時其必要性，也是現(xiàn)今眼鏡式3D和其它現(xiàn)有立體顯示技術不足之處。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]有鑒于上述現(xiàn)有技術待解決的問題，本實用新型的目的在于提供一種裸眼3D顯示像素單元及具有2D或3D切換功能的裝置。
[0012]基于上述目的，本實用新型提供一種裸眼3D顯示像素單元，其包含像素單元、光學封裝體及控制電路。像素單元包含紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元，且紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元皆分別包含基板、第一電極層、第一摻雜層、第二摻雜層及多個第二電極層;第一電極層設于基板上;第一摻雜層設于第一電極層上;第二摻雜層設于第一摻雜層上；多個第二電極層分別相對且不連接地設于第二摻雜層上。光學封裝體包覆像素單元且包含至少一個光學混光區(qū)及至少一個光學導引區(qū)，至少一個混光區(qū)設于像素單元上，至少一個光學導引區(qū)設于至少一個光學混光區(qū)上?？刂齐娐冯娺B結像素單元，且傳送2D圖像信號或3D圖像信號至像素單元，像素單元接收2D圖像信號而經(jīng)由光學混光區(qū)及光學導引區(qū)以直射角度投射光，至少一個觀看者的雙眼接收像素單元所投射的光，形成2D圖像，控制電路傳送3D圖像信號至像素單元且交替地控制各第二電極層與第一電極層形成對應的電場，以使像素單元依時序交錯地以相對的二偏射角度分別投射光，像素單元所投射的光分別經(jīng)由光學混光區(qū)及光學導引區(qū)至至少一個觀看者的左眼及右眼，以分別形成左右眼視差圖像，并通過觀看者的大腦感知左右眼視差圖像后融合成3D圖像。
[0013]優(yōu)選地，控制電路于第一時間點控制其中一個第二電極層與第一電極層形成電場，而像素單元可依對應其中一個第二電極層的其中一個偏射角度投射光，控制電路于第二時間點控制另一個第二電極層與第一電極層形成電場，而像素單元則可依對應另一個第二電極層的另一個偏射角度投射光。
[0014]優(yōu)選地，光學導引區(qū)可具有遠離像素單元的至少一個出光面，至少一個出光面包含平面、斜面、曲面、雙層或其組合，且通過微透鏡工藝將柱鏡光柵或狹縫光柵形成于光學導引區(qū)的中，以導引像素單元所投射的光至相異方向，或部分遮擋像素單元所投射的光。
[0015]優(yōu)選地，光學封裝體為中空或?qū)嵭慕Y構，或運用芯片級封裝完成，而光學封裝體呈矩形、圓形、三角形或多邊形。
[0016]基于上述目的，本實用新型再提供一種裸眼3D顯示像素單元，其包含多個像素單元、光學封裝體及控制電路。多個像素單元分別包含紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元，且紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元皆分別包含基板、第一電極層、第一摻雜層、第二摻雜層及多個第二電極層:第一電極層設于基板上;第一摻雜層設于第一電極層上;第二摻雜層設于第一摻雜層上；多個第二電極層分別相對且不連接地設于第二摻雜層上。光學封裝體包覆像素單元且包含至少一個光學混光區(qū)及至少一個光學導引區(qū)，至少一個混光區(qū)設于像素單元上，至少一個光學導引區(qū)設于至少一個光學混光區(qū)上。控制電路電連結多個像素單元，且傳送2D圖像信號或3D圖像信號至多個像素單元，多個像素單元接收所述2D圖像信號而經(jīng)由光學混光區(qū)及光學導引區(qū)以直射角度投射光，各觀看者的雙眼分別接收對應的像素單元所投射的光，形成2D圖像，所述控制電路傳送3D圖像信號至多個像素單元且交替地控制各像素單元的各第二電極層與第一電極層形成對應的電場，以使各像素單元依時序交錯地以相對的二偏射角度分別投射光，多個像素單元所投射的光分別經(jīng)由光學混光區(qū)及光學導引區(qū)至各觀看者的左眼及右眼，以分別形成左右眼視差圖像，并通過各觀看者的大腦感知左右眼視差圖像后融合成3D圖像。
[0017]優(yōu)選地，控制電路于第一時間點控制各像素單元的其中一個第二電極層與第一電極層形成電場，而各像素單元依對應其中一個第二電極層的其中一個偏射角度投射光，控制電路于第二時間點控制各像素單元的另一個第二電極層與第一電極層形成電場，而各像素單元則依對應另一第二電極層的另一個偏射角度投射光。
[0018]優(yōu)選地，光學導引區(qū)可具有遠離像素單元的至少一個出光面，至少一個出光面包含平面、斜面、曲面、雙層或其組合，且通過微透鏡工藝將柱鏡光柵或狹縫光柵形成于光學導引區(qū)的中，以導引像素單元所投射的光至相異方向，或遮擋像素單元所投射的光。
[0019]優(yōu)選地，光學封裝體為中空或?qū)嵭慕Y構，或運用芯片級封裝完成，而光學封裝體呈矩形、圓形、三角形或多邊形。
[0020]優(yōu)選地，多個像素單元的排列方式可為相互對齊成經(jīng)瑋線排列、相互成斜線排列、兩線交叉排列、相互交錯排列、相互成三角形排列或呈現(xiàn)多邊型排列。
[0021]基于上述目的，本實用新型又提供一種具有2D或3D切換功能的裝置，其包含多個箱體及顯示屏幕。多個箱體分別由多個裸眼3D顯示像素單元縱橫排列于電路基板上所組成。顯示屏幕由多個箱體縱橫排列所組成，顯示屏幕呈平面或曲面，于同一時間，顯示屏幕的一部分區(qū)域中的多個裸眼3D顯示像素單元接收2D圖像信號而投射對應2D圖像信號的光，而另一部分區(qū)域中的多個裸眼3D顯示像素單元則接收3D圖像信號而投射對應3D圖像信號的光。
[0022]優(yōu)選地，具有2D或3D切換功能的裝置，內(nèi)容播放裝置接收由內(nèi)容存儲裝置所儲存的2D或3D圖像數(shù)據(jù)，內(nèi)容播放裝置譯碼2D或3D圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生多視圖圖像信號，并將多視圖圖像信號傳送至具有2D或3D切換功能的裝置。
[0023]優(yōu)選地，多個裸眼3D顯示像素單元的控制電路于第一時間點控制其中一個裸眼3D顯示像素單元的第二電極層與第一電極層形成電場，而其中一個像素單元可依對應其中一個第二電極層的其中一個偏射角度投射光，控制電路于第二時間點控制另一個第二電極層與第一電極層形成電場，而其中一個像素單元則可依對應另一個第二電極層的另一個偏射角度投射光。
[0024]基于上述目的，本實用新型提供一種具有2D或3D切換功能的裝置，其包含控制系統(tǒng)及多個裸眼3D顯示像素單元。多個裸眼3D顯示像素單元經(jīng)由電路基板電連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)個別、群組或其組合控制多個裸眼3D顯示像素單元，以依播放2D或3D內(nèi)容在所述多個裸眼3D顯示像素單元組成的顯示屏幕，實現(xiàn)不同區(qū)域同一時間分別播放2D及3D內(nèi)容，或全屏2D/3D顯示動態(tài)相互切換功能。
[0025]承上所述，本實用新型運用半導體為自發(fā)光和指向性的光源特性，以及利用“兩眼視差”原理，提供一種裸眼3D顯示像素單元可使像素單元的圖像信息依時序交錯投射，使觀看者的右眼與左眼接收各圖像信息后產(chǎn)生視差效果，再經(jīng)由大腦將各圖像信息合成為立體圖像;更進一步地，本實用新型通過控制電路使得不同的第二電極層依時序交替地與第一電極層形成對應的電場，進而使得像素單元可依時序交錯地對應各電場而朝不同角度投射左眼、右眼視差圖像，形成3D顯示。當播放控制系統(tǒng)取消時序交錯投射時，像素單元將可改成以直射方式投射圖像，亦即為2D顯示；由此，本實用新型的裸眼3D顯示像素單元及具有2D或3D切換功能的裝置，可依播放2D或3D內(nèi)容動態(tài)切換全屏2D/3D顯示模式，或在顯示屏幕不同區(qū)域同一時間分別播放2D及3D內(nèi)容。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的2D顯示的側視圖。
[0027]圖2為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的3D顯示的側視圖。
[0028]圖3為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的示意圖。
[0029]圖4為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的2D顯示的側視圖。
[0030]圖5為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的第一側視圖。[0031 ]圖6為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的第二側視圖。
[0032]圖7為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的示意圖。
[0033]圖8為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的示意圖。
[0034]圖9為本實用新型通過持續(xù)快速地改變投射方向，將3D圖像信息投射至下一視區(qū)，以達到多視點觀看功效的示意圖。
[0035]圖10為依據(jù)本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置的自由曲面屏幕示意圖。
[0036]圖11為本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置的系統(tǒng)功能框圖。
[0037]附圖標記說明
[0038]I:裸眼3D顯示像素單元
[0039]HO:像素單元
[0040]110a:紅色發(fā)光單元[0041 ]110b: 綠色發(fā)光單元
[0042]110c:藍色發(fā)光單元
[0043]111:基板
[0044]112:第一電極層
[0045]113:第一摻雜層
[0046]114:第二摻雜層
[0047]115、115a、115b:第二電極層
[0048]120:光學混光區(qū)
[0049]130:光學導引區(qū)
[0050]2:顯示屏幕
[0051 ]20:具有2D或3D切換功能的裝置
[0052]21:箱體
[0053]3:內(nèi)容播放裝置
[0054]4:內(nèi)容存儲裝置
【具體實施方式】
[0055]為了解本實用新型的特征、內(nèi)容與優(yōu)點及其所能達成的功效，茲將本實用新型配合附圖，并以實施例的表達形式詳細說明如下，而其中所使用的附圖，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本實用新型實施后的真實比例與精準配置，故不應就所附的附圖的比例與配置關系解讀、局限本實用新型于實際實施上的權利范圍。
[0056]本實用新型的優(yōu)點、特征以及達到的技術方法將參照例示性實施例及所附附圖進行更詳細地描述而更容易理解，且本實用新型或可以不同形式來實現(xiàn)，故不應被理解僅限于此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本公開更加透徹與全面且完整地傳達本實用新型的范疇，且本實用新型將僅為所附加的權利要求書所定義。
[0057]參閱圖1至3;圖1為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的2D顯示的側視圖；圖2為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的3D顯示的側視圖；圖3為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第一實施例的示意圖。如圖所示，于第一實施例中，本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I其包含了像素單元110、光學混光區(qū)120、光學導引區(qū)130及控制電路(圖未示出)。
[0058]續(xù)言之，本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I所包含的像素單元110又包含紅色發(fā)光單元110a、綠色發(fā)光單元I 1b及藍色發(fā)光單元110c，紅色發(fā)光單元110a、綠色發(fā)光單元IlOb及藍色發(fā)光單元IlOc皆分別包含基板111、第一電極層112、第一摻雜層113、第二摻雜層114及多個第二電極層115。
[0059]更詳細地說，第一電極層112設于基板111上，第一摻雜層113設于第一電極層112上，第二摻雜層114設于第一摻雜層113上，多個第二電極層115分別相對且不連接地設于第二摻雜層114上。
[0060]值得一提的是，于本實用新型的附圖中第二電極層115的數(shù)量以兩個為例；此外，第一電極層112為N型電極層時，第二電極層115則為P型電極層;反之，若第一電極層112為P型電極層時，第二電極層115則為N型電極層。
[0061]續(xù)言之，本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I所包含的光學混光區(qū)120設于像素單元110上；而光學導引區(qū)130則設于光學混光區(qū)120之上；于本實用新型中，控制電路用以電連結像素單元110，且依據(jù)2D圖像信號或3D圖像信號控制像素單元110投射形成對應的2D圖像或3D圖像。
[0062]進一步地，本實用新型可以使用微透鏡設計和制造技術將柱鏡光柵、狹縫光柵或其它光學透鏡設計等應用于光學導引區(qū)130中。本實施例中，該光學導引區(qū)130以及該光學混光區(qū)120可以由不同的材料組合而成，或是由同一種材料一體成形制造而成，可依據(jù)制造的工藝或視顯示需求效果予以調(diào)整和設計。光學導引區(qū)130的出光面可以是:平面、斜面、曲面或雙層的組合，如:柱鏡光柵、狹縫光柵或雙層的透鏡設計等組合結構，用以導引像素單元110所發(fā)出的光至不同的方向或經(jīng)由擋板產(chǎn)生遮擋作用由縫隙中間發(fā)出光線。
[0063]更詳細地說，當控制電路傳送2D圖像信號至像素單元110時，像素單元110會經(jīng)由光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130以直射角度投射光(2D圖像信息)；進而，觀看者的雙眼將接收到像素單元110所投射的2D圖像信息。
[0064]值得一提的是，當控制電路傳送3D圖像信號至像素單元110時，控制電路將交替地控制各第二電極層115a、115b與第一電極層112形成對應的電場，以使像素單元110可依時序交錯地以相對的二偏射角度分別投射光(3D圖像信息)，各3D圖像信息分別經(jīng)由光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130至觀看者的左眼及右眼，觀看者通過兩眼視差將3D圖像信息于腦中結合形成為3D圖像。
[0065]更進一步地說，當控制電路于第一時間點Tl控制第二電極層115a與第一電極層112形成電場后，像素單元110可依對應第二電極層115a的偏射角度投射3D圖像信息(如圖2(a)所示，朝偏左的角度投射3D圖像信息)，而當控制電路于第二時間點T2控制另一個第二電極層115b與第一電極層112形成電場后，像素單元110便可依對應第二電極層115b的另一個偏射角度投射3D圖像信息(如圖2(b)所示，朝偏右的角度投射3D圖像信息)。
[0066]承上所述可知，本實用新型的像素單元110的所以可以在顯示3D圖像時依時序交錯地輪流從兩個不同的角度投射3D圖像信息，是因為當其中一個第二電極層115與第一電極層112之間形成電場時，像素單元110的投射角度便會偏向該第二電極層的方向；因此，僅需通過控制電路切換不同的第二電極層115與第一電極層112形成電場，便可交錯地以不同角度投射3D圖像信息。
[0067]此外，雖像素單元110在交錯投射3D圖像信息時，就以一偏射角度進行投射，然為使投射3D圖像信息的偏移角度可以再加大，故使得3D圖像信息需進一步通過光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130，以通過光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130加大其偏移角度。
[0068]需說明的是，本實用新型的像素單元110是經(jīng)由半導體工藝所制成的，而在半導體工藝中，第一電極層112及多個第二電極層115皆是經(jīng)由打線步驟所形成的。裸眼3D顯示像素單元I可進一步包含有機發(fā)光二極管(OLED)或無機發(fā)光二極管等，如有機發(fā)光材料或II1-V族化合物半導體材料等。光學封裝體的材料可包含:聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、樹脂(Resin)、娃膠(Silicon)、玻璃、環(huán)氧樹脂(Epoxy)等材料，利用熱固化成形或利用紫外光固化成型，且光學封裝體可以為中空或?qū)嵭慕Y構，或運用芯片級封裝完成。
[0069]另一方面，當顯示2D圖像時，由于所有第二電極層115會同時與第一電極層112形成電場，因此像素單元110的投射角度將不會偏向某一邊，而是以直射的角度投射2D圖像信息。
[0070]請參閱圖4至8;圖4為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的2D顯示的側視圖；圖5為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的第一側視圖；圖6為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的第二側視圖；圖7為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的示意圖；圖8為本實用新型的裸眼3D顯示像素單元的第二實施例的3D顯示的示意圖。如圖所示，于第二實施例中，本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I其包含了多個像素單元110、光學混光區(qū)120、光學導引區(qū)130及控制電路(圖未示出)。而本實施例中所述的裸眼3D顯示像素單元I與前述第一實施例中所述的差異在于，本實施例的裸眼3D顯示像素單元I包含了多個像素單元110。
[0071]續(xù)言之，上述中本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I所包含的多個像素單元110又分別包含紅色發(fā)光單元I 1a、綠色發(fā)光單元I 1b及藍色發(fā)光單元I 1c，紅色發(fā)光單元110a、綠色發(fā)光單元IlOb及藍色發(fā)光單元IlOc皆分別包含基板111、第一電極層112、第一摻雜層113、第二摻雜層114及多個第二電極層115。其中，第一電極層112設于基板111上，第一摻雜層113設于第一電極層112上，第二摻雜層114設于第一摻雜層113上，多個第二電極層115分別相對且不連接地設于第二摻雜層114上。
[0072]續(xù)言之，于本實用新型的附圖中第二電極層115的數(shù)量同樣以兩個為例;此外，第一電極層112為N型電極層時，第二電極層115則為P型電極層;反之，若第一電極層112為P型電極層時，第二電極層115則為N型電極層。
[0073]而上述中本實用新型的裸眼3D顯示像素單元I所包含的光學混光區(qū)120設于多個像素單元110上；而光學導引區(qū)130則設于光學混光區(qū)120之上；于本實用新型中，控制電路用以電連結多個像素單元110，且依據(jù)2D圖像信號或3D圖像信號控制多個像素單元110投射形成對應的多個2D圖像或多個3D圖像。
[0074]承上述，當控制電路傳送2D圖像信號至多個像素單元110時，各像素單元110會經(jīng)由光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130以直射角度投射光(2D圖像信息)；進而，觀看者的雙眼將可接收到各像素單元110所投射的2D圖像信息，形成2D圖像。
[0075]另一方面，當控制電路傳送3D圖像信號至多個像素單元110時，控制電路將交替地控制各像素單元110的各第二電極層115a、115b與第一電極層112形成對應的電場，以使各像素單元110可依時序交錯地以相對的二個偏射角度分別投射光(3D圖像信息)，各像素單元110所投射的各3D圖像信息分別經(jīng)由光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130傳至觀看者的左眼及右眼，觀看者通過兩眼視差將3D圖像信息于腦中結合形成為3D圖像。
[0076]更進一步地說，當控制電路于第一時間點Tl控制各像素單元110的第二電極層115a與第一電極層112形成電場后，各像素單元110可依對應第二電極層115a的偏射角度投射3D圖像信息(如圖5所示，朝偏左的角度投射3D圖像信息)，而當控制電路于第二時間點T2控制各像素單元110的另一個第二電極層115b與第一電極層112形成電場后，各像素單元110便可依對應第二電極層115b的另一個偏射角度投射3D圖像信息(如圖6所示，朝偏右的角度投射3D圖像信息)。
[0077]承上所述可知，本實用新型的像素單元110的所以可以在顯示3D圖像時依時序交錯地輪流從兩個不同的角度投射3D圖像信息，是因為當其中一個第二電極層115與第一電極層112之間形成電場時，像素單元110的投射角度便會偏向該第二電極層的方向；因此，僅需通過控制電路切換不同的第二電極層115與第一電極層112形成電場，便可交錯地以不同角度投射3D圖像信息。如圖8所示，其所示意的是于第一時間點及第二時間點之后，多個像素單元110所投射的3D圖像信息的呈現(xiàn)，在第一時間點時，多個像素單元110同時朝左投射3D圖像信息，且如同中所示，像素單元110的數(shù)量為三個，進而在同一時間點中，裸眼3D顯示像素單元I可同時投射三個3D圖像信息;反之，于第二時間點時，多個像素單元110便同時朝右投射而產(chǎn)生三個3D圖像信息。
[0078]此外，雖像素單元110在交錯投射3D圖像信息時，就以一偏射角度進行投射，然為使投射3D圖像信息的偏移角度可以再加大，故使得3D圖像信息需進一步通過光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130，以通過光學混光區(qū)120及光學導引區(qū)130加大其偏移角度。因此，配合時序播放控制，請參閱圖9，本實用新型可通過持續(xù)快速地改變投射方向，將3D圖像信息投射至下一視區(qū)(Viewing zone)，以達到多視點(Mult1-view)觀看的功效。
[0079]除上前述顯示3D圖像之外，當顯示2D圖像時，由于各像素單元110的所有第二電極層115會同時與第一電極層112形成電場，因此各像素單元110的投射角度將不會偏向某一邊，而是以直射的方式投射2D圖像信息。
[0080]圖10為依據(jù)本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置的自由曲面屏幕示意圖；具有2D或3D切換功能的裝置包括裸眼3D顯示像素單元1、多個箱體(或顯示裝置模塊)21及顯示屏幕2。其中，由多個裸眼3D顯示像素單元I縱橫排列于電路基板上組成多個箱體21，各箱體21可以自由曲面無縫拼接的方式組成任意大面積的顯示屏幕2。該裸眼3D顯示屏幕的內(nèi)容播放由內(nèi)容播放裝置和內(nèi)容存儲裝置控制。
[0081 ]圖11為本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置的系統(tǒng)功能框圖。如圖所示，本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置20可依系統(tǒng)播放不同2D或3D內(nèi)容時，全屏2D/3D顯示動態(tài)相互功能切換，或在顯示屏幕不同區(qū)域同一時間分別播放2D及2D內(nèi)容。續(xù)言之，本實用新型的具有2D或3D切換功能的裝置20所包含的多個箱體21又包含了多個裸眼3D顯示像素單元I，各裸眼3D顯示像素單元I的結構及其作動方式皆如同前述中第一實施例及第二實施例所述，故在此便不予以贅述。
[0082]承上述，于同一時間中所顯示的圖像，顯示屏幕2的一部分區(qū)域中的多個裸眼3D顯示像素單元I可由控制電路控制而投射形成對應2D圖像信號的多個2D圖像，而另一部分區(qū)域中的多個裸眼3D顯示像素單元I則由控制電路控制而投射形成對應3D圖像信號的多個3D圖像。
[0083]更進一步地，具有2D或3D切換功能的裝置20可連結內(nèi)容播放裝置3，內(nèi)容播放裝置3用以接收由內(nèi)容存儲裝置4所儲存的2D或3D圖像數(shù)據(jù)，并譯碼所接收的2D或3D圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生多視圖圖像信號，再將多視圖圖像信號傳送至具有2D/3D模式同時間不同區(qū)顯示或全屏相互切換功能的顯示裝置20，而由顯示屏幕2投射顯示。
[0084]續(xù)言之，由于各裸眼3D顯示像素單元I可對應不同的圖像信號(2D圖像信號或3D圖像信號)，而個別對應投射形成2D圖像或3D圖像，使得顯示屏幕2上的至少一部分區(qū)域可顯示2D圖像，并搭配以其它區(qū)域顯示3D圖像;亦或是，至少一部分區(qū)域顯示3D圖像，而其它區(qū)域顯示2D圖像。另，可全區(qū)域顯示2D圖像或全區(qū)域顯示3D圖像。
[0085]進一步地說，由于各裸眼3D顯示像素單元I皆能切換投射2D或3D圖像信息，因此，本實用新型裸眼3D顯示像素單元組成的大面積顯示屏幕便可依據(jù)不同2D或3D內(nèi)容，全屏2D/3D顯示動態(tài)相互功能切換，或在顯示屏幕不同區(qū)域同一時間分別播放2D及3D內(nèi)容。不需限定特定區(qū)域僅能顯示2D或3D圖像，進而大大增加顯示屏幕2切換2D/3D圖像及調(diào)整變化2D或3D顯示圖像區(qū)域的彈性，因此，使得節(jié)目內(nèi)容制作更添加多元變化及觀賞性。
[0086]本實用新型提供一種具有2D或3D切換功能的裝置，其包含控制系統(tǒng)及裸眼3D顯示像素單元。裸眼3D顯示像素單元經(jīng)由電路基板電連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)個別、群組或其組合控制裸眼3D顯示像素單元。
[0087]承上所述，本實用新型運用半導體為自發(fā)光和指向性的光源特性，以及利用“兩眼視差”原理，提供一種裸眼3D顯示像素單元可使像素單元的圖像信息依時序交錯投射，并使觀看者的右眼與左眼接收各圖像信息后產(chǎn)生視差，再經(jīng)由大腦將視差圖像合成為立體視覺效果;更進一步地，本實用新型通過控制電路使得不同的第二電極層依時序交替地與第一電極層形成對應的電場，進而使得像素單元可依時序交錯地對應各電場而朝不同角度投射圖像信息，當播放控制系統(tǒng)取消時序交錯投射時，像素單元將可改成以傳統(tǒng)LED光束角度投射圖像，亦即為2D顯示；由此，可依播放2D或3D內(nèi)容在顯示屏幕不同區(qū)域同一時間分別播放2D及3D內(nèi)容，或全屏2D/3D顯示動態(tài)相互切換功能。
[0088]以上所述的實施例僅為說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在使本領域技術人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，當不能以之限定本實用新型的專利范圍，即依本實用新型所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本實用新型的專利范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，包含: 像素單元，包含紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元，且所述紅色發(fā)光單元、所述綠色發(fā)光單元及所述藍色發(fā)光單元皆分別包含: 基板； 第一電極層，設于所述基板上； 第一摻雜層，設于所述第一電極層上； 第二摻雜層，設于所述第一摻雜層上；以及 多個第二電極層，分別相對且不連接地設于所述第二摻雜層上； 光學封裝體，包覆所述像素單元且包含至少一個光學混光區(qū)及至少一個光學導引區(qū)，所述至少一個混光區(qū)設于所述像素單元上，所述至少一個光學導引區(qū)設于所述至少一個光學混光區(qū)上；以及 控制電路，電連結所述像素單元，且傳送2D圖像信號或3D影像信號至所述像素單元;所述像素單元接收所述2D圖像信號而經(jīng)由所述光學混光區(qū)及所述光學導引區(qū)以直射角度投射光，至少一個觀看者的雙眼接收所述像素單元所投射的光，形成2D圖像，所述控制電路傳送3D影像信號至所述像素單元且交替地控制各所述第二電極層與所述第一電極層形成對應的電場，以使所述像素單元依時序交錯地以相對的二偏射角度分別投射光，所述像素單元所投射的光分別經(jīng)由所述光學混光區(qū)及所述光學導引區(qū)至所述至少一個觀看者的左眼及右眼，以分別形成左右眼視差圖像，并通過所述觀看者的大腦感知所述左右眼視差圖像后融合成3D圖像。2.如權利要求1所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述控制電路于第一時間點控制其中一個所述第二電極層與所述第一電極層形成電場，而所述像素單元依對應其中一個所述第二電極層的其中一個偏射角度投射光;所述控制電路于第二時間點控制另一個所述第二電極層與所述第一電極層形成電場，而所述像素單元則依對應另一個所述第二電極層的另一個偏射角度投射光。3.如權利要求1所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述光學導引區(qū)具有遠離所述像素單元的至少一個出光面，所述至少一個出光面包含平面、斜面、曲面、雙層或其組合，且通過微透鏡工藝將柱鏡光柵或狹縫光柵形成于所述光學導引區(qū)之中，以導引所述像素單元所投射的光至相異方向，或部分遮擋所述像素單元所投射的光。4.如權利要求1所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述光學封裝體為中空或?qū)嵭慕Y構，或運用芯片級封裝完成，而所述光學封裝體呈矩形、圓形、三角形或多邊形。5.一種裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，包含: 多個像素單元，分別包含紅色發(fā)光單元、綠色發(fā)光單元及藍色發(fā)光單元，且所述紅色發(fā)光單元、所述綠色發(fā)光單元及所述藍色發(fā)光單元皆分別包含: 基板； 第一電極層，設于所述基板上； 第一摻雜層，設于所述第一電極層上； 第二摻雜層，設于所述第一摻雜層上；以及 多個第二電極層，分別相對且不連接地設于所述第二摻雜層上； 光學封裝體，包覆所述像素單元且包含至少一個光學混光區(qū)及至少一個光學導引區(qū)，所述至少一個混光區(qū)設于所述像素單元上，所述至少一個光學導引區(qū)設于所述至少一個光學混光區(qū)上；以及 控制電路，電連結所述多個像素單元，且傳送2D圖像信號至所述多個像素單元;所述多個像素單元接收所述2D圖像信號而經(jīng)由所述光學混光區(qū)及所述光學導引區(qū)以直射角度投射光，各觀看者的雙眼分別接收所述像素單元所投射的光，形成2D圖像，所述控制電路傳送所述3D影像信號至所述多個像素單元且交替地控制各所述像素單元的各所述第二電極層與所述第一電極層形成對應的電場，以使各所述像素單元依時序交錯地以相對的二偏射角度分別投射光，所述多個像素單元所投射的光分別經(jīng)由所述光學混光區(qū)及所述光學導引區(qū)至各所述觀看者的左眼及右眼，以分別形成左右眼視差圖像，并通過各所述觀看者的大腦感知所述左右眼視差圖像后融合成3D圖像。6.如權利要求5所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述控制電路于第一時間點控制各所述像素單元的其中一個所述第二電極層與所述第一電極層形成電場，而各所述像素單元依對應其中一個所述第二電極層的其中一個偏射角度投射光;所述控制電路于第二時間點控制各所述像素單元的另一個所述第二電極層與所述第一電極層形成電場，而各所述像素單元則依對應另一個所述第二電極層的另一個偏射角度投射光。7.如權利要求5所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述光學導引區(qū)具有遠離所述像素單元的至少一個出光面，所述至少一個出光面包含平面、斜面、曲面、雙層或其組合，且通過微透鏡工藝將柱鏡光柵或狹縫光柵形成于所述光學導引區(qū)之中，以導引所述像素單元所投射的光至相異方向，或遮擋所述像素單元所投射的光。8.如權利要求5所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述光學封裝體為中空或?qū)嵭慕Y構，或運用芯片級封裝完成，而所述光學封裝體呈矩形、圓形、三角形或多邊形。9.如權利要求5所述的裸眼3D顯示像素單元，其特征在于，所述多個像素單元的排列方式為相互對齊成經(jīng)瑋線排列、相互成一斜線排列、兩線交叉排列、相互交錯排列、相互成三角形排列或呈現(xiàn)多邊型排列。10.一種具有2D或3D切換功能的裝置，其包含: 多個箱體，分別由多個裸眼3D顯示像素單元縱橫排列于電路基板上所組成；以及 顯示屏幕，由所述多個箱體縱橫排列所組成，所述顯示屏幕呈平面或曲面，于同一時間，所述顯示屏幕的一部分區(qū)域中的所述多個裸眼3D顯示像素單元接收2D圖像信號而投射對應所述2D圖像信號的光，而另一部分區(qū)域中的所述多個裸眼3D顯示像素單元則接收一 3D圖像信號而投射對應所述3D圖像信號的光。11.如權利要求10所述的具有2D或3D切換功能的裝置，其特征在于，所述具有2D或30切換功能的裝置連結內(nèi)容播放裝置，所述內(nèi)容播放裝置接收由內(nèi)容存儲裝置所儲存的2D或3D圖像數(shù)據(jù)，所述內(nèi)容播放裝置譯碼所述2D或3D圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生多視圖圖像信號，并將所述多視圖圖像信號傳送至所述具有2D或3D切換功能的裝置。12.如權利要求10所述的具有2D或3D切換功能的裝置，其特征在于，所述多個裸眼3D顯示像素單元的控制電路于第一時間點控制其中一個所述裸眼3D顯示像素單元的第二電極層與所述第一電極層形成電場，而其中一所述像素單元依對應其中一個所述第二電極層的其中一個偏射角度投射光;所述控制電路于第二時間點控制另一個所述第二電極層與所述第一電極層形成電場后，而其中一個所述像素單元則依對應另一個所述第二電極層的另一個偏射角度投射光。13.一種具有2D或3D切換功能的裝置，其特征在于，包含: 控制系統(tǒng)；以及 多個如權利要求1至9中任一項所述的裸眼3D顯示像素單元，所述多個裸眼3D顯示像素單元經(jīng)由電路基板電連接所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)個別、群組或其組合控制所述多個裸眼3D顯示像素單元，以依播放2D或3D內(nèi)容在所述多個裸眼3D顯示像素單元組成的顯示屏幕，實現(xiàn)不同區(qū)域同一時間分別播放2D及3D內(nèi)容，或全屏2D/3D顯示動態(tài)相互切換功能。
【文檔編號】H04N13/04GK205539739SQ201620006697
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】胡繼忠, 蔡增光
【申請人】胡繼忠