显示设备制造技术

显示设备包括微型LED阵列和折反射光学元件的对准阵列，其中微型光学器件的阵列进一步对准低反射屏幕的孔阵列。有利地，这种布置为显示器提供了可配置尺寸的大图像、低成本和高亮度，其可以在来自周围照明的高照度下实现高对比度，同时还实现高发光效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示设备
本公开涉及一种显示设备，该显示设备包括与多个折反射光学元件对准的多个可寻址发光元件和低反射率屏幕。这样的设备可以用于室内或室外电子显示屏，例如用于大显示器尺寸的显示屏，包括电视、电影院和广告牌显示器，以用于高环境照明环境中和以实现非常高的对比度。
技术介绍
已知的显示屏的前表面可以装配有AR(防反射涂层)层。AR涂层可以通过降低环境光源从显示器表面反射的亮度来增加可感知的图像对比度。然而，提供在所有可见光波长下均匀地消除反射的AR层可能是昂贵的，并且这样的涂层可能易于损坏。一种替代方法是提供包括扩散前表面的AG(防眩光)层。AG层使照射显示器的环境光源的反射图像散射，使得观看者不能将它们清楚地分辨为物体。来自点光源的光散布在增加的区域上，从而在整个显示区域上获得更均匀的图像对比度。漫射光不期望地在图像的低亮度区域中提供光，从而降低了显示器的对比度性能。AG涂层还会使图像像素模糊，从而不希望地降低感知的图像分辨率。通过半导体生长到单片晶圆上而形成的无机LED表现出高水平的发光效率(lm/W)和高发光率(lm/mm2)。光源尺寸由LED晶片的面积决定，因此原则上可以由任意尺寸制成，直至单片晶圆的尺寸。与光转换层配合，LED可以提供可接受的CIE显色指数(CRI)或颜色空间覆盖率。可以在任意大的基板上形成有机发光二极管(OLED)，但是发光度可能比无机LED所实现的发光度低1000倍以上。在本说明书中，LED是指直接从单片晶圆中提取的未封装的LED晶片芯片，即半导体元件。这与封装的LED不同，在封装的LED中，LED晶片已连接到引线框架以提供电极，并且可以组装到塑料封装中以利于后续的自动组装。封装的LED通常具有大于1mm的尺寸，并且更典型地具有大于3mm的尺寸，并且可以通过包括拾取和放置方法的常规印刷电路板组装技术来组装。由这种组装机放置的部件的精度通常可以为约正负30微米。这样的尺寸和公差将应用限制在高分辨率显示器上。户外用LED显示器通常由嵌入黑色塑料树脂中的封装LED芯片构成，以抑制背景光反射，从而提高显示器的整体对比度和观看质量。黑色树脂材料吸收了大量的发射光，这降低了效率并增加了显示器的整体功耗。可以通过阵列提取方法形成微型LED，其中将多个LED并行地从单片晶圆中去除。微型LED的尺寸可以小于300微米，优选地小于200微米，更优选地小于100微米，并且可以以小于5微米的位置公差布置并且可以用于提供高分辨率显示器和局部调光背光。
技术实现思路
根据本公开的第一个方面，提供了一种显示设备，包括：至少一个图像像素阵列传递结构，其包括：布置成输出光的多个微型LED，所述多个微型LED被布置在微型LED阵列中；以及布置在折反射光学元件阵列中的多个折反射光学元件，其中多个折反射光学元件中的每个折反射光学元件与多个微型LED中的相应一个或多个微型LED相对应地对准，多个微型LED中的每个微型LED仅与多个折反射光学元件中的相应一个折反射光学元件对准；和低反射屏幕，其包括布置在透明支撑基板的一侧上的光吸收结构，其中所述光吸收结构包括布置在孔阵列中的多个透光孔，所述透明支撑基板被布置在所述图像像素阵列传递结构和所述光吸收结构之间；其中所述至少一个图像像素阵列传递结构和所述低反射屏幕对准，使得来自每个微型LED和其相应的对准的折反射光学元件的光被传递到所述透光孔中的至少一个。显示设备可以进一步包括控制系统，该控制系统被布置为向多个微型LED提供图像数据。有利地，可以在明亮的照明环境中为显示器提供高对比度，以及高发光效率和高亮度。来自电子和光学组件的反射可以被最小化，并且可以提供高显示均匀性。可以为高帧频操作提供快速显示操作。大面积显示器的功耗可以最小化。可以实现在高环境亮度环境中以高对比度进行操作。所述显示设备可以进一步包括至少一个对准结构，所述至少一个对准结构被布置为将所述多个折反射光学元件与所述多个透光孔对准。可以以低成本和复杂性方便地对准显示器，以有利地获得高均匀度图像。多个微型LED可以布置在背板基板上，并且多个折反射光学元件布置在光学基板上。有利地，可以以高均匀性和低组装成本在大面积上提供图像像素阵列传递结构。所述显示设备可以包括至少两个图像像素阵列传递结构，其中所述图像像素阵列传递结构被平铺，并且所述低反射屏幕与所述至少两个图像像素阵列传递结构对准。有利地，可以提供比在单个基板上方便地制造的显示区域更大的显示区域，而看不到平铺结构之间的接缝。显示器可以按缩放到任意大小，并且可以在与工厂不同的位置组装。大面积显示器的成本可以降低。可以在透光孔区域和透明支撑基板之间布置扩散器。有利地，可以控制亮度随视角的变化，以在期望的观看者几何形状上提供均匀的显示外观。在折反射光学元件阵列和透明支撑基板之间可以布置多个透镜。多个透镜可以布置在光学基板和透明支撑基板中的至少一个上。有利地，可以在对准步骤期间减小像素阵列传递结构相对于透光孔区域的对准公差。组装成本可以降低。多个透镜中的每一个可以被布置为接收来自多个微型LED中的至少两个微型LED的光。有利地，可以通过控制微型LED驱动信号来校正未对准。此外，可以提供增加的动态范围。对准结构可以进一步包括结构支撑构件，该结构支撑构件被布置为在图像像素阵列传递结构和低反射屏幕之间提供机械固定。有利地，可以提供像素阵列传递结构和低反射屏幕的牢固对准，从而实现增加的均匀性和可靠的对准。光吸收结构对白光的平均反射率小于4％，优选小于2％，最优选小于1％。有利地，可以为高水平的环境照度提供高对比度图像。对于期望的对比度，可以减少功耗。光吸收结构可以包括微结构化表面。所述微结构化表面可以包括角锥后吸收器结构，或者可以包括具有高面积的梳状结构，用于吸收正面反射的光。有利地，可以减少屏幕反射的前部，从而增加显示对比度。低反射屏幕可以进一步设置有声孔。声孔可以包括孔阵列以传输声音。孔阵列可以具有被布置为减少来自图像像素阵列传递结构的光透射的轮廓。可以在至少一个图像像素阵列传递结构上提供声换能器。有利地，可以从与显示的图像数据相关联的显示表面上的位置提供声音。波长转换层和/或滤色器可以布置在至少一个透光孔区域和透明支撑基板之间。有利地，与形成在多个微型LED上的波长转换层相比，可以降低波长转换层的温度。多个微型LED可以提供蓝光，并且至少一个波长转换层被布置为将蓝光转换为黄或绿或红光。有利地，可以实现提高的显示效率。多个微型LED可以提供白光，并且分别在不同的透光孔区域中提供红色、绿色和蓝色滤色器。有利地，可以实现增加的色域。多个折反射光学元件中的每个折反射光学元件可在通过其光轴的至少一个横截面中包括：第一外表面和面对第一外表面的第二外表面；其中第一和第二外表面从折反射光学元件的第一端延伸到折反射光学元件的第二端，折反射光学元件的第二端面对折反射光学元件的第一端；其中在折反射光学元件的第一端处的第一和第二外表面之间的距离小于在折反射光学元件的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示设备，包括：/n至少一个图像像素阵列传递结构，其包括：布置成输出光的多个微型LED，所述多个微型LED被布置在微型LED阵列中；以及布置在折反射光学元件阵列中的多个折反射光学元件，其中所述多个折反射光学元件中的每个折反射光学元件与所述多个微型LED中的相应一个或多个微型LED相对应地对准，所述多个微型LED中的每个微型LED仅与所述多个折反射光学元件中的相应一个折反射光学元件对准；/n和低反射屏幕，其包括布置在透明支撑基板的一侧上的光吸收结构，其中所述光吸收结构包括布置在孔阵列中的多个透光孔，所述透明支撑基板被布置在所述图像像素阵列传递结构和所述光吸收结构之间；/n其中所述至少一个图像像素阵列传递结构和所述低反射屏幕对准，使得来自每个微型LED和其相应的对准的折反射光学元件的光被传递到至少一个所述透光孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171105 GB 1718307.01.一种显示设备，包括：
至少一个图像像素阵列传递结构，其包括：布置成输出光的多个微型LED，所述多个微型LED被布置在微型LED阵列中；以及布置在折反射光学元件阵列中的多个折反射光学元件，其中所述多个折反射光学元件中的每个折反射光学元件与所述多个微型LED中的相应一个或多个微型LED相对应地对准，所述多个微型LED中的每个微型LED仅与所述多个折反射光学元件中的相应一个折反射光学元件对准；
和低反射屏幕，其包括布置在透明支撑基板的一侧上的光吸收结构，其中所述光吸收结构包括布置在孔阵列中的多个透光孔，所述透明支撑基板被布置在所述图像像素阵列传递结构和所述光吸收结构之间；
其中所述至少一个图像像素阵列传递结构和所述低反射屏幕对准，使得来自每个微型LED和其相应的对准的折反射光学元件的光被传递到至少一个所述透光孔。


2.根据权利要求1所述的显示设备，其进一步包括控制系统，所述控制系统被布置为向所述多个微型LED提供图像数据。


3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其进一步包括至少一个对准结构，所述至少一个对准结构被布置为将所述多个折反射光学元件与所述多个透光孔对准。


4.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述多个微型LED布置在背板基板上，并且所述多个折反射光学元件布置在光学基板上。


5.根据权利要求4所述的显示设备，其包括至少两个图像像素阵列传递结构，其中所述图像像素阵列传递结构被平铺，并且所述低反射屏幕与所述至少两个图像像素阵列传递结构对准。


6.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，还包括在所述透光孔区域和所述透明支撑基板之间布置的扩散器。


7.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中多个透镜布置在所述折反射光学元件阵列和所述透明支撑基板之间。


8.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述多个透镜被布置在所述光学基板和所述透明支撑基板中的至少一个上。


9.根据权利要求7或8所述的显示设备，其中所述多个透镜中的每一个被布置为接收来自所述多个微型LED中的至少两个微型LED的光。


10.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述对准结构进一步包括结构支撑构件，所述结构支撑构件被布置为在所述图像像素阵列传递结构和所述低反射屏幕之间提供机械固定。


11.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述光吸收结构的白光平均反射率小于4％，优选小于2％，最优选小于1％。


12.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述光吸收结构包括微结构化表面。


13.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述微结构化表面包括角锥后向吸收器结构。


14.根据权利要求11或权利要求12所述的显示设备，其中所述微结构化表面包括梳状结构。


15.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述低反射屏幕还设置有声孔。


16.根据权利要求14所述的显示设备，其中所述声孔包括孔阵列，以传输声音。


17.根据权利要求15所述的显示设备，其中所述孔阵列具有被布置为减少来自所述图像像素阵列传递结构的光传输的轮廓。


18.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中声换能器设置在所述至少一个图像像素阵列传递结构上。


19.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中波长转换层和/或滤色器布置在至少一个透光孔区域和所述透明支撑基板之间。


20.根据权利要求18所述的显示设备，其中所述多个微型LED提供蓝光，并且至少一个波长转换层被布置为将蓝光转换为黄或绿或红光。


21.根据权利要求19所述的显示设备，其中所述多个微型LED提供白光，并且分别在不同的透光孔区域中提供红色、绿色和蓝色滤色器。


22.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述多个折反射光学元件中的每个折反射光学元件在通过其光轴的至少一个横截面中包括：
第一外表面和面对所述第一外表面的第二外表面；
其中所述第一外表...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈罗德，G·伍德盖特，
申请(专利权)人：奥普托维特有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB