TWI403759B - 發光二極體立體顯示裝置 - Google Patents

Description

發光二極體立體顯示裝置

本發明涉及一種資訊顯示裝置，尤其係一種發光二極體立體顯示裝置。

先前之立體顯示裝置所採用之立體顯示技術一般為眼鏡式立體技術及裸眼式立體顯示技術。眼鏡式立體技術之原理係於眼鏡之鏡片上使用快門式相互交替技術，或者使用不同偏極方向之光學鏡片，使得左右眼於同一時間所獲取之影像不同，從而產生立體之感覺。而裸眼式立體顯示技術之原理係利用顯示屏中之光閘(light valve)之打開及關閉，而使得左右眼於同一時間所獲取之影像不同，從而產生立體之感覺。在此，一種新型之立體顯示裝置可參閱Chiodo,J.D.等人於2000年Electronics and the Environment,2000.ISEE 2000.Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium on上發表之論文Isolating LCD’S at end-of-life using active disassembly technology：a feasibility study。

先前之這兩種立體顯示技術分別需增加眼鏡、偏極片或者光閘等元件，製作工藝難且成本高。同時，由於眼鏡式立體技術所產生之立體效果不佳，一般選用裸眼式立體技術，但裸眼式立體顯示技術一般需使用液晶顯示屏，而液晶材料於控制時要達到穩態則需要一定時間，所 以其開關頻率有其上限，無法實現較高頻率之開關操作。

有鑒於此，提供一種能夠進行較高頻率開關操作之立體顯示裝置實為必要。

下面將以實施例說明一種能夠進行較高頻率開關操作之發光二極體立體顯示裝置。

一種發光二極體立體顯示裝置，用以顯示立體圖像，其包括：一個基板，複數個畫素以及一個柱狀透鏡陣列。該複數個畫素設置於該基板上，每一畫素包含複數個不同色光發光二極體；該複數個畫素組成沿一第一方向交替排列之複數個奇數列畫素區及複數個偶數列畫素區；該柱狀透鏡陣列與該基板相對設置且與該複數個畫素相鄰，其包括複數個沿該第一方向排列之柱狀透鏡，每一柱狀透鏡包括一個遠離該複數個畫素之凸柱面，且每一個該柱狀透鏡對應一個奇數列畫素區及與該奇數列畫素區相鄰之一個偶數列畫素區。

與先前技術相比，該發光二極體立體顯示裝置中之奇數列畫素區與偶數列畫素區發出之光線經由柱狀透鏡陣列中之柱狀透鏡之凸柱面折射後從不同方向出射，觀察者左右眼所獲取之視覺影像不同，從而產生立體畫面之感覺。因此，本發明實施例提供之發光二極體立體顯示裝置無需增加眼鏡、偏極片或者光閘等元件，結構簡單，且發光二極體能夠快速反應，其從驅動到穩態所需時間很短，所以能夠很好之實現較高頻率之開關操作。

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步之詳細說明。

請參閱圖1至圖5，本發明第一實施例提供之發光二極體立體顯示裝置10，其包括一個基板11、複數個畫素12以及一個柱狀透鏡陣列13。

該複數個畫素12設置於該基板11上，該複數個畫素12組成沿A方向交替排佈之複數個奇數列畫素區12a及複數個偶數列畫素區12b。每一個奇數列畫素區12a及偶數列畫素區12b分別包括複數個排列成一個列之畫素12。每一個畫素12包含複數個不同色光發光二極體，例如一個紅色發光二極體121、一個藍色發光二極體123及一個綠色發光二極體122。該紅色、藍色及綠色發光二極體121、122及123呈一規則排佈方式，例如三角形排佈(如圖1所示)，或行列式排佈(如圖3所示)。當然，每一個畫素12中之發光二極體之數量則可視實際需要而定。

需指明的是，每一個畫素12也可包含複數個紅色發光二極體121、複數個藍色發光二極體123及複數個綠色發光二極體122。也就是說，每一個畫素12中之同色光發光二極體並不限於一個，而可為複數個。對於該種設置之畫素，其所包含之複數個發光二極體也為一規則排佈方式，例如，金字塔形排佈(如圖4所示)，或者其他合適之排佈方式例如行列式排佈。

該柱狀透鏡陣列13與該基板11相對設置且與該複數個畫素12相鄰。該柱狀透鏡陣列13包括複數個相互平行設置且沿A方向排列之柱狀透鏡131，該複數個柱狀透鏡131分 別沿不同於A方向之另一方向延伸。本實施例中，該複數個柱狀透鏡131分別為平凸柱狀透鏡，每一柱狀透鏡131分別包括一個鄰近複數個畫素12之平面及一個遠離該複數個畫素12之凸柱面131a，且每個柱狀透鏡131對應一個奇數列畫素區12a及一個與該奇數列畫素區12a相鄰之偶數列畫素區12b。

進一步的，發光二極體立體顯示裝置10還包括一個控制電路(圖中未顯示)，該控制電路用以控制奇數列畫素區12a及偶數列畫素區12b所包括之複數個畫素12之點亮及熄滅狀態，從而實現圖像顯示。該控制電路可設置於該基板11上。

請參閱圖5，當經由該控制電路之控制驅動一個柱狀透鏡131所對應之奇數列畫素區12a及偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素同時點亮，且觀察者位於該柱狀透鏡131之前方時，該奇數列畫素區12a及偶數列畫素區12b所發出之光線於該柱狀透鏡131之凸柱面131a發生折射後分別沿不同之方向射出。由於觀察者之左右眼之間存在一定之間距，因此左眼可接收到該偶數列畫素區12b所投射出來之影像畫面；同時，右眼可接收到該奇數列畫素區12a所投射出來之影像畫面。在同一時間，觀察者之大腦將該左右眼所獲得之不同影像畫面整合，即可產生立體畫面之感覺。

參見圖6及圖7，本發明第二實施例提供之發光二極體立體顯示裝置與第一實施例之結構基本相同，區別在於，本發明第二實施例係採用時序控制使該觀察者之視覺影 像產生差異，進一步加強了立體視覺效果。

具體的，該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素係經由控制電路之控制而交替點亮。也即，當該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素點亮，則該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素處於熄滅狀態；反之，當該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素處於熄滅狀態，則該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素點亮。

如圖6所示，當該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素交替點亮且不存於延遲時間，即於任何一個時間，僅有該奇數列畫素區12a或者該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素處於點亮狀態。因此，該觀察者只有左眼(或者右眼)能夠接受到該偶數列畫素區12b(或者該奇數列畫素區12a)所投射出來之影像畫面，而另一隻眼睛則不會獲取到影像畫面。然而，由於該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間t1與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間t2均小於視覺之暫留時間，由於視覺暫留現象，於同一時間內觀察者之左右眼仍能夠感受到不同之影像畫面，進而可產生立體之視覺效果。

如圖7所示，當交替點亮存於一個延遲時間Δt，即於某個時刻，該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b會均 處於熄滅狀態；因此該偶數列畫素區12b與該奇數列畫素區12a所投射出來之影像畫面為不連續的。但於該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間t1與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間t2均小於視覺之暫留時間，且該延遲時間Δt小於視覺之暫留時間之情形下，由於視覺暫留現象，觀察者左右眼所接收到之影像畫面仍然是連續的。同理，觀察者之大腦將該左右眼所獲得之不同影像畫面整合，即可產生立體畫面之感覺。

參見圖8，本發明第三實施例提供之發光二極體立體顯示裝置與第一實施例之結構基本相同，不同之處在於：每一個柱狀透鏡131對應六個畫素列A、B、C、D、E及F，其中畫素列A、B及C構成一個奇數列畫素區12a，畫素列D、E及F為一個偶數列畫素區12b。

(1)當該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b分別所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素同時點亮，位於圖9之該柱狀透鏡131前方之觀察者之左眼所接收到之是該偶數列畫素區12b投射出來之影像畫面，其右眼所接收到之是該奇數列畫素區12a投射出來之影像畫面。於同一時間，觀察者之大腦將該左右眼所獲得之不同影像畫面整合，即可產生立體畫面之感覺。

(2)當該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b分別所包含之複數個畫素交替點亮且不存於延遲時間，即於任何一個時間，該奇數列畫素區12a中至少有一畫素列所包 含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素點亮，或者該偶數列畫素區12b中至少有一畫素列所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素點亮。即於任何一個時間，該觀察者只有左眼(或者右眼)能夠接受到該偶數列畫素區12b(或者該奇數列畫素區12a)中被點亮之畫素列投射出來之影像畫面，而另一隻眼睛則不會獲取到影像畫面。然而，由於該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間均小於視覺之暫留時間，由於視覺暫留現象，因此，於同一時間觀察者之左右眼仍能夠感受到不同之影像畫面，進而可產生立體之視覺效果。

(3)當該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b分別所包含之複數個畫素交替點亮存於一個延遲時間Δt，即於某個時間，該奇數列畫素區12a與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素會處於熄滅狀態，因此該偶數列畫素區12b中被點亮之畫素列或者該奇數列畫素區12a中被點亮之畫素列所投射出來之影像畫面為不連續的。但於該奇數列畫素區12a所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間與該偶數列畫素區12b所包含之複數個畫素中與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間均小於視覺之暫留時間，且該延遲時間Δt小於視覺之暫留時間之情形下，由於視覺暫留現象，因此，觀察者左右眼所接收到之影像畫面仍為連續的。同理，觀察 者之大腦將該左右眼所獲得之不同影像畫面整合，即可產生立體畫面之感覺。

可理解的是，於本發明第一、第二及第三實施例中，一個柱狀透鏡131之奇數列畫素區及偶數列畫素區分別所對應之畫素列並不限於一個或三個，其也可為兩個或者三個以上。需要說明的是，本發明實施例所涉及之列畫素區也可稱之為行畫素區，因為“列”與“行”之稱謂是相對的。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。但以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧發光二極體立體顯示裝置

11‧‧‧基板

12‧‧‧畫素

13‧‧‧柱狀透鏡陣列

12a‧‧‧奇數列畫素區

12b‧‧‧偶數列畫素區

121‧‧‧紅色發光二極體

123‧‧‧藍色發光二極體

122‧‧‧綠色發光二極體

131‧‧‧柱狀透鏡

131a‧‧‧凸柱面

圖1係本發明第一實施例提供之發光二極體立體顯示裝置之結構示意圖；圖2係圖1中沿II-II線之剖面示意圖；圖3係圖1中每個畫素所包含之複數個不同色光發光二極體呈行列式排佈之示意圖；圖4係圖1中每個畫素所包含之複數個不同色光發光二極體呈金字塔形排佈之示意圖；圖5係圖1中之柱狀透鏡之成像原理示意圖；圖6係本發明第二實施例提供之發光二極體立體顯示裝置 之奇數列畫素區與偶數列素區交替點亮且不存於延遲時間之訊號時序圖；圖7係本發明第二實施例提供之發光二極體立體顯示裝置之奇數列畫素區與偶數列素區交替點亮且存於延遲時間之訊號時序圖；圖8係本發明第三實施例提供之發光二極體立體顯示裝置之柱狀透鏡成像原理示意圖。

10‧‧‧發光二極體立體顯示裝置

11‧‧‧基板

12‧‧‧畫素

13‧‧‧柱狀透鏡陣列

12a‧‧‧奇數列畫素區

12b‧‧‧偶數列畫素區

121‧‧‧紅色發光二極體

123‧‧‧藍色發光二極體

122‧‧‧綠色發光二極體

131‧‧‧柱狀透鏡

Claims (8)

1. 一種發光二極體立體顯示裝置，用以顯示立體圖像，其包括：一個基板，複數個畫素，該複數個畫素設置於該基板上，每一個畫素包括複數個不同色光發光二極體，每一個畫素之該複數個不同色光發光二極體包括至少一個紅色發光二極體、至少一個藍色發光二極體及至少一個綠色發光二極體；該複數個畫素組成沿一第一方向交替排列之複數個奇數列畫素區及複數個偶數列畫素區；以及一個柱狀透鏡陣列，該柱狀透鏡陣列與該基板相對設置且與該複數個畫素相鄰，其包括複數個沿該第一方向排列之柱狀透鏡，每一個柱狀透鏡包括一個遠離該複數個畫素之凸柱面，且每一個該柱狀透鏡對應一個奇數列畫素區及與該奇數列畫素區相鄰之一個偶數列畫素區。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，還包括一控制電路，用以驅動至少一個該柱狀透鏡對應之該奇數列畫素區與所欲顯示圖像對應之畫素，與該偶數列畫素區與所欲顯示圖像對應之畫素同時點亮。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，還包括一個控制電路，用以驅動至少一個該柱狀透鏡對應之該奇數列畫素區與所欲顯示圖像對應之畫素，與該偶數列畫素區與所欲顯示圖像對應之畫素交替點亮。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，該奇數列畫素區與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮 持續時間，與該偶數列畫素區之與所欲顯示圖像對應之畫素之點亮持續時間分別小於視覺暫留時間。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，該交替點亮存於一延遲時間，該延遲時間小於視覺暫留時間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，每一個畫素之該複數個不同色光發光二極體呈三角形排佈、金字塔排佈或行列式排佈。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，該複數個柱狀透鏡分別為平凸柱狀透鏡，每一個平凸柱狀透鏡包括一個鄰近該複數個畫素之平面以及一個遠離該複數個畫素之該凸柱面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體立體顯示裝置，其中，每一個該奇數列畫素區及每一個該偶數列畫素區分別包括複數個畫素列，每一個畫素列包括複數個畫素。