[发明专利]显示设备

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。