技術(shù)領(lǐng)域

一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例涉及顯示設(shè)備、頭戴式顯示設(shè)備和圖像顯示系統(tǒng)，更具體地講，涉及通過發(fā)射或利用具有深度信息的紅外線來顯示三維(“3D”)圖像的顯示設(shè)備、頭戴式顯示設(shè)備和圖像顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

頭戴式顯示設(shè)備通常指被構(gòu)造為以眼鏡或者頭盔的形式安裝在用戶的頭部上的顯示設(shè)備。在這樣的頭戴式顯示設(shè)備中，在用戶的眼睛的前面顯示圖像使得用戶可以識(shí)別圖像。頭戴式顯示設(shè)備可以利用自生成的光和/或從外部源入射的光來顯示圖像。

發(fā)光二極管(“LED”)為半導(dǎo)體器件，具體地講，將由空穴和電子的復(fù)合產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為光能的p-n結(jié)二極管。當(dāng)沿正向向p-n結(jié)二極管施加電壓時(shí)，注入空穴和電子，并且空穴和電子的復(fù)合產(chǎn)生能量。

無機(jī)LED使用無機(jī)化合物發(fā)光。無機(jī)LED可以包括紅LED、黃LED、藍(lán)LED、白LED、紫外LED和紅外LED。無機(jī)LED廣泛用于例如液晶顯示(“LCD”)裝置、照明裝置或電子顯示器的背光中。另外，有機(jī)LED使用有機(jī)化合物發(fā)光，并且廣泛用于小型至大型電子裝置(例如，移動(dòng)電話和大屏幕顯示裝置)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由于三維(“3D”)顯示設(shè)備的需求的增大，正在研究各種3D圖像顯示方法。例如，諸如電視機(jī)(“TV”)的顯示設(shè)備可以通過使用偏振片、透鏡陣列或快門來在用戶的左眼和右眼上投射不同的圖像以顯示3D圖像。然而，上面的方法具有有限的視角，并且無法同時(shí)顯示二維(“2D”)圖像和3D圖像。

一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例包括用于針對3D顯示設(shè)備提供連續(xù)的寬視角并通過將3D顯示設(shè)備與頭戴式顯示設(shè)備連接來產(chǎn)生增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖像顯示方法、顯示設(shè)備和頭戴式顯示設(shè)備。

根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例，顯示設(shè)備包括第一像素和第二像素。在這樣的實(shí)施例中，第一像素和第二像素中的每個(gè)像素包括第一子像素、第二子像素、第三子像素和紅外子像素，第一子像素發(fā)射具有第一顏色的光，第二子像素發(fā)射具有與第一顏色不同的第二顏色的光，第三子像素發(fā)射具有與第一顏色和第二顏色不同的第三顏色的光，紅外子像素發(fā)射紅外光。在這樣的實(shí)施例中，從第一像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光與從第二像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光具有彼此不同的強(qiáng)度。

在示例性實(shí)施例中，第一顏色、第二顏色和第三顏色可以分別是紅色、綠色和藍(lán)色。

在示例性實(shí)施例中，其中，從第一像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光與從第二像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光可以基本具有彼此相同的頻率。

在示例性實(shí)施例中，顯示設(shè)備還可以包括多個(gè)像素和控制器，所述多個(gè)像素包括第一像素和第二像素，控制器基于所述多個(gè)像素之間的深度差的數(shù)據(jù)來控制由所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度。

在示例性實(shí)施例中，紅外子像素可以包括紅外驅(qū)動(dòng)電路和電連接到紅外驅(qū)動(dòng)電路并由紅外驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的紅外無機(jī)發(fā)光二極管(“LED”)。

在示例性實(shí)施例中，顯示設(shè)備還可以包括第一電極和第二電極，第一電極電連接到紅外驅(qū)動(dòng)電路并與紅外無機(jī)LED的一端接觸，第二電極面對第一電極并與紅外無機(jī)LED的另一端接觸。在這樣的實(shí)施例中，第二電極可以共同地設(shè)置在第一子像素、第二子像素、第三子像素和紅外子像素中。

在示例性實(shí)施例中，紅外子像素還可以包括使紅外無機(jī)LED發(fā)射的紅外光擴(kuò)散的光擴(kuò)散層(light spreading layer)。

在示例性實(shí)施例中，第一子像素至第三子像素中的每個(gè)子像素可以包括有機(jī)發(fā)光二極管(“OLED”)。

在示例性實(shí)施例中，第一子像素至第三子像素中的每個(gè)子像素可以包括無機(jī)LED。

根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例，頭戴式顯示設(shè)備包括照相機(jī)、紅外傳感器、信號(hào)處理器和顯示單元，照相機(jī)接收由物體發(fā)射的可見光并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，紅外傳感器接收由物體發(fā)射的紅外光，信號(hào)處理器基于由照相機(jī)獲得的顏色數(shù)據(jù)和由紅外傳感器獲得的深度數(shù)據(jù)來產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)，顯示單元從信號(hào)處理器接收3D渲染數(shù)據(jù)并顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。

在示例性實(shí)施例中，信號(hào)處理器可以包括數(shù)據(jù)匹配單元，數(shù)據(jù)匹配單元基于發(fā)射可見光和紅外光的物體的位置來使顏色數(shù)據(jù)與深度數(shù)據(jù)匹配。

在示例性實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備還可以包括光學(xué)器件，光學(xué)器件位于由顯示單元發(fā)射的光的路徑上并將光聚焦在預(yù)定區(qū)域上。

在示例性實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備還可以包括容納照相機(jī)、紅外傳感器、信號(hào)處理器和顯示單元的框架。在這樣的實(shí)施例中，框架可以成形為安裝在用戶的頭部上。

在示例性實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備還可以包括容納在框架中并位于物體與用戶之間的透鏡單元。在這樣的實(shí)施例中，透鏡單元可以包括調(diào)整從物體入射的光的透射率的透射率調(diào)整單元。

在示例性實(shí)施例中，透射率調(diào)整單元可以包括液晶。

根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例，使用頭戴式顯示設(shè)備的圖像顯示方法包括：從顯示設(shè)備接收可見光和紅外光；從可見光和紅外光提取顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)；基于顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)；在頭戴式顯示設(shè)備上顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。

在示例性實(shí)施例中，顯示設(shè)備可以包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素可以包括發(fā)射可見光的可見光子像素和發(fā)射紅外光的紅外子像素。

在示例性實(shí)施例中，顯示設(shè)備還可以包括控制器，控制器基于所述多個(gè)像素之間的深度差的數(shù)據(jù)來控制由所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素中的紅外子像素發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度。

在示例性實(shí)施例中，紅外子像素可以包括紅外驅(qū)動(dòng)電路和電連接到紅外驅(qū)動(dòng)電路并由紅外驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的紅外無機(jī)發(fā)光二極管(“LED”)。

在示例性實(shí)施例中，所述方法還可以包括：在產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)之前，基于所述多個(gè)像素在發(fā)射可見光和紅外光的顯示設(shè)備中的相應(yīng)位置來使顏色數(shù)據(jù)與深度數(shù)據(jù)匹配。

根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例，圖像顯示系統(tǒng)包括顯示設(shè)備和頭戴式顯示設(shè)備，顯示設(shè)備包括發(fā)射可見光和紅外光的多個(gè)像素，頭戴式顯示設(shè)備構(gòu)造為從顯示設(shè)備接收可見光和紅外光并顯示圖像。在這樣的實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備包括照相機(jī)、紅外傳感器、信號(hào)處理器和顯示單元，照相機(jī)接收由顯示設(shè)備發(fā)射的可見光并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，紅外傳感器接收由顯示設(shè)備發(fā)射的紅外光，信號(hào)處理器基于由照相機(jī)獲得的顏色數(shù)據(jù)和由紅外傳感器獲得的深度數(shù)據(jù)來產(chǎn)生三維渲染數(shù)據(jù)，顯示單元從信號(hào)處理器接收三維渲染數(shù)據(jù)并顯示與三維渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對示例性實(shí)施例的描述，這些和/或其他方面將變得清楚和更容易理解，在附圖中：

圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意性框圖；

圖2是圖1的顯示設(shè)備中的兩個(gè)相鄰像素的平面圖；

圖3是沿圖2的像素的線III-III截取的剖視圖；

圖4是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意性剖視圖；

圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的頭戴式顯示設(shè)備的示意性透視圖；

圖6是圖5的頭戴式顯示設(shè)備中的一些組件的示意性概念圖；

圖7是圖5的頭戴式顯示設(shè)備中的透鏡單元的示例性實(shí)施例的示意性剖視圖；

圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像顯示方法的流程圖；

圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于提供圖8的圖像顯示方法的系統(tǒng)的概念圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在下文中參照附圖來更加充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該被解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完整的，并且將充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)發(fā)明的范圍。同樣的附圖標(biāo)記始終表示同樣的元件。

將理解的是，當(dāng)元件被稱為“在”另一元件“上”時(shí)，該元件可以直接在其他元件上或者在它們之間可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”時(shí)，不存在中間元件。

將理解的是，盡管在這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離這里的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一“元件”、“組件”、“區(qū)域”、“層”或“部分”可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。

這里使用的術(shù)語僅出于描述具體實(shí)施例的目的而不意在成為限制。如這里所使用的，除非上下文清楚地另有指示，否則單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”、“所述”和“該”意在包括復(fù)數(shù)形式(包括“至少一個(gè)”)?！盎蛘摺币鉃椤昂?或”。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意和全部組合。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”及其變型或者“包括”及其變型時(shí)，表示存在陳述的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其他特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

此外，可以在這里使用諸如“下面的”或“底部”與“上面的”或“頂部”的相對術(shù)語來描述如圖中所示的一個(gè)元件與另一元件的關(guān)系。將理解的是，相對術(shù)語意在包含除附圖中描繪的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果將附圖之一中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其他元件的“下”側(cè)的元件將隨后被定位為在所述其他元件的“上”側(cè)。因此，根據(jù)附圖的具體方位，示例性術(shù)語“下面的”可以包含“下面的”和“上面的”兩種方位。類似地，如果將附圖之一中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其他元件的“下方”或“之下”的元件將隨后被定位為“在”所述其他元件的“上方”。因此，示例性術(shù)語“在……下方”或“在……之下”可以包含在……上方和在……下方兩個(gè)方位。

這里所使用的“大約”或“近似”包括陳述的值，并意味著：考慮到正在被談及的測量以及與具體量的測量有關(guān)的誤差(即，測量系統(tǒng)的局限性)，在由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所確定的具體值的可接受偏差范圍之內(nèi)。例如，“大約”可以表示在一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)，或者在所陳述的值的±30％、20％、10％、5％之內(nèi)。

除非另有定義，否則在這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。還將理解的是，除非這里明確地如此定義，否則術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域和本公開的環(huán)境中它們的意思一致的意思，而不將以理想化或者過于正式化的含義來解釋。

在這里參照作為理想化實(shí)施例的示意性示圖的剖視圖來描述示例性實(shí)施例。如此，將預(yù)計(jì)出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因此，這里描述的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于這里示出的區(qū)域的具體形狀，而將包括例如由制造導(dǎo)致的形狀的偏差。例如，示出或描述為平面的區(qū)域可以通常具有粗糙和/或非線性的特征。此外，示出的銳角可以被倒圓。因此，在圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意在示出區(qū)域的精確形狀，并不意在限制本權(quán)利要求的范圍。

在下文中，將參照附圖描述發(fā)明的示例性實(shí)施例。

圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示設(shè)備100的示意性框圖。圖2是圖1的顯示設(shè)備100中的兩個(gè)相鄰像素的平面圖。圖3是沿圖2的像素的線III-III截取的剖視圖。

參照圖1和圖2，顯示設(shè)備100的示例性實(shí)施例可以包括顯示面板10、驅(qū)動(dòng)器20和處理器30。

顯示面板10可以包括包含第一像素P1和第二像素P2的多個(gè)像素。驅(qū)動(dòng)器20可以包括分別向連接到多個(gè)像素的掃描線和數(shù)據(jù)線施加掃描信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的掃描驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器20與處理器30連接，并且可以從處理器30接收信息，例如，關(guān)于用于向多個(gè)像素施加掃描信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)序以及信號(hào)的振幅的信息。

圖2示意性地示出多個(gè)像素之中的第一像素P1和第二像素P2的結(jié)構(gòu)。在示例性實(shí)施例中，如圖2中所示，第一像素P1和第二像素P2彼此相鄰，但示例性實(shí)施例不限于此。在示例性實(shí)施例中，可以在第一像素P1與第二像素P2之間設(shè)置其他像素。

第一像素P1和第二像素P2中的每個(gè)像素可以包括發(fā)射具有第一顏色的光的第一子像素SP1、發(fā)射具有與第一顏色不同的第二顏色的光的第二子像素SP2、發(fā)射具有與第一顏色和第二顏色不同的第三顏色的光的第三子像素SP3以及發(fā)射紅外光的紅外子像素IR。從第一像素P1中的紅外子像素IR發(fā)射的紅外光和從第二像素P2中的紅外子像素IR發(fā)射的紅外光發(fā)射不同強(qiáng)度的紅外光。

提供紅外光使得在從第一像素P1和第二像素P2發(fā)射的具有預(yù)定顏色的光中包括深度信息，從第一像素P1和第二像素P2發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度之間的差可以與第一像素P1和第二像素P2之間的深度差對應(yīng)。

在這里，術(shù)語“深度”是指與任意點(diǎn)的距離。圖像的深度信息可以指示圖像的3D信息。即，顯示設(shè)備100包括包含第一像素P1和第二像素P2的多個(gè)像素，并且可以通過使用多個(gè)像素來顯示圖像。多個(gè)像素中的每個(gè)像素可以被導(dǎo)通或截止。當(dāng)像素被導(dǎo)通時(shí)，可以通過使用發(fā)射不同顏色的可見光的第一子像素SP1至第三子像素SP3的結(jié)合來發(fā)射具有預(yù)定顏色的光。僅包括包含第一子像素SP1至第三子像素SP3的像素的顯示設(shè)備可能僅會(huì)顯示二維(“2D”)圖像。

在示例性實(shí)施例中，顯示設(shè)備100包括可在多個(gè)像素中的每個(gè)像素中包括深度信息的紅外子像素IR，并且可以通過從多個(gè)像素中的每個(gè)像素發(fā)射的紅外光的結(jié)合來獲得由顯示設(shè)備100顯示的圖像的深度信息。因此，顯示設(shè)備100可以通過深度信息和2D圖像的結(jié)合來獲得由顯示設(shè)備100顯示的圖像的3D信息。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第一顏色、第二顏色和第三顏色可以分別為紅色、綠色和藍(lán)色，但不限于此。第一顏色至第三顏色可以是在結(jié)合時(shí)顯示白光的其他顏色(例如，其他原色)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第一像素P1的紅外子像素IR和第二像素P2的紅外子像素IR可以發(fā)射頻率彼此基本相同的紅外光，但示例性實(shí)施例不限于此。在可選的示例性實(shí)施例中，第一像素P1的紅外子像素IR和第二像素P2的紅外子像素IR可以分別發(fā)射頻率彼此不同的紅外光。

處理器30可以包括控制器31，控制器31基于顯示設(shè)備100中的多個(gè)像素之間的深度差的數(shù)據(jù)來控制由多個(gè)像素中的每個(gè)像素中的紅外子像素IR發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度?？刂破?1可以通過控制向紅外子像素IR施加的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅或者控制向紅外子像素IR施加掃描信號(hào)時(shí)的時(shí)間來控制紅外光的強(qiáng)度。盡管未示出，但是處理器30還可以包括計(jì)算器和寄存器。

處理器30可以通過使用控制器31來處理信號(hào)，使得顯示設(shè)備100可以顯示包括3D信息的2D圖像。在顯示設(shè)備100前面的用戶在沒有附加裝置的情況下會(huì)無法看見紅外光，而可以僅看見由顯示設(shè)備100顯示的2D圖像。當(dāng)使用用于接收由顯示設(shè)備100發(fā)射的處理的紅外光的附加裝置時(shí)，用戶可以看見由顯示設(shè)備100顯示的3D圖像，這將在后面進(jìn)行詳細(xì)地描述。

盡管圖2示出第一像素P1和第二像素P2中的子像素以2×2矩陣的形式布置的示例性實(shí)施例，但示例性實(shí)施例不限于此，子像素可以按各種方式布置。

圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖2的第一像素P1的第三子像素SP3和紅外子像素IR的剖視圖。在下文中，將參照圖3詳細(xì)地描述第三子像素SP3和紅外子像素IR中的一些元件。

在第一像素P1中，緩沖層111位于基底110上。包括晶體管T_IR和電容器(未示出)的驅(qū)動(dòng)電路以及連接到驅(qū)動(dòng)電路并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的紅外無機(jī)發(fā)光二極管(“LED”)LED_IR設(shè)置在緩沖層111的與紅外子像素IR對應(yīng)的區(qū)域中。

基底110可以包括玻璃或塑料。緩沖層111可以有效地防止雜質(zhì)從基底110滲透到驅(qū)動(dòng)電路，并且使基底110的表面平坦化。緩沖層111可以具有包括諸如氮化硅(SiN_x)和/或氧化硅(SiO_x)的無機(jī)材料層的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

晶體管T_IR可以包括有源層112、柵電極114、源電極116S和漏電極116D。有源層112可以具有導(dǎo)電的源區(qū)和漏區(qū)以及位于源區(qū)與漏區(qū)之間的溝道區(qū)。柵電極114可以設(shè)置在有源層112上但與有源層112絕緣。源電極116S和漏電極116D可以分別與有源層112的源區(qū)和漏區(qū)電連接。可以省略源電極116S和漏電極116D中的至少一個(gè)電極。

第一絕緣層113可以設(shè)置在有源層112與柵電極114之間。第二絕緣層115可以設(shè)置在第一絕緣層113上并覆蓋柵電極114。第一絕緣層113和第二絕緣層115可以具有包括諸如氮化硅(SiN_x)和/或氧化硅(SiO_x)的無機(jī)材料層的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

第三絕緣層117可以設(shè)置在第二絕緣層115上并覆蓋源電極116S和漏電極116D。第三絕緣層117可以包括有機(jī)材料和/或無機(jī)材料。

盡管圖3示出晶體管T_IR的柵電極114設(shè)置在有源層112的上方，但示例性實(shí)施例不限于此。柵電極114可以設(shè)置在有源層112的下方。

堤170可以設(shè)置在第三絕緣層117上并限定子像素區(qū)域。堤170可以包括容納紅外無機(jī)LED LED_IR的凹區(qū)170a。堤170的高度可以基于紅外無機(jī)LED LED_IR的高度和視角來確定。凹區(qū)170a的尺寸(例如，寬度)可以基于顯示設(shè)備100的分辨率來確定。盡管圖2示出凹區(qū)170a是正方形，但示例性實(shí)施例不限于此?？蛇x擇地，凹區(qū)170a可以具有各種形狀，例如，多邊形、矩形、圓形、橢圓形或三角形。

第一電極120a可以設(shè)置在凹區(qū)170a的側(cè)表面和底表面上以及堤170的上表面的至少一部分處。第一電極120a可以經(jīng)由形成在第三絕緣層117中的孔H而電連接到晶體管T_IR的源電極116S或漏電極116D。

根據(jù)示例性實(shí)施例，堤170可以用作光阻擋單元，并且可以包括具有低透光率的材料。堤170可以有效地防止光通過紅外無機(jī)LED LED_IR的側(cè)表面射出，因此有效地防止與從相鄰的子像素發(fā)射的光的干擾。在這樣的實(shí)施例中，堤170可以通過吸收并阻擋從位于顯示設(shè)備100外面的外部源入射的光來增大顯示設(shè)備100的亮室對比度(bright room contrast ratio，BRCR)。然而，示例性實(shí)施例不限于此。堤170可以包括半透明材料、光反射材料或光散射材料。

紅外無機(jī)LED LED_IR可以設(shè)置在堤170的凹區(qū)170a中。根據(jù)示例性實(shí)施例，紅外無機(jī)LED LED_IR可以是但不限于具有約1微米(μm)至約100μm的微LED。單個(gè)或多個(gè)紅外無機(jī)LED LED_IR可以通過傳送裝置從晶圓上被拾取，并且轉(zhuǎn)移到基底110，然后容納在凹區(qū)170a中。紅外無機(jī)LED LED_IR可以發(fā)射波長為約700納米(nm)至約1mm的紅外光。紅外光對用戶的眼睛來說可以是不可見的。

紅外無機(jī)LED LED_IR可以包括p-n結(jié)二極管140a、第一接觸電極130a和第二接觸電極150a。第一接觸電極130a和/或第二接觸電極150a可以具有包括金屬、導(dǎo)電氧化物和導(dǎo)電聚合物中的至少一種的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。第一接觸電極130a和第二接觸電極150a可以選擇性地包括反射層(例如，銀層)。第一接觸電極130a可以電連接到第一電極120a。第二接觸電極150a可以電連接到第二電極160。p-n結(jié)二極管140a可以包括p摻雜層141a、n摻雜層142a和位于p摻雜層141a與n摻雜層142a之間的中間層143a。中間層143a為當(dāng)由電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生的激子從較高能級轉(zhuǎn)變到較低能級時(shí)發(fā)光的區(qū)域。中間層143a包括半導(dǎo)體材料并且可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。

第一電極120a可以包括反射電極，第二電極160可以包括透明或半透明電極。第二電極160在顯示設(shè)備100中作為共電極可以共同地設(shè)置在多個(gè)像素中。

鈍化層180可以在凹區(qū)170a中圍繞紅外無機(jī)LED LED_IR的至少一部分，并且可以覆蓋堤170。鈍化層180可以具有預(yù)定的高度，使得不覆蓋紅外無機(jī)LED LED_IR的上部，例如，第二接觸電極150a。因此，第二接觸電極150a可以不被鈍化層180覆蓋而通過鈍化層180暴露。暴露的第二接觸電極150a可以電連接到第二電極160。

盡管未示出，但是顯示設(shè)備100的示例性實(shí)施例還可以包括使紅外光擴(kuò)散的光擴(kuò)散層(未示出)。光擴(kuò)散層可以設(shè)置在紅外無機(jī)LED LED_IR發(fā)射的紅外光的路徑上。光擴(kuò)散層可以按各種位置和形狀布置。光擴(kuò)散層可以使紅外無機(jī)LED LED_IR從紅外子像素IR的前表面向外部均勻地發(fā)射紅外光，并且可以增大由顯示設(shè)備100發(fā)射的紅外光的角度范圍(例如，視角)。

在緩沖層111上與第三子像素SP3對應(yīng)的區(qū)域中，可以設(shè)置有包括晶體管T_SP3和電容器的驅(qū)動(dòng)電路以及電連接到驅(qū)動(dòng)電路并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的無機(jī)LED LED_SP3。

除了無機(jī)LED發(fā)射的光的波長的差別之外，第三子像素SP3可以具有與上面描述的紅外子像素IR基本相同的結(jié)構(gòu)。第三子像素SP3可以包括電連接到晶體管T_SP3的第一電極120b和位于第一電極120b上的無機(jī)LED LED_SP3。無機(jī)LED LED_SP3可以包括第一接觸電極130b、p-n結(jié)二極管140b和第二接觸電極150b，第一接觸電極130b電連接到第一電極120b，p-n結(jié)二極管140b包括位于第一接觸電極130b上的p摻雜層141b、n摻雜層142b和中間層143b，第二接觸電極150b位于p-n結(jié)二極管140b上并電連接到第二電極160。

在這樣的實(shí)施例中，除了無機(jī)LED發(fā)射的光的顏色的差別之外，圖2的第一子像素SP1和第二子像素SP2可以具有與第三子像素SP3相同的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第一子像素SP1至第三子像素SP3和紅外子像素IR可以通過同一LED傳送裝置被設(shè)置或轉(zhuǎn)移。顯示設(shè)備100的尺寸可以通過包括小的無機(jī)LED而容易地減小。

在這樣的實(shí)施例中，紅外子像素IR包括在顯示設(shè)備100的多個(gè)像素中的每個(gè)像素中，使得可以顯示2D圖像和與多個(gè)像素中的每個(gè)像素對應(yīng)的深度信息二者。

圖4是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的顯示設(shè)備200的示意性剖視圖。

參照圖4，顯示設(shè)備200的示例性實(shí)施例可以包括多個(gè)像素，像素包括發(fā)射可見光的可見光子像素SP和發(fā)射紅外光的紅外子像素IR。

在這樣的實(shí)施例中，顯示設(shè)備200包括基底210和位于基底210上的緩沖層211。包括至少一個(gè)晶體管T_IR和至少一個(gè)電容器(未示出)的驅(qū)動(dòng)電路以及連接到驅(qū)動(dòng)電路并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的紅外無機(jī)LED LED_IR設(shè)置在緩沖層211的與紅外子像素IR對應(yīng)的區(qū)域中。

晶體管T_IR可以包括有源層212、柵電極214、源電極216S和漏電極216D。第一絕緣層213可以設(shè)置在有源層212與柵電極214之間。第二絕緣層215可以設(shè)置在第一絕緣層213上并覆蓋柵電極214。

第三絕緣層217可以設(shè)置在第二絕緣層215上并覆蓋源電極216S和漏電極216D。堤270可以設(shè)置在第三絕緣層217上并限定子像素區(qū)域。堤270可以包括容納紅外無機(jī)LED LED_IR的凹區(qū)270a。

第一電極220a設(shè)置在第三絕緣層217上。第一電極220a可以經(jīng)由形成在第三絕緣層217中的孔H而與晶體管T_IR電連接。第一電極220a的兩端可以被堤270覆蓋。

紅外無機(jī)LED LED_IR可以設(shè)置在堤270的凹區(qū)270a中。紅外無機(jī)LED LED_IR可以是發(fā)射波長為約700nm至約1mm的范圍內(nèi)的紅外光且尺寸(例如，長度或?qū)挾?為約1μm至約100μm的微LED。

紅外無機(jī)LED LED_IR可以包括p-n結(jié)二極管240a、第一接觸電極230a和第二接觸電極250a。p-n結(jié)二極管240a可以包括p摻雜層241a、n摻雜層242a和位于p摻雜層241a與n摻雜層242a之間的中間層243a。

第一電極220a可以包括反射電極，第二電極260可以包括透明或半透明電極。第二電極260在顯示設(shè)備200中作為共電極可以共同地設(shè)置在多個(gè)像素中。

鈍化層280可以在凹區(qū)270a中圍繞紅外無機(jī)LED LED_IR的至少一部分，并且可以覆蓋堤270和紅外無機(jī)LED LED_IR。鈍化層280可以具有預(yù)定的高度，使得不覆蓋紅外無機(jī)LED LED_IR的第二接觸電極250a。因此，第二接觸電極250a可以不被鈍化層280覆蓋而通過鈍化層280暴露。暴露的第二接觸電極250a可以電連接到第二電極260。

在緩沖層211上與可見光子像素SP對應(yīng)的區(qū)域中，可以設(shè)置有包括晶體管T_SP和電容器的驅(qū)動(dòng)電路以及電連接到驅(qū)動(dòng)電路并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的有機(jī)LED OLED_SP。

可見光子像素SP可以包括有機(jī)LED OLED_SP，有機(jī)LED OLED_SP包括電連接到晶體管T_SP的第一電極220b、面對第一電極220b的第二電極260以及位于第一電極220b與第二電極260之間的有機(jī)發(fā)射層240b。

根據(jù)示例性實(shí)施例，顯示設(shè)備200可以包括可見光子像素SP和紅外子像素IR，可見光子像素SP包括適用于大屏幕顯示設(shè)備并具有快響應(yīng)速度的有機(jī)LED OLED_SP，紅外子像素IR包括產(chǎn)生紅外光的無機(jī)LED LED_IR。與上面參照圖3所描述的顯示設(shè)備100的示例性實(shí)施例中一樣，顯示設(shè)備200可以通過在多個(gè)像素中的每個(gè)像素中包括紅外子像素IR來不僅顯示2D圖像，而且顯示與多個(gè)像素中的每個(gè)像素對應(yīng)的深度信息。

圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的頭戴式顯示設(shè)備300的示意性透視圖。圖6是圖5的頭戴式顯示設(shè)備300中的一些組件的示意性概念圖。

參照圖5和圖6，頭戴式顯示設(shè)備300的示例性實(shí)施例可以包括照相機(jī)310、紅外傳感器320、信號(hào)處理器330和顯示單元340，照相機(jī)310接收由物體發(fā)射的可見光并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，紅外傳感器320接收由物體發(fā)射的紅外光，信號(hào)處理器330基于由照相機(jī)310獲得的顏色數(shù)據(jù)和由紅外傳感器320獲得的深度數(shù)據(jù)來產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)，顯示單元340從信號(hào)處理器330接收3D渲染數(shù)據(jù)并顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。

照相機(jī)310可以包括諸如電荷耦合器件(“CCD”)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS”)的圖像傳感器(未示出)和使從物體入射的光聚焦的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)。紅外線阻擋濾波器和/或紫外線阻擋濾波器可以設(shè)置在圖像傳感器的前面。

紅外傳感器320也可以包括諸如CCD或CMOS的圖像傳感器(未示出)。使特定頻率范圍的紅外線經(jīng)過的帶通濾波器和/或阻擋波長范圍比可見光線的波長范圍低的光的阻擋濾波器可以設(shè)置在圖像傳感器的前面。

照相機(jī)310可以獲得物體的顏色數(shù)據(jù)，例如，物體的2D圖像的顏色數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^接收包括深度信息的紅外光的紅外傳感器320來獲得物體的深度數(shù)據(jù)。物體可以是多個(gè)像素中的每個(gè)像素包括紅外子像素IR的圖2的顯示設(shè)備100。

信號(hào)處理器330可以基于由照相機(jī)310獲得的顏色數(shù)據(jù)和由紅外傳感器320獲得的深度數(shù)據(jù)來產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)。這里，“3D渲染”是指基于2D圖像的陰影、顏色和密度通過使用2D圖像來產(chǎn)生3D圖像的工藝，或者通過改變陰影或密度來向2D圖像添加3D效果的工藝。

根據(jù)示例性實(shí)施例，頭戴式顯示設(shè)備300的信號(hào)處理器330可以通過使由照相機(jī)310獲得的2D圖像與由紅外傳感器320獲得的深度信息結(jié)合來產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)，因此改變2D圖像的陰影或密度。信號(hào)處理器330可以包括數(shù)據(jù)匹配單元331，數(shù)據(jù)匹配單元331基于發(fā)射可見光和紅外光的物體的位置來使顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)匹配。根據(jù)示例性實(shí)施例，物體可以是圖2的顯示設(shè)備100。數(shù)據(jù)匹配單元331可以將來自顏色數(shù)據(jù)的像素的值匹配到與顏色數(shù)據(jù)中的像素對應(yīng)的深度數(shù)據(jù)的像素的值。

顯示單元340可以是可安裝在頭戴式顯示設(shè)備300上的小型顯示裝置，例如，有機(jī)發(fā)光顯示器或液晶顯示(“LCD”)裝置。

由信號(hào)處理器330產(chǎn)生的3D渲染數(shù)據(jù)可以輸入到顯示單元340。顯示單元340可以顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。圖像可以是3D圖像，具體地講，具有3D效果的2D圖像。

在這樣的實(shí)施例中，如圖6中所示，改變光路的光學(xué)器件R1和R2以及使光會(huì)聚到預(yù)定區(qū)域的光學(xué)器件350可以設(shè)置在由顯示單元340發(fā)射的光的路徑上。預(yù)定區(qū)域可以是用戶的眼睛40的晶狀體41。會(huì)聚到晶狀體41的光可以穿過晶狀體41并到達(dá)用戶的眼睛40的視網(wǎng)膜42。

人眼的最短焦距可以是約20厘米(cm)或更大。根據(jù)示例性實(shí)施例，即使當(dāng)用戶的眼睛40與顯示單元340之間的距離小于最短焦距，也可以由顯示單元340與眼睛40之間的光學(xué)器件350提供最短焦距。在這樣的實(shí)施例中，有效地提供最短焦距使得用戶可以清楚地并容易地識(shí)別由顯示單元340顯示的圖像。

圖5和圖6示出顯示單元340位于眼睛40的旁邊，而不是眼睛40的前面，并且光學(xué)器件R1和R2將由顯示單元340發(fā)射的光的路徑改變成朝向眼睛40的方向的示例性實(shí)施例。然而，示例性實(shí)施例不限于此。在可選的示例性實(shí)施例中，顯示單元340可以位于眼睛40的前面，并且可以省略光學(xué)器件R1和R2。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，顯示單元340可以是用戶經(jīng)由其不僅可以看見由顯示單元340顯示的圖像，而且可以看見外部背景的透明顯示器。

根據(jù)示例性實(shí)施例，頭戴式顯示設(shè)備300可以包括容納照相機(jī)310、紅外傳感器320、信號(hào)處理器330和顯示單元340的框架360?？蚣?60可以被成形為使得框架360可以設(shè)置或安裝在用戶的頭部上。在這樣的實(shí)施例中，框架360可以包括設(shè)置在物體和用戶之間的透鏡單元370。

在示例性實(shí)施例中，透鏡單元370可以包括透明或半透明透鏡以產(chǎn)生增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality)。在這樣的實(shí)施例中，用戶不僅可以看見由頭戴式顯示設(shè)備300中的顯示單元340顯示的圖像，而且可以看見穿過透鏡單元370的背景圖像。

然而，示例性實(shí)施例不限于此。在可選的示例性實(shí)施例中，透鏡單元370可以被構(gòu)造為不透明透鏡以產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality)。在這樣的實(shí)施例中，佩戴頭戴式顯示設(shè)備300的用戶可以僅看見由顯示單元340顯示的圖像。

圖7是圖5的頭戴式顯示設(shè)備300中的透鏡單元370的示例性實(shí)施例的示意性剖視圖。

在示例性實(shí)施例中，圖5的頭戴式顯示設(shè)備300的透鏡單元370可以是圖7中示出的透鏡單元470。

透鏡單元470可以設(shè)置在物體與用戶之間，可以容納在圖5的框架360中，并且可以包括用于調(diào)整從物體入射的光的透射率的透射率調(diào)整單元。

根據(jù)示例性實(shí)施例，透射率調(diào)整單元可以包括液晶473(例如，液晶層或液晶分子)。在這樣的實(shí)施例中，透鏡單元470可以包括第一偏振片471、第一基底472、液晶473、第二基底474和第二偏振片475。可以通過向液晶473施加電場來控制液晶473的排列方向而調(diào)整透鏡單元470的透射率。

在這樣的實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備300可以選擇性地顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中由圖5的顯示單元340顯示的圖像和外部背景是可見的，在虛擬現(xiàn)實(shí)中外部背景不是可見的。

盡管圖7示出包括液晶473的透射率調(diào)整單元的示例性實(shí)施例，但示例性實(shí)施例不限于此?？蛇x地，透射率調(diào)整單元可以具有各種結(jié)構(gòu)，例如，可以在透明透鏡的前面設(shè)置或不設(shè)置光阻擋單元以不透射或透射從外部背景入射的光。

圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像顯示方法的流程圖。圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于提供圖8的圖像顯示方法的系統(tǒng)的概念圖。

參照圖8和圖9，頭戴式顯示設(shè)備300的圖像顯示方法的示例性實(shí)施例可以包括接收從顯示設(shè)備100或200發(fā)射的可見光和紅外光(S110)、分別從可見光和紅外光提取顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)(S120)、基于顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)(S140)以及顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像(S150)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，顯示設(shè)備100或200可以是圖1至圖3的顯示設(shè)備100或者圖4的顯示設(shè)備200，頭戴式顯示設(shè)備300可以是圖5的頭戴式顯示設(shè)備300。然而，示例性實(shí)施例不限于此?？梢园锤鞣N方式修改顯示設(shè)備和頭戴式顯示設(shè)備。

顯示設(shè)備100和200中的每個(gè)顯示設(shè)備包括多個(gè)像素。多個(gè)像素中的每個(gè)像素可以包括發(fā)射可見光的可見光子像素SP1、SP2、SP3和SP以及發(fā)射紅外光的紅外子像素IR。顯示設(shè)備100或200可以包括圖1的控制器31，控制器31基于多個(gè)像素之間的深度差的數(shù)據(jù)來控制由多個(gè)像素中的每個(gè)像素中的紅外子像素IR發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度。

上面已經(jīng)參照圖1至圖4描述了顯示設(shè)備100或200的這樣的實(shí)施例，將省略對其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。

根據(jù)示例性實(shí)施例，在產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)(S140)之前，圖像顯示方法還可以包括基于多個(gè)像素在發(fā)射可見光和紅外光的顯示設(shè)備100或200中的相應(yīng)位置使顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)匹配(S130)。

圖5的頭戴式顯示設(shè)備300可以包括照相機(jī)310、紅外傳感器320、信號(hào)處理器330和顯示單元340。照相機(jī)310和紅外傳感器320可以執(zhí)行接收從顯示設(shè)備100或200發(fā)射的可見光和紅外光的步驟(S110)以及分別從可見光和紅外光提取顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)的步驟(S120)。信號(hào)處理器330可以執(zhí)行基于顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)產(chǎn)生3D渲染數(shù)據(jù)的步驟(S140)。顯示單元340可以執(zhí)行顯示與3D渲染數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像的步驟(S150)。

在這樣的實(shí)施例中，可以通過頭戴式顯示設(shè)備300的信號(hào)處理器330中的數(shù)據(jù)匹配單元331執(zhí)行使顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)匹配的步驟(S130)。

參照圖9，由顯示設(shè)備100或200顯示的圖像可以包括對用戶而言是可見的可見光VL和對用戶而言是不可見的紅外光IRL。圖像不僅可以在關(guān)于顯示有顯示設(shè)備100或200的圖像的主平面的法線方向上射出，而且可以在相對于法線方向的角度范圍內(nèi)射出。該角度范圍可以等于或大于約±60°。如圖9中所示，一些用戶U1至U4可以相對于顯示設(shè)備100或200位于等于或大于約120°的角度范圍處。用戶U1至U4可以同時(shí)觀看由顯示設(shè)備100或200顯示的圖像。

在顯示設(shè)備100或200的前面并位于預(yù)定角度范圍內(nèi)的用戶U1、U2、U3和U4可以同時(shí)觀察從顯示設(shè)備100或200發(fā)射的光。然而，沒有佩戴頭戴式顯示設(shè)備300的用戶U3會(huì)無法看見紅外光IRL而僅看見可見光VL。即，用戶U3可以僅看見顯示設(shè)備100或200上的2D圖像。

然而，根據(jù)上面描述的圖像顯示方法，佩戴頭戴式顯示設(shè)備300的用戶U1、U2和U4可以看見3D圖像，例如，具有3D效果的2D圖像。

用戶U1、U2和U4可以位于顯示設(shè)備100或200的前面，并且可以同時(shí)看見由顯示設(shè)備100或200顯示的3D圖像。在這樣的實(shí)施例中，如上所述，沒有佩戴頭戴式顯示設(shè)備300的用戶U3僅看見2D圖像。因此，在不改變顯示設(shè)備100或200的模式的情況下可以同時(shí)顯示2D圖像和3D圖像。

根據(jù)這里描述的示例性實(shí)施例，顯示設(shè)備100和200以及頭戴式顯示設(shè)備300可以同時(shí)顯示2D圖像和3D圖像，并且可以針對3D圖像提供連續(xù)的寬視角。

在這樣的實(shí)施例中，頭戴式顯示設(shè)備300和圖像顯示方法可以通過與顯示設(shè)備100或200連接而容易產(chǎn)生增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。

盡管已經(jīng)參照附圖描述了一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，可在此做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。