TWI806725B - 具有奈米結構平面鏡片的顯示設備 - Google Patents

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Abstract

本文描述的實施例關於顯示裝置(例如，虛擬實境和擴增實境顯示器和應用)。在一個實施例中，平面的基板具有：形成於其上的階梯特徵和形成於該等特徵中的每一特徵上的發射器結構。封裝層被設置在該基板上，並且複數個均勻的介電奈米結構形成於該封裝層上。由本文揭示的設備產生的虛擬圖像藉由減小在圖像平面處的色差來提供改善的圖像清晰度。

Description

具有奈米結構平面鏡片的顯示設備
本揭露的實施例通常關於：用於擴增實境和虛擬實境應用的顯示裝置。更為特定地，本文描述的實施例關於：用於擴增實境和虛擬實境顯示器的結構化鏡片。
擴增實境通常被認為實現一體驗，其中使用者在該體驗中可經由眼鏡的顯示鏡片或其他的頭戴式顯示(HMD)裝置來進行觀看而檢視周圍的環境，還可以看到被產生而用於顯示該環境的部分並且作為該環境的部分來顯現的虛擬物件的圖像。擴增實境可包含：任何類型的輸入(諸如，音訊輸入或觸覺輸入)，以及增進或擴增使用者體驗的環境的虛擬圖像、圖形，及視訊。
然而，虛擬實境通常被認為是電腦產生的模擬環境，其中使用者在該模擬環境中具有明顯的實體存在。虛擬實境體驗可在3D中產生並且利用HMD(諸如，具有如同鏡片的近眼顯示面板以顯示取代實際的環境的虛擬實境環境的其他的可穿戴的顯示裝置的眼鏡)來觀看。
近眼顯示面板具有幾個技術挑戰。舉例而言，有限的視野、與色差相關聯的顯示清晰度、及其他的挑戰在實施能夠實現沉浸式虛擬體驗的虛擬實境顯示器中持續存在。更為特定地，當利用具有變化的波長的光時，可能存在光學路徑長度差，該光學路徑長度差係路徑光的幾何長度和光傳播所通過的介質的折射率的乘積。因此，紅色光、綠色光，及藍色光的光學路徑長度差可能不會精準地聚焦在導致前述的色差的圖像平面上。從而，作為新興的技術，具有存在於製造用於虛擬實境和擴增實境裝置的顯示器中的許多的挑戰和設計約束。
在一個實施例中，提供了一種顯示設備。該設備包含：基板，該基板具有形成於其上的複數個特徵；第一特徵，該第一特徵被設置在第一平面中；及第一發射器結構，該第一發射器結構被設置在該第一特徵上。該設備亦包含：第二特徵，該第二特徵被設置在與該第一平面不同的第二平面中；第二發射器結構，該第二發射器結構被設置在該第二特徵上；第三特徵，該第三特徵被設置在與該第一平面和該第二平面不同的第三平面中；及第三發射器結構，該第三發射器結構被設置在該第三特徵上。封裝層形成在該複數個特徵的上方並耦接至該基板，並且複數個介電奈米結構形成於該封裝層上。
在另一實施例中，提供了一種顯示設備。該設備包含：基板，該基板具有形成於其上的複數個特徵；第一特徵，該第一特徵被設置在第一平面中；第一發射器結構，該第一發射器結構被設置在該第一特徵上；及第一封裝層，該第一封裝層形成在該第一發射器結構的上方。該設備亦包含：第二特徵，該第二特徵被設置在與該第一平面不同的第二平面中；第二發射器結構，該第二發射器結構被設置在該第二特徵上；及第二封裝層，該第二封裝層形成在該第二發射器結構的上方。更進一步地，該設備包含：第三特徵，該第三特徵被設置在與該第一平面和該第二平面不同的第三平面中；第三發射器結構，該第三發射器結構被設置在該第三特徵上；及第三封裝層，該第三封裝層形成在該第三發射器結構的上方。複數個介電奈米結構形成在該第一封裝層、該第二封裝層，及該第三封裝層上。
在又一實施例中，提供了一種顯示設備。該設備包含：基板，該基板具有第一表面和相對於該第一表面設置的第二表面，其中該第一表面和該第二表面是平面的。第一發射器結構被設置在該第一表面上，第二發射器結構被設置在該第一表面上，及第三發射器結構被設置在該第一表面上。封裝層被設置在該第一發射器結構、該第二發射器結構，及該第三發射器結構的上方。具有第一尺寸的第一複數個介電奈米結構被設置在對應於該第一發射器結構的區域的該封裝層上。具有與該等第一尺寸不同的第二尺寸的第二複數個介電奈米結構被設置在對應於該第二發射器的區域的該封裝層上。具有與該等第一尺寸和該等第二尺寸不同的第三尺寸的第三複數個介電奈米結構被設置在對應於該等第三發射器結構的區域的該封裝層上。
本文描述的實施例關於顯示裝置(例如，虛擬實境和擴增實境裝置和應用)。在一個實施例中，平面的基板具有形成於其上的階梯特徵和形成於該等特徵中的每一個特徵上的發射器結構。封裝層被設置在基板上並且複數個均勻的介電奈米結構形成在該封裝層上。由本文揭示的設備產生的虛擬圖像藉由減小在圖像平面處的色差來提供改善的圖像清晰度。
第1圖係根據本文描述的實施例的顯示設備100的示意性橫截面圖。顯示設備100包含：基板102，該基板具有形成於其上的複數個階梯特徵112、114、116。基板102係由光學透明材料(諸如，玻璃)製成。可替代性地，基板102可由藍寶石材料製成。在另一實施例中，基板102可由氮化鋁材料製成。藉由圖案化和蝕刻工具將特徵112、114、116圖案化和蝕刻至基板102中。此等工具的實例可從位於加利福尼亞州的聖克拉拉的應用材料公司獲得。
特徵112、114、116形成在基板102上，而與基板102的平坦的表面相對。第一特徵112界定被設置在第一平面146中的一表面。第二特徵114界定被設置在第二平面148中的一表面。第三特徵116界定被設置在第三平面150中的一表面。
特徵112、114、116中的每一者被設置在彼此不同的平面中。舉例而言，每一個特徵112、114、116被設置在具有到圖像平面132的獨有焦距的一平面處。設置在第一平面146處的第一特徵112具有從第一平面146至圖像平面132的第一焦距152。設置在第二平面148處的第二特徵114具有從第二平面148至圖像平面132的第二焦距154。設置在第三平面150處的第三特徵116具有從第三平面150至圖像平面132的第三焦距156。第二焦距154大於第一焦距152，並且第三焦距156大於第二焦距154。藉由分別地改變特徵112、114、116的焦距152、154、156來達成對於色差的預先補償(如同在後文中更為詳細地論述)。
複數個發射器結構122、124、126形成在複數個特徵112、114、116上。第一發射器結構122被設置在第一特徵112上。第二發射器結構124被設置在第二特徵114上。第三發射器結構126被形成在第三特徵116上。發射器結構122、124、126中的每一者產生光以在圖像平面132處形成一圖像。舉例而言，第一發射器結構122發射成像在圖像平面132上的光138，第二發射器結構124發射成像在圖像平面132上的光136，以及第三發射器結構126發射成像在圖像平面132上的光134。
用於發射器結構122、124、126中的每一者的適當的裝置的實例包含(但不限於)：液晶顯示器(LCD)裝置、發光二極體(LED)裝置，及有機發光二極體(OLED)裝置等等。在一個實施例中，發射器結構122、124、126包含像素104，並且第一發射器結構122係第一子像素106，第二發射器結構124係第二子像素108，以及第三發射器結構126係第三子像素110。在替代性的實施例中，第一發射器結構122、第二發射器結構124，及第三發射器結構126中的每一者可被認為是像素。
在一個實例中，第一發射器結構122經配置以產生處於第一波長並且具有第一帶寬的光。在一個實施例中，第一發射器結構122產生藍色光。第二發射器結構124經配置以產生處於不同於該第一波長的第二波長並且具有不同於該第一帶寬的第二帶寬的光。在一個實施例中，第二發射器結構124產生綠色光。第三發射器結構126經配置以產生處於第三波長並且具有第三帶寬的光，該第三波長和該第三帶寬分別地與該第一波長和該第二波長，以及該第一帶寬和該第二帶寬不同。在一個實施例中，第三發射器結構126產生紅色光。
發射器結構122、124、126中的每一者被設置在特徵112、114、116中的相應特徵上。因此，以與圖像平面132相距不同的焦距來設置發射器結構122、124、126中的每一者。藉由執行有限的不同的時域模擬來決定分別地由特徵112、114、116界定的平面146、148、150，以及最終設置在特徵上的發射器結構的顏色類型以決定在平面146、148、150之間的差量。
舉例而言，界定第一平面146的第一特徵112具有設置於其上的藍色光發射器結構122。界定第二平面148的第二特徵114具有設置於其上的綠色光發射器結構124。界定第三平面150的第三特徵116具有設置於其上的紅色光發射器結構126。在此實例中，在第一平面146與第二平面148之間的平面差量118係由在藍色光波長與綠色光波長之間的波長差的量級(order)來決定。類似地，在第二平面148與第三平面150之間的平面差量120係由在綠色光波長與紅色光波長之間的波長差的量級來決定。因此，特徵112、114、116的相對位置(且因此，相對應的發射器結構122、124、126的相對位置)可以相對於圖像平面132定位，以對具有各種波長的光的光學路徑長度差進行預先補償。從而，在圖像平面132處的色差減小並且圖像清晰度改善。
顯示設備100進一步包含：封裝層128和設置在封裝層128上的複數個奈米結構130。封裝層128係由光學透明材料製成，並且用以封裝形成於特徵112、114、116上的發射器結構122、124、126。封裝層128具有第一表面142和相對於第一表面142設置的第二表面140。第一表面142和第二表面140二者皆為平面的並且彼此平行。第一表面142耦接至基板102並且相鄰於基板102設置。在一個實施例中，封裝層128被設置為與發射器結構中的至少一者(諸如，具有最短的光學路徑長度152的第一發射器結構12)相接觸。
由於特徵112、114、116的階梯形態和封裝層的第一表面142的平面形態，間隙空間144分別地形成在第二特徵114與封裝層128的第一表面142之間和第三特徵116與封裝層128的第一表面142之間。在一個實施例中，間隙空間144填充有氣體(諸如，空氣或類似者)。在替代性的實施例中，間隙空間144填充有具有一折射率的材料，該折射率類似於基板材料的折射率或封裝層材料的折射率。
複數個奈米結構130被設置在封裝層128的第二表面140上。複數個奈米結構130係由介電材料(諸如，ZnO材料、TiO2材料、GaN材料，及其組合)形成。介電材料可為結晶的或無定形的(這取決於與不同的結晶晶格結構(或其空缺)相關聯的期望的光學性質)。複數個奈米結構130中的每一個奈米結構係以實質上相同的形態來製造。換言之，該複數個奈米結構130係均勻的。每一個奈米結構130的形態可以是圓柱形的、柱狀的、立體狀的等等。個別的奈米結構的高度、寬度、長度、直徑、間隔，或其他的物理特性實質上類似於在該複數個奈米結構130中的其他奈米結構。在一個實施例中，每一個奈米結構130的寬度/直徑係在大約100 nm與大約350 nm之間，每一個奈米結構130的高度係在大約200 nm與大約300 nm之間，及在相鄰的奈米結構之間的間隔係在大約50 nm與大約250 nm之間。
奈米結構130係藉由各種技術來沉積(這取決於被利用以製造奈米結構130的介電材料的類型)。適合的沉積技術包含化學氣相沉積、物理氣相沉積、分子束磊晶等等。適合用於執行此等沉積製程的設備係從位於加利福尼亞州的聖塔克拉拉的應用材料公司獲得的工具。被沉積以形成奈米結構130的介電薄膜的圖案化包含諸如為奈米壓印光刻、電子束光刻、或適合用於形成具有諸如是在前文中描述的彼等的形態大小的奈米結構130的其他的光刻技術的製程。因此，相較於形成獨有的形態的奈米結構，均勻的奈米結構130的製造是更容易達成的。
已經藉由利用階梯特徵112、114、116來預先補償了不同波長的光的光學路徑長度差，奈米結構130可被利用以另外地將光聚焦在圖像平面132上。舉例而言，從第三發射器結構126發射的紅色光134被聚焦在圖像平面132處，從第二發射器結構124發射的綠色光136被聚焦在圖像平面132處，及從第一發射器結構122發射的藍色光138被聚焦在圖像平面132處。由於階梯特徵112、114、116的光學路徑長度預先補償和奈米結構130的光聚焦特性，可從觀察者的視角101且於圖像平面132處觀看到具有改善的清晰度和不具有色差的圖像。因此，光134、136、138在相同的平面(例如，圖像平面132)成像和可以在沒有任何的色差的情況下(或在具有至少實質上減小的色差的情況下)觀看由光在平面中產生的虛擬圖像。
第2圖係根據本文描述的實施例的顯示設備200的示意性橫截面圖。顯示設備200包含被設置在發射器結構122、124、126上的複數個封裝層202、204、206。舉例而言，第一封裝層202被設置在第一發射器結構122上並且與第一發射器結構122接觸，第二封裝層204被設置在第二發射器結構124上並且與第二發射器結構124接觸，及第三封裝層206被設置在第三發射器結構126上並且與第三發射器結構126接觸。因此，第一封裝層202、第二封裝層204，及第三封裝層206係階梯式地定向(該定向方式類似於特徵112、114、116的階梯式的定向)。針對封裝層202、204、206選擇的材料類似於封裝層128的彼等材料。
第一複數個奈米結構208被設置在第一封裝層202上，第二複數個奈米結構210被設置在第二封裝層204上，及第三複數個奈米結構212被設置在第三封裝層206上。類似於奈米結構130，奈米結構208、210、212中的每一者係由介電材料形成並且具有均勻的形態。與顯示設備100相同，顯示設備200利用階梯特徵112、114、116的光學路徑長度預先補償和奈米結構130的光聚焦特性以實現：從觀察者的視角101且於圖像平面132處觀看具有改善的清晰度和不具有色差的圖像。
第3圖係根據本文描述的實施例的顯示設備300的示意性橫截面圖。顯示設備300包含基板302，該基板具有第一表面304和第二表面306。基板302實質上是平面的，並且第一表面304和第二表面306被設置為彼此相對的和彼此平行的。被利用於基板302的材料與針對於如上所述的基板102選擇的彼等材料相類似。
第一發射器結構308、第二發射器結構310、及第三發射器結構312被設置在第一表面304上，該第一表面界定共同的平面。發射器結構308、310、312可類似於在前文中描述的發射器結構122、124、126。第二發射器結構310被設置為鄰近於第一發射器結構308並且第三發射器結構312被設置為鄰近於第二發射器結構310。在一個實施例中，第一發射器結構308經配置以產生藍色光、第二發射器結構310經配置以產生綠色光，及第三發射器結構312經配置以產生紅色光。
封裝層314(該封裝層314是由與關於封裝層128描述的彼等材料類似的材料製造)被設置在發射器結構308、310、312的上方。在一個實施例中，封裝層314被設置為與發射器結構308、310、312接觸。封裝層314在形態上實質上是平面的並且在與發射器結構308、310、312相鄰的所有的區域中具有實質上均勻的厚度。
第一複數個奈米結構316形成在封裝層314上而對應於第一發射器結構308的區域(例如，子像素區域106，該子像素區域係基板302的對應於第一發射器結構308的區域)。第一奈米結構316在子像素區域106內共用均勻的尺寸形態(大小、形狀、及間隔)。基於從第一發射器結構308發射的光的波長來選擇第一奈米結構316的尺寸形態以補償在單個圖像平面322處成像的不同波長的光之間的光學路徑長度差。舉例而言，第一奈米結構316具有經選擇以將從第一發射器結構308發射的藍色光328成像和聚焦於圖像平面322處的尺寸形態。
第二複數個奈米結構318形成在封裝層314上而對應於第二發射器結構310的區域(例如，子像素區域108)。第二奈米結構318在子像素區域108內共用均勻的尺寸形態。類似於第一奈米結構316，第二奈米結構318的尺寸形態係基於從第二發射器結構310發射的光的波長來選擇，以補償在圖像平面322處成像的不同波長的光之間的光學路徑長度差。第二奈米結構318的尺寸形態與第一奈米結構316的尺寸形態不同。舉例而言，第二奈米結構318具有經選擇以將從第二發射器結構310發射的綠色光326成像和聚焦於圖像平面322處的尺寸形態。
第三複數個奈米結構320形成在封裝層314上而對應於第三發射器結構312的區域(例如，子像素區域110)。第三奈米結構320在子像素區域110內共用均勻的尺寸形態。分別地類似於第一奈米結構316和第二奈米結構318，第三奈米結構320的尺寸形態係基於從第三發射器結構312發射的光的波長來選擇，以補償在圖像平面322處成像的不同波長的光之間的光學路徑長度差。第三奈米結構320的尺寸形態不同於第一奈米結構316的尺寸形態和第二奈米結構318的尺寸形態。舉例而言，第三奈米結構320具有經選擇以將從第三發射器結構312發射的紅色光324成像和聚焦在圖像平面322處的尺寸形態。
因此，可藉由利用補償具有不同波長的光的光學路徑長度差的奈米結構316、318、320和奈米結構316、318、320的光聚焦特性來實現圖像顯示，以從觀察者的視角101且於圖像平面322處觀看具有改善的清晰度和不具有色差的圖像。
第4A圖係根據本文描述的實施例的發光二極體(LED)陣列400的部分示意性平面圖。適當的LED陣列的實例包含(但不限於)：LED裝置和有機發光二極體(OLED)裝置等等。在一個實施例中，LED陣列400包含基板408，並且具有設置於其上的複數個像素402、404、406。在一個實例中，LED陣列400是OLED的pentile陣列。
在一個實例中，第一像素402經配置以產生處於第一波長並且具有第一帶寬的光。在一個實施例中，第一像素402產生紅色光。第二像素404經配置以產生處於不同於該第一波長的第二波長並且具有不同於該第一帶寬的第二帶寬的光。在一個實施例中，第二像素404產生藍色光。第三像素406經配置以產生處於第三波長並且具有第三帶寬的光，該第三波長和該第三帶寬分別地與該第一波長和該第二波長以及該第一帶寬和該第二帶寬不同。在一個實施例中，第三像素406產生綠色光。
像素402、404、406中的每一者以一圖案被佈置在基板408上而形成陣列400。在一個實施例中，像素402、404、406具有均勻的大小和分佈結構。在另一實施例中，像素402、404、406中每一者分別地具有獨有的大小，以及跨越陣列400的均勻的分佈圖案。儘管像素402、404被示出為具有主要為四邊形的形狀，可以設想到任何的期望的形狀可被利用於像素402、404。類似地，儘管像素406被示出為具有圓形或橢圓形的形狀，可以設想到任何的期望的形狀可被利用於像素406。
第4B圖係根據本文描述的實施例的第4A圖的LED陣列400的部分示意性平面圖，其中該LED陣列400具有分別地設置在LED陣列400的像素402、404、406上的奈米鏡片410、414、418。具有形成於其上的複數個第一奈米結構412的第一奈米鏡片410被設置在第一像素402上。具有形成於其上的複數個第二奈米結構416的第二奈米鏡片414被設置在第二像素404上。具有形成於其上的複數個第三奈米結構420的第三奈米鏡片418被設置在第三像素406上。奈米鏡片410、414、418中的每一者的大小和形狀被設計為實質上對應於：相對應的下面的像素402、404、406的大小和形狀。
在一個實施例中，奈米鏡片410、414、418中的每一者係單色鏡片。在此實施例中，對應於每一個奈米鏡片410、414、418的複數個奈米結構412、416、420適用於調節從相對應的像素402、404、406發射的具有單個波長或在界定的範圍中的波長的光。舉例而言，被設置在第一奈米鏡片410上的第一複數個奈米結構412適用於減小或消除色差和補償在圖像平面處的紅色光的光學路徑長度。被設置在第二奈米鏡片414上的第二複數個奈米結構416適用於減小或消除色差和補償在圖像平面處的藍色光的光學路徑長度。被設置在第三奈米鏡片418上的第三複數個奈米結構420適用於減小或消除色差和補償在圖像平面處的綠色光的光學路徑長度。因此，利用具有變化的波長的光在圖像平面處形成聚焦的圖像是可能的。
奈米鏡片410、414、418中的每一者的奈米鏡片和奈米結構412、416、420中的每一者的奈米結構為分別由介電材料(諸如，ZnO材料、TiO2材料、GaN材料，及其組合)形成。介電材料可為結晶的或無定形的(其中取決於與不同的結晶晶格結構(或其空缺)相關聯的期望的光學性質)。在一個實施例中，被設置在奈米鏡片410上的複數個第一奈米結構412的每一個奈米結構係利用實質上均勻的第一形態來製造。被設置在奈米鏡片414上的複數個第二奈米結構416的每一個奈米結構係利用不同於第一形態的實質上均勻的第二形態來製造。被設置在奈米鏡片418上的複數個第三奈米結構420的每一個奈米結構係利用不同於第一形態和第二形態的實質上均勻的第三形態來製造。在此實施例中，第一形態適用於調節紅色光、第二形態適用於調節藍色光，及第三形態適用於調節綠色光。
儘管第一形態、第二形態，及第三形態中的每一者係獨有的，但奈米結構412、416、420中的每一者的形態可以是圓筒形的、柱狀的、立體狀的等等。奈米結構412、416、420的高度、寬度、長度、直徑、間隔，或其他的物理特性分別地對於第一形態、第二形態，及第三形態為獨有的。在一個實施例中，奈米結構412、416、420中的每一個奈米結構的寬度係在大約50 nm與大約100 nm之間。
在另一實施例中，奈米結構412、416、420中的每一個奈米結構的高度係對應於分別地由奈米鏡片410、414、418調節的光顏色的不同的波長的量級。舉例而言，奈米結構412的高度對應於在從像素402發射的紅色光與分別地從相鄰的像素404、406發射的藍色光和綠色光之間的波長差。奈米結構416的高度對應於在從像素404發射的藍色光與分別地從相鄰的像素402、406發射的紅色光和綠色光之間的波長差。奈米結構420的高度對應於在從像素406發射的綠色光與分別地從相鄰的像素402、404發射的紅色光和藍色光之間的波長差。
奈米結構412、416、420係藉由各種技術(這取決於被利用以製造奈米結構412、416、420的介電材料的類型)來沉積。適當的沉積技術包含：化學氣相沉積、物理氣相沉積、分子束磊晶，及類似者。適合用於執行此等沉積製程的設備係從位於加利福尼亞州的聖塔克拉拉的應用材料公司獲得的工具。
經沉積以形成奈米結構412、416、420的介電薄膜的圖案化包含：諸如為奈米壓印光刻、電子束光刻、或適合用於形成具有諸如是在前文中描述的彼等的形態的奈米結構412、416、420的其他的光刻技術的製程。因此，具有相對應的奈米結構的單色的奈米鏡片可利用對於像素402、404、406的每一者為獨有的方式來形成。亦設想到：除了如在前文中描述的奈米鏡片之外，本文描述的實施例可被實施在其他的光調節裝置(諸如，偏振器、波阻滯板、及類似者)中。
雖然前述係關於本揭露的實施例，可設計本揭露的其他的和另外的實施例，而不偏離其基本範疇，並且其範疇係由後續的申請專利範圍決定的。
100:顯示設備 101:觀察者的視角 102:基板 104:像素 106:第一子像素 108:第二子像素 110:第三子像素 112:階梯特徵 114:階梯特徵 116:階梯特徵 118:平面差量 120:平面差量 122:發射器結構 124:發射器結構 126:發射器結構 128:封裝層 130:奈米結構 132:圖像平面 134:光 136:光 138:光 140:第二表面 142:第一表面 144:間隙空間 146:第一平面 148:第二平面 150:第三平面 152:第一焦距 154:第二焦距 156:第三焦距 200:顯示設備 202:封裝層 204:封裝層 206:封裝層 208:奈米結構 210:奈米結構 212:奈米結構 300:顯示設備 302:基板 304:第一表面 306:第二表面 308:第一發射器結構 310:第二發射器結構 312:第三發射器結構 314:封裝層 316:奈米結構 318:奈米結構 320:奈米結構 322:單個圖像平面 324:紅色光 326:綠色光 328:藍色光 400:陣列 402:像素 404:像素 406:像素 408:基板 410:奈米鏡片 412:第一奈米結構 414:奈米鏡片 416:第二奈米結構 418:奈米鏡片 420:第三奈米結構
為了能夠詳細地理解前文引述本揭露的特徵的方式，本揭露的更為特定的描述(在前文中簡短地概括)可藉由參照實施例來獲得，該等實施例中的一些在隨附圖式中示出。然而，應注意到，隨附圖式僅示出示例性的實施例，並且因而不被認為是對其範疇作出限制，因為本揭露可容許其他的同等有效的實施例。
第1圖係根據本文描述的實施例的顯示設備的示意性橫截面圖。
第2圖係根據本文描述的實施例的顯示設備的示意性橫截面圖。
第3圖係根據本文描述的實施例的顯示設備的示意性橫截面圖。
第4A圖係根據本文描述的實施例的發光二極體(LED)陣列的部分示意性平面圖。
第4B圖係根據本文描述的實施例的第4A圖的LED陣列的部分示意性平面圖，該LED陣列具有設置在該LED陣列的像素上的奈米鏡片。
為了促進理解，在可能的情況下已經使用相同的元件符號以指定圖式中共用的相同元件。可以設想，一個實施例的元件和特徵可有利地併入其他實施例中，而無需進一步的詳述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:顯示設備
101:觀察者的視角
102:基板
104:像素
106:第一子像素
108:第二子像素
110:第三子像素
112:階梯特徵
114:階梯特徵
116:階梯特徵
118:平面差量
120:平面差量
122:發射器結構
124:發射器結構
126:發射器結構
128:封裝層
130:奈米結構
132:圖像平面
134:光
136:光
138:光
140:第二表面
142:第一表面
144:間隙空間
146:第一平面
148:第二平面
150:第三平面
152:第一焦距
154:第二焦距
156:第三焦距

Claims (20)

  1. 一種顯示設備，包含：一基板；一第一像素，該第一像素形成於該基板上；一第一奈米鏡片，該第一奈米鏡片被設置在該第一像素上，且具有一第一高度；一第二像素，該第二像素形成於該基板上；一第二奈米鏡片，該第二奈米鏡片被設置在該第二像素上，且具有與該第一高度不同的一第二高度；一第三像素，該第三像素形成於該基板上；及一第三奈米鏡片，該第三奈米鏡片被設置在該第三像素上，且具有與該第一高度及該第二高度不同的一第三高度；其中該第一像素、該第二像素、該第三像素的每一者具有跨該基板的一實質上均勻的大小和分佈。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該第一像素經配置以產生處於一第一波長並且具有一第一帶寬的光。
  3. 如請求項2所述之設備，其中該第一像素經配置以產生紅色光。
  4. 如請求項3所述之設備，其中該第一奈米鏡片包含複數個第一奈米結構。
  5. 如請求項4所述之設備，其中該等第一奈米結構適用於補償在圖像平面處的紅色光的一光學路徑長度。
  6. 如請求項2所述之設備，其中該第二像素經配置以產生處於不同於該第一波長的一第二波長並且具有不同於該第一帶寬的一第二帶寬的光。
  7. 如請求項6所述之設備，其中該第二像素經配置以產生藍色光。
  8. 如請求項7所述之設備，其中該第二奈米鏡片包含複數個第二奈米結構。
  9. 如請求項8所述之設備，其中該等第二奈米結構適用於補償在圖像平面處的藍色光的一光學路徑長度。
  10. 如請求項6所述之設備，其中該第三像素經配置以產生處於不同於該第一波長和該第二波長的一第三波長並且具有不同於該第一帶寬和該第二帶寬的一第三帶寬的光。
  11. 如請求項10所述之設備，其中該第三像素經配置以產生綠色光。
  12. 如請求項11所述之設備，其中該第三奈米鏡片包含複數個第三奈米結構。
  13. 如請求項12所述之設備，其中該等第三奈米結構適用於補償在圖像平面處的綠色光的一光學路徑長度。
  14. 一種顯示設備，包含：一基板；一紅色光像素，該紅色光像素形成於該基板上； 一第一奈米鏡片，該第一奈米鏡片被設置在該紅色光像素上，且具有一第一高度；一藍色光像素，該藍色光像素形成於該基板上；一第二奈米鏡片，該第二奈米鏡片被設置在該藍色光像素上，且具有與該第一高度不同的一第二高度；一綠色光像素，該綠色光像素形成於該基板上；及一第三奈米鏡片，該第三奈米鏡片被設置在該綠色光像素上，且具有與該第一高度及該第二高度不同的一第三高度；其中該紅色光像素、該藍色光像素、該綠色光像素的每一者具有跨該基板的一獨有的大小和均勻的分佈。
  15. 如請求項14所述之設備，其中該紅色光像素、該藍色光像素、該綠色光像素的每一者為四邊形的形狀。
  16. 如請求項15所述之設備，其中該第一奈米鏡片、該第二奈米鏡片、該第三奈米鏡片的每一者的大小和形狀被設計成為實質上分別對應於該紅色光像素、該藍色光像素、該綠色光像素的大小和形狀。
  17. 如請求項14所述之設備，其中該紅色光像素、該藍色光像素、該綠色光像素的每一者為圓形或楕圓形的形狀。
  18. 如請求項17所述之設備，其中該第一奈米鏡片、該第二奈米鏡片、該第三奈米鏡片的每一者的大小和形狀被設計成為實質上分別對應於該紅色光像素、 該藍色光像素、該綠色光像素的大小和形狀。
  19. 一種顯示設備，包含：一基板；一第一像素，該第一像素形成於該基板上；一第一奈米鏡片，該第一奈米鏡片被設置在該第一像素上且包含第一介電奈米結構，並具有一第一高度，該第一介電奈米結構適用於補償在圖像平面處的紅色光的一光學路徑長度；一第二像素，該第二像素形成於該基板上；一第二奈米鏡片，該第二奈米鏡片被設置在該第二像素上且包含第二介電奈米結構，並具有與該第一高度不同的一第二高度，該第二介電奈米結構適用於補償在圖像平面處的藍色光的一光學路徑長度；一第三像素，該第三像素形成於該基板上；及一第三奈米鏡片，該第三奈米鏡片被設置在該第三像素上且包含第三介電奈米結構，並具有與該第一高度及該第二高度不同的一第三高度，該第三介電奈米結構適用於補償在圖像平面處的綠色光的一光學路徑長度。
  20. 如請求項19所述之設備，其中該第一介電奈米結構、該第二介電奈米結構、該第三介電奈米結構的每一者減少或消除在圖像平面處的色差。
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