层叠led显示屏以及基于led技术的立体显示器的制作方法
专利名称：层叠led显示屏以及基于led技术的立体显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域，具体涉及显示领域。
背景技术：
显示屏为人们的生活和工作带来了很多方便。现有的显示屏有阴极射线管 (Cathode Ray Tube)的显示屏、液晶显示屏、LED显示屏、等离子显示屏。在上述显示屏中 LED显示屏具有成本低、寿命长、色彩好、响应速度快等优点,但是现在LED显示屏的机构本身和生产エ艺还存在ー些不足，因此不能满足市场需求。以至于具有各种优良特性的LED 显示屏至今不能在市场上获得普及。另外，人们对立体显示有越来越强的需求。现阶段的立体显示技术，主要还需要佩戴立体眼镜。裸眼3D技术，仍然很不成熟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种层叠LED显示屏，以解决上述技术问题。本发明的目的还在于提供ー种立体LED显示器，以解决上述技术问题。本发明的目的还在于提供ー种将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法。本发明的目的还在于提供ー种基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统。本发明可以采用以下技术方案来实现层叠LED显示屏,包括LED显示阵列，其特征在于,所述LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成前后两层排列，显然也可以是上下排列方式。将LED显示阵列分成至少两组前后排列的LED显示子阵列可以有效減少同一厚度 (或高度)上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。在LED显示子阵列层数较多，并且对LED显示子阵列分别进行控制的时候，可以实现立体成像。所述第一 LED显示子阵列所采用的LED的色彩与所述第二 LED显示子阵列所采用的LED的色彩不一致，以便于LED元件控制和便于生产。所述LED显示阵列包括三组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED 显示子阵列自前至后分成三层排列。以便进一歩降低生产难度。所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件。以便于显示色彩丰富的画面。三基色中的不同色彩的LED元件可以是红、绿、蓝三色LED元件。也可以是利用其他形式的三基色，采用构成其他形式的三基色的LED元件。所述层叠LED显示屏还包括一 LED基板,所述LED显示阵列排布在所述LED基板上。具体实施中可以是所述LED基板两面分别设有电极组，分别为正面电极组和反面电极组；所述正面电极组中含有至少两条正面电极，所述反面电极组中含有至少两条反面电极；所述LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极。所述LED基板为透明基板，优选塑料透明基板，比如PVC透明塑料片、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片、聚苯乙烯(PS)片、聚碳酸脂(PC)片、透明聚酰胺片、聚4-甲基-1-戊烯 (TPX)片等。采用塑料透明基板，相对于玻璃板更加容易穿孔，便于LED元件引线或管脚穿过所述LED基板连接另一面的电极。所述LED基板为柔性的塑料透明基板。以便于使所述LED基板具有柔性，可以进行弯折。所述电极采用透明电极，或者采用金属丝，比如银丝、铜丝等。以保证显示质量。透明电极优选柔性的透明电极。所述正面电极组中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极排布在所述LED基板正面，且不交错；所述反面电极组中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极排布在所述LED基板反面,且不交错；所述正面电极组与所述反面电极组中，至少两条电极在长度方向上存在交错。通过使正面电极组与反面电极组交错，产生交点，以便于在交点处连接LED元件。 通过产生大量交点，便于连接大量LED元件。所述正面电极组中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极平行排布在所述 LED基板正面；所述反面电极组中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极平行排布在所述LED基板反面；所述正面电极与所述反面电极在长度方向上存在交错。通过平行排布正面电极和反面电极，使排布规则，便于设计、生产和软件设计。所述LED基板上设有一通孔，所述LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端通过所述通孔连接另一面的电极。具体实施中还可以是所述LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第二 LED子基板前后排列；所述第一 LED子基板采用透明材质；所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上。通过为LED显示阵列的LED显示子阵列设置LED子基板作为载体，进ー步降低生产难度，并允许増加LED元件排布密度，以增加像素。所述LED基板包括三层LED子基板，即包括前后排列的第一 LED子基板、第二 LED 子基板、第三LED子基板，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板分别采用透明材质，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板上分别载有所述第一 LED显示子阵列、第 ニ LED显示子阵列、第三LED显示子阵列。在降低生产难度、允许增加LED元件排布密度的同吋，以便于显示色彩丰富的画面。所述第一 LED子基板的前方还覆有一透明的防护层，以便于保护第一 LED显示子阵列。
所述LED显示阵列中的LED元件采用贴片式LED元件，或者直接采用LED晶片。以便于缩小LED元件本身所占用的面积。位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极(导电线路)，位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极(导电线路)，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极。防护层上可以设置前电极。前电极和后电极构成控制阵列，在外部控制电路的控制下进而控制各个LED元件的发光情況，从而实现对成像像素的控制。这样有利于简化控制阵列的生产エ艺。所述前电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。至少两个所述LED子基板上的后电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。最后ー个所述LED子基板上的后电极可以不采用透明电极。所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的ー个上，另ー个引脚压合在前电极或后电极中的另ー个上。以简化生产エ艺。所述LED元件的两个引脚中至少ー个为具有弹性的引脚，以便于通过弹性与压合的后电极或前电极保持良好接触。或者与所述引脚进行压合的后电极或前电极采用具有柔性的透明电极，以便于压合过程中与所述LED元件的引脚进行良好接触。所述LED元件前方的LED子基板处设有一具有散光作用的散光块，从而使所述LED 元件发射出的光线柔和均用。所述散光块的面积大于所述LED元件的纵截面面积，以使单个像素的面积更大， 进而改善显示效果。所述散光块可以是LED子基板的部分粗糙面，也可以是LED子基板上粗糙的前电极或后电极。LED子基板可以采用柔性的透明材料，以生成具有柔性的层叠LED显示屏。为了适应柔性需求，LED显示阵列中连接LED元件的电极可以采用金属丝，比如银丝、铜丝等。具体设计中可以所述LED基板包括三层LED子基板，即包括前后排列的第一 LED 子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板分别采用透明材质，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板上分别载有所述第一 LED 显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，且各组LED显示子阵列中的LED元件色彩一致；所述第一 LED子基板的前方还覆有一透明的防护层；位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极,位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极，所述防护层的后方也设有前电极，前电极和后电极构成控制阵列；第一 LED子基板、第二 LED子基板上的后电极采用透明电极；所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、防护层上的前电极采用透明电极；所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的其中一个电极上，另ー 个弓I脚压接在前电极或后电极中的另ー个电极上。还可以，所述LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内。
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所述LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，其特征在于，所述LED子基板采用透明的尚未进行热固化的热固性材料；先将各个所述LED显示子阵列排布在各层所述LED子基板上，然后将各层所述LED 子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。进而得到LED显示子阵列嵌入在所述 LED基板内的层叠LED显示屏。也可以考虑其他固化形式的固化材料或者固化方式，比如光固化。立体LED显示器，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一 LED基板，所述LED显示子阵列排布在所述LED基板上，所述LED基板采用透明材质。因为第一 LED显示子阵列与第二 LED显示子阵列之间存在距离，所以可以显示立体图像。LED基板周边设有透明部分。以便于从侧面观看立体LED显示器内部的图像。可以视为是将多个所述层叠LED显示屏层叠平放。因为LED子基板采用透明材质，所以通过侧面观看时，可以看到上下排列的至少两层发光的LED元件。LED元件构成的阵列同时具有高度、宽度和深度，即具备三个维度，可以显示立体画面。并且所显示的立体画面是由实际的光点构成的立体画面，并非通过视觉暂留形成的立体画面，具有真实感強、 视角大等优点。通过各个有光透出的角度均允许看到立体画面。所述LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第二 LED子基板上下排列；所述第一 LED子基板采用透明材质，所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED子基板采用透明材质，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上。所述各层LED子基板之间可以通过无影胶，或者其他透光性好的胶进行粘结，以
提高显示质量。三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成一 LED显示子阵列组；至少两个LED显示子阵列组上下排列。构成能够显示各种丰富色彩的立体LED显示器。外部设备通过分别控制各个LED显示子阵列中的各LED元件的点亮情况获得立体影像。还可以，所述LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内。制造中可以采用所述的将 LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，得到LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的立体LED显示器。所述LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。所述LED显示阵列中连接所述LED元件的引脚的电极可以采用透明电极，也可以采用金属丝，比如铜丝、银丝等。金属丝应当较细以免影响视觉。基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，所述空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统，其特征在干， 所述像光源采用层叠LED显示屏。优选所述立体LED显示器。
所述光成像系统包括一将来自所述像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件，所述立体LED显示器与所述汇聚光学器件的表面结合，所述立体LED显示器产生的立体影像位于所述汇聚光学器件确定的成像区域。通过将立体LED显示器与汇聚光学器件的表面結合，減少光线折射和反射，进而可以提高成像质量，另外也可以尽量避免器件之间因为外力错位。所述汇聚光学器件采用ー凹面汇聚器件，所述立体LED显示器位于所述凹面汇聚器件的凹面内。并且立体LED显示器的外围结构与所述凹面汇聚器件内表面相对应，两者紧密结合。所述立体LED显示器的显示区域位于所述凹面汇聚器件中轴线附近。以便于形成画质较好的空中立体像。所述汇聚光学器件采用两个凹面汇聚器件，两个所述凹面汇聚器件相对扣合，所述LED显示器位于两个所述凹面汇聚器件之间；其中至少一个所述凹面汇聚器件底部设有透光ロ，以便于光线出射，在空中形成画面。所述汇聚光学器件采用ー汇聚透镜，所述立体LED显示器位于所述汇聚透镜ー 侧，并且所述汇聚透镜直接生产在所述立体LED显示器上。以便于形成画质较好的空中立体像。所述光成像系统还可以为一基于分光镜成像的空中悬浮成像系统，包括一柜体和一位于柜体上方的分光镜组，所述LED显不器位于所述分光镜组下方的所述柜体中，作为像光源。
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I为层叠LED显示屏的一种结构分解示意图。
2为立体LED显示器的部分结构分解示意图。
3为立体LED显示器的整体结构示意图。
4为基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统的部分结构示意图。
5为层叠LED显示屏LED基板两面分别设有电极组的结构分解示意图。
具体实施例方式为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本发明。參照图I,层叠LED显示屏,包括LED显示阵列,LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列U、第二 LED显示子阵列12。第一 LED显示子阵列11和第二 LED显示子阵列12分成前后两层排列，显然也可以是上下排列方式。将LED显示阵列分成至少两组前后排列的LED显示子阵列可以有效減少同一厚度(或高度)上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。还可以让LED显示子阵列嵌入在LED基板内。LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。LED显示阵列中的LED元件采用贴片式LED元件，或者直接采用LED晶片。以便于縮小LED元件本身所占用的面积。第一 LED显示子阵列11所采用的LED元件的色彩与第 ニ LED显示子阵列12所采用的LED元件的色彩不一致。这ー设计可以便于LED元件控制和便于生产。
为了产生丰富的色彩，实际生产中LED显示阵列可以采用三组LED显示子阵列，即自前至后分层排列的第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列13。第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列13，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，各组LED显示子阵列中的LED元件色彩最好一致。以便于显示色彩丰富的画面。三基色中的不同色彩的LED元件可以是红、绿、蓝三色LED元件。 也可以是利用其他形式的三基色，采用构成其他形式的三基色的LED元件。层叠LED显示屏还包括LED基板，LED显示阵列排布在LED基板上。具体实施中可以是參照图5，LED基板102两面分别设有电极组，分别为正面电极组103和反面电极组104。正面电极组103中含有至少两条正面电极，反面电极组中含有至少两条反面电极。 LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极。通过控制正面电极和反面电极的电势情况精确控制各个LED元件的点亮情況。通过将电极组设置在LED基板102两面，避免两组电极因在构成阵列时出现交错而短路的情况，从而降低设计和生产中，电极组排布难度。LED基板102上排布有采用三基色中的不同色彩的LED元件。以便于显示不同色彩。LED基板102可以采用透明基板，优选塑料透明基板，比如PVC透明塑料片、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片、聚苯こ烯(PS)片、聚碳酸脂(PC)片、透明聚酰胺片、聚4-甲基-1-戊烯(TPX)片等。采用塑料透明基板，相对于玻璃板更加容易穿孔，便于LED元件引线或管脚穿过所述LED基板102连接另一面的电极。进一歩，LED基板102优选柔性的塑料透明基板，以便于使所述LED基板具有柔性， 可以进行弯折。电极采用透明电极，或者采用金属丝，比如银丝、铜丝等，以保证显示质量。 透明电极优选柔性的透明电极。正面电极组103中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极排布在LED基板102 正面，且不交错。反面电极组104中含有至少三条反面电极,至少三条反面电极排布在LED 基板102反面，且不交错。正面电极组103与反面电极组104中，至少两条电极在长度方向上存在交错。通过使正面电极组103与反面电极组104交错，产生交点，以便于在交点处连接LED元件。通过产生大量交点，便于连接大量LED元件。通过使正面电极组103与反面电极组104交错但不接触。再进ー步，正面电极组103中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极平行排布在所述LED基板102正面。反面电极组104中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极平行排布在LED基板102反面。正面电极与反面电极在长度方向上存在交错。通过平行排布正面电极，以及反面电极，使排布规则，便于设计、生产和软件设计。可以是，LED基板102上设有一通孔，反面电极通过通孔延伸至LED基板102正面， 并形成连接点。LED元件位于LED基板102正面，分别连接正面电极和连接点。还可以，LED基板102上设有一通孔，正面电极通过通孔延伸至LED基板102反面， 并形成连接点。LED元件位于LED基板102反面，分别连接反面电极和连接点。LED基板 102上设有扩散膜等光学膜。LED元件位于LED基板102反面，所发出的光经过光学膜后被人眼接收，以形成较好质量的画面。还可以，LED基板102上设有一通孔，LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端穿过所述通孔连接另一面的电极。可以ー个LED元件独自占用一个通孔，也可以是2 4个LED元件共同占用ー个通孔。还可以，LED基板102上设有一通孔，LED元件嵌入在通孔内，LED元件的两端分别连接LED基板正反两面的电极。还包括至少ー防护层，防护层覆盖在LED基板102正面，以保护LED基板102以及 LED元件。对于防护层的设计可以有以下方案(I)防护层可以采用柔性塑料板，以便使点阵LED显示屏具有柔性。(2) LED基板102正面和反面分别覆盖有柔性透明塑料板。使正反两面都可以欣赏显示画面。(3)防护层可以采用硬质透明板，如硬质塑料板或者玻璃板。以便使LED基板102 以及LED元件得到固定，使点阵LED显示屏保持一定形状，并且起到良好的保护作用。(4) LED基板102正面和反面分别覆盖有硬质透明板。使正反两面都可以欣赏显示画面。具体实施中还可以是參照图1，LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板21、第 ニ LED子基板22。第一 LED子基板21与第二 LED子基板22前后排列，第一 LED子基板21 采用透明材。第一 LED显示子阵列11排布在第一 LED子基板21上，第二 LED显示子阵列 12排布在第二 LED子基板22上。通过为LED显示阵列的LED显示子阵列设置LED子基板作为载体，进ー步降低生产难度，并允许増加LED元件排布密度，以增加像素。为了产生丰富的色彩，实际生产中，LED基板可以采用三层LED子基板，即前后排列的第一 LED子基板21、第二 LED子基板22、第三LED子基板23。第一 LED子基板21、第 ニ LED子基板22分别采用透明材质。第一 LED子基板21、第二 LED子基板22、第三LED子基板23上分别载有第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列 13。第一 LED子基板21的前方还覆有一透明的防护层3，以便于保护第一 LED显示子阵列
11。在降低生产难度、允许增加LED元件排布密度的同时，以便于显示色彩丰富的画面。位于相对后方的LED子基板的前方布有后电极41 (导电线路)，位于相对前方的 LED子基板的后方布有前电极42(导电线路)。LED元件的两个引脚前后排布，分别接入后电极和前电极。防护层上可以设置前电极42。前电极42和后电极41构成控制阵列，在外部控制电路的控制下进而控制各个LED元件的发光情況，从而实现对成像像素的控制。这样有利于简化控制阵列的生产エ艺。前电极42均采用透明电极，第一 LED子基板11、第二 LED子基板12上的后电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。第三LED子基板23 上的后电极41可以不采用透明电极。为了进一歩降低生产难度，LED元件的一个引脚固定连接到后电极41 (或前电极)，另ー个引脚压接在前电极42 (或后电极)，以简化生产エ艺。为了保证良好的电接触， LED元件的两个引脚中至少ー个为具有弹性的引脚，以便于通过弹性与压合的后电极41或前电极42保持良好接触。或者与LED元件的引脚进行压合的后电极或前电极采用具有柔性或弹性的透明电极，以便于压合过程中与LED元件的引脚进行良好接触。LED子基板可以采用柔性的透明材料，以生成具有柔性的层叠LED显示屏。为了适应柔性需求，LED显示阵列中连接LED元件的电极可以采用金属丝，比如银丝、铜丝等。LED元件前方的LED子基板处设有具有散光作用的散光块51，从而使LED元件发射出的光线柔和均用。散光块51的面积大于LED元件的纵截面面积，以使单个像素的面积更大，进而改善显示效果。散光块51可以是LED子基板制造出的部分粗糙面，也可以是LED 子基板上的前电极或后电极上制造出的粗糙面。前后排列的各个LED显示子阵列中的LED元件可以重叠排布，也可以错位排布。 在LED元件可以重叠排布时，散光块51的面积大于LED元件的纵截面面积，可以有效避免前方的LED元件对后方的LED元件产生的光线造成遮挡。另外散光块51可以起到对三基色进行混合的作用。散光块51的面积可以是由前至后面积逐步増大，以避免遮挡。散光块 51的面积可以是由前至后面积逐步减小，以促进对三基色进行混合。将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法是，LED子基板采用尚未进行热固化的热固性材料。该热固性材料经过热固化供以后应该为透明材料。先将各个LED显示子阵列排布在各层LED子基板上，然后将各层LED子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。进而得到LED显示子阵列嵌入在LED基板内的层叠LED显示屏。这样ー来LED 基板的LED子基板间的缝隙可以减小，甚至消失。也可以考虑其他固化形式的固化材料或者固化方式，比如光固化。參照图2,立体LED显示器,包括LED显示阵列,LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列U、第二 LED显示子阵列12。第一 LED显示子阵列11和第二 LED显示子阵列12分成上下两层排列。还包括一 LED基板，LED显示子阵列排布在LED 基板上(或内)，LED基板采用透明材质。參照图3，立体LED显示器可以视为是将多个层叠LED显示屏层叠平放。因为LED 子基板采用透明材质，所以通过侧面观看时，可以看到上下排列的至少两层发光的LED元件。LED元件构成的阵列同时具有高度、宽度和深度，即具备三个维度，可以显示立体画面
6。并且所显示的立体画面6是由实际的光点构成的立体画面6，并非通过视觉暂留形成的立体画面，具有真实感强、视角大等优点。通过各个有光透出的角度均允许看到立体画面6。立体LED显示器的具体结构进ー步參照图2，LED基板包括至少两层LED子基板， 即至少包括第一 LED子基板21、第二 LED子基板22。第一 LED子基板21与第二 LED子基板 22上下排列。第一 LED子基板21米用透明材质,第一 LED显不子阵列11排布在第一 LED 子基板21上，第二 LED子基板22采用透明材质。因为第一 LED显示子阵列11与第二 LED 显示子阵列12之间存在距离，所以可以显示立体图像。LED基板周边设有透明部分。以便于从侧面观看立体LED显示器内部的图像。第 ニ LED显示子阵列12排布在第二 LED子基板22上。各层LED子基板之间可以通过无影胶， 或者其他透光性好的胶进行粘结，以提高显示质量。三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成一 LED显示子阵列组。至少两个LED显示子阵列组上下排列，构成能够显示各种丰富色彩的立体LED显示器。外部辅助设备通过分别控制各个LED显示子阵列中的各LED元件的点売情况获得立体影像。还可以，LED显示子阵列嵌入在LED基板内。制造中可以采用生产层叠LED显示屏时，所采用的将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，得到LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的立体LED显示器。LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。 LED显示阵列中连接LED元件的引脚的电极可以采用透明电极，也可以采用金属丝，比如铜丝、银丝等。金属丝应当较细以免影响视觉。參照图4，基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统。像光源采用层叠LED显示屏。优选立体LED显示器7。光成像系统包括一将来自像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件8，立体LED显示器7与汇聚光学器件8的表面紧密结合，立体LED 显示器7产生的立体影像71位于汇聚光学器件8所确定的成像区域，以作为像光源，将立体影像71呈现在空中。通过将立体LED显示器7与汇聚光学器件8的表面紧密结合，減少光线折射和反射，进而可以提高成像质量，另外也可以尽量避免器件之间因为外力错位。图4中汇聚光学器件8采用ー凹面汇聚器件，立体LED显示器7位于凹面汇聚器件的凹面内。并且立体LED显示器7的外围结构与凹面汇聚器件内表面相对应，两者紧密结合。立体LED显示器7的显示区域位于凹面汇聚器件中轴线附近。以便于形成画质较好的空中立体像。具体使用中，汇聚光学器件8可以采用两个凹面汇聚器件，两个凹面汇聚器件相对扣合，LED显示器位于两个所述凹面汇聚器件之间。其中至少ー个所述凹面汇聚器件底部设有透光ロ，以便于光线出射，在空中形成画面。汇聚光学器件8还可以采用ー汇聚透镜，立体LED显示器7位于汇聚透镜ー侧，并且汇聚透镜直接生产在立体LED显示器7上。以便于形成画质较好的空中立体像。光成像系统还可以为一基于分光镜成像的空中悬浮成像系统，包括一柜体和一位于柜体上方的分光镜组，所述LED显示器位于所述分光镜组下方的所述柜体中，作为像光源。现有的基于分光镜成像的空中悬浮成像系统一般由柜体、分光镜组、射灯、视频播放设备组成，基于分光镜成像原理，通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理，然后把拍摄的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中，构成了动静结合的产品展示系统。最終向观众展示融入实景的产品模型幻影成像效果。本发明中，可以将射灯省略，将视频播放设备换成LED显示器，并进行适当的常规光学系统优化，即可实现效果。以上显示和描述本发明的基本原理和主要特征本发明的优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.层叠LED显示屏，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成前后两层排列。
2.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED显示阵列包括三组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列自前至后分成三层排列；所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件。
3.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，其特征在于还包括一LED基板，所述LED 显示阵列排布在所述LED基板上。
4.根据权利要求3所述的层叠LED显示屏，其特征在于还包括一LED基板，所述LED 基板两面分别设有电极组，分别为正面电极组和反面电极组；所述正面电极组中含有至少两条正面电极，所述反面电极组中含有至少两条反面电极；所述LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极；所述LED基板上设有一通孔，所述LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端通过所述通孔连接另一面的电极。
5.根据权利要求3所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED基板包括至少两层 LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第 ニ LED子基板前后排列；所述第一 LED子基板采用透明材质；所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上；位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极,位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极。
6.根据权利要求5所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的ー个上，另ー个引脚压合在前电极或后电极中的另ー个上。
7.将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，其特征在于，所述LED子基板采用尚未进行热固化的热固性材料；先将各个所述LED显示子阵列排布在各层所述LED子基板上，然后将各层所述LED子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。
8.立体LED显示器，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一 LED基板，所述LED显示子阵列排布在所述LED基板上，所述LED基板采用透明材质，且LED基板周边设有透明部分。
9.根据权利要求8所述的立体LED显示器，其特征在于三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成ー LED显示子阵列组；至少两个LED 显示子阵列组上下排列。
10.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，所述空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统，其特征在于，所述像光源采用所述层叠LED显示屏；所述光成像系统包括一将来自所述像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件，所述立体LED显示器与所述汇聚光学器件的表面结合，所述立体LED显示器产生的立体影像位于所述汇聚光学器件确定的成像区域。
11.根据权利要求10所述的基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，其特征在于 所述汇聚光学器件采用ー凹面汇聚器件，所述立体LED显示器位于所述凹面汇聚器件的凹面内。
全文摘要
层叠LED显示屏以及基于LED技术的立体显示器涉及显示领域。层叠LED显示屏，包括LED显示阵列，LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，第一LED显示子阵列和第二LED显示子阵列分成前后两层排列。可以有效减少同一厚度上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。立体LED显示器的LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，第一LED显示子阵列和第二LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一LED基板，LED显示子阵列排布在LED基板上，LED基板采用透明材质，且LED基板周边设有透明部分。LED显示阵列的LED元件同时具备三个维度，可以显示立体画面。
文档编号G09F9/33GK102610170SQ201110218720
公开日2012年7月25日 申请日期2011年8月1日 优先权日2010年10月14日
发明者孙倩倩 申请人:上海科斗电子科技有限公司
技术领域：
本发明涉及电子领域，具体涉及显示领域。
背景技术：
显示屏为人们的生活和工作带来了很多方便。现有的显示屏有阴极射线管 (Cathode Ray Tube)的显示屏、液晶显示屏、LED显示屏、等离子显示屏。在上述显示屏中 LED显示屏具有成本低、寿命长、色彩好、响应速度快等优点,但是现在LED显示屏的机构本身和生产エ艺还存在ー些不足，因此不能满足市场需求。以至于具有各种优良特性的LED 显示屏至今不能在市场上获得普及。另外，人们对立体显示有越来越强的需求。现阶段的立体显示技术，主要还需要佩戴立体眼镜。裸眼3D技术，仍然很不成熟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种层叠LED显示屏，以解决上述技术问题。本发明的目的还在于提供ー种立体LED显示器，以解决上述技术问题。本发明的目的还在于提供ー种将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法。本发明的目的还在于提供ー种基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统。本发明可以采用以下技术方案来实现层叠LED显示屏,包括LED显示阵列，其特征在于,所述LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成前后两层排列，显然也可以是上下排列方式。将LED显示阵列分成至少两组前后排列的LED显示子阵列可以有效減少同一厚度 (或高度)上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。在LED显示子阵列层数较多，并且对LED显示子阵列分别进行控制的时候，可以实现立体成像。所述第一 LED显示子阵列所采用的LED的色彩与所述第二 LED显示子阵列所采用的LED的色彩不一致，以便于LED元件控制和便于生产。所述LED显示阵列包括三组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED 显示子阵列自前至后分成三层排列。以便进一歩降低生产难度。所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件。以便于显示色彩丰富的画面。三基色中的不同色彩的LED元件可以是红、绿、蓝三色LED元件。也可以是利用其他形式的三基色，采用构成其他形式的三基色的LED元件。所述层叠LED显示屏还包括一 LED基板,所述LED显示阵列排布在所述LED基板上。具体实施中可以是所述LED基板两面分别设有电极组，分别为正面电极组和反面电极组；所述正面电极组中含有至少两条正面电极，所述反面电极组中含有至少两条反面电极；所述LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极。所述LED基板为透明基板，优选塑料透明基板，比如PVC透明塑料片、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片、聚苯乙烯(PS)片、聚碳酸脂(PC)片、透明聚酰胺片、聚4-甲基-1-戊烯 (TPX)片等。采用塑料透明基板，相对于玻璃板更加容易穿孔，便于LED元件引线或管脚穿过所述LED基板连接另一面的电极。所述LED基板为柔性的塑料透明基板。以便于使所述LED基板具有柔性，可以进行弯折。所述电极采用透明电极，或者采用金属丝，比如银丝、铜丝等。以保证显示质量。透明电极优选柔性的透明电极。所述正面电极组中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极排布在所述LED基板正面，且不交错；所述反面电极组中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极排布在所述LED基板反面,且不交错；所述正面电极组与所述反面电极组中，至少两条电极在长度方向上存在交错。通过使正面电极组与反面电极组交错，产生交点，以便于在交点处连接LED元件。 通过产生大量交点，便于连接大量LED元件。所述正面电极组中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极平行排布在所述 LED基板正面；所述反面电极组中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极平行排布在所述LED基板反面；所述正面电极与所述反面电极在长度方向上存在交错。通过平行排布正面电极和反面电极，使排布规则，便于设计、生产和软件设计。所述LED基板上设有一通孔，所述LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端通过所述通孔连接另一面的电极。具体实施中还可以是所述LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第二 LED子基板前后排列；所述第一 LED子基板采用透明材质；所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上。通过为LED显示阵列的LED显示子阵列设置LED子基板作为载体，进ー步降低生产难度，并允许増加LED元件排布密度，以增加像素。所述LED基板包括三层LED子基板，即包括前后排列的第一 LED子基板、第二 LED 子基板、第三LED子基板，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板分别采用透明材质，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板上分别载有所述第一 LED显示子阵列、第 ニ LED显示子阵列、第三LED显示子阵列。在降低生产难度、允许增加LED元件排布密度的同吋，以便于显示色彩丰富的画面。所述第一 LED子基板的前方还覆有一透明的防护层，以便于保护第一 LED显示子阵列。
所述LED显示阵列中的LED元件采用贴片式LED元件，或者直接采用LED晶片。以便于缩小LED元件本身所占用的面积。位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极(导电线路)，位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极(导电线路)，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极。防护层上可以设置前电极。前电极和后电极构成控制阵列，在外部控制电路的控制下进而控制各个LED元件的发光情況，从而实现对成像像素的控制。这样有利于简化控制阵列的生产エ艺。所述前电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。至少两个所述LED子基板上的后电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。最后ー个所述LED子基板上的后电极可以不采用透明电极。所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的ー个上，另ー个引脚压合在前电极或后电极中的另ー个上。以简化生产エ艺。所述LED元件的两个引脚中至少ー个为具有弹性的引脚，以便于通过弹性与压合的后电极或前电极保持良好接触。或者与所述引脚进行压合的后电极或前电极采用具有柔性的透明电极，以便于压合过程中与所述LED元件的引脚进行良好接触。所述LED元件前方的LED子基板处设有一具有散光作用的散光块，从而使所述LED 元件发射出的光线柔和均用。所述散光块的面积大于所述LED元件的纵截面面积，以使单个像素的面积更大， 进而改善显示效果。所述散光块可以是LED子基板的部分粗糙面，也可以是LED子基板上粗糙的前电极或后电极。LED子基板可以采用柔性的透明材料，以生成具有柔性的层叠LED显示屏。为了适应柔性需求，LED显示阵列中连接LED元件的电极可以采用金属丝，比如银丝、铜丝等。具体设计中可以所述LED基板包括三层LED子基板，即包括前后排列的第一 LED 子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板分别采用透明材质，所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、第三LED子基板上分别载有所述第一 LED 显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，且各组LED显示子阵列中的LED元件色彩一致；所述第一 LED子基板的前方还覆有一透明的防护层；位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极,位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极，所述防护层的后方也设有前电极，前电极和后电极构成控制阵列；第一 LED子基板、第二 LED子基板上的后电极采用透明电极；所述第一 LED子基板、第二 LED子基板、防护层上的前电极采用透明电极；所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的其中一个电极上，另ー 个弓I脚压接在前电极或后电极中的另ー个电极上。还可以，所述LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内。
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所述LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，其特征在于，所述LED子基板采用透明的尚未进行热固化的热固性材料；先将各个所述LED显示子阵列排布在各层所述LED子基板上，然后将各层所述LED 子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。进而得到LED显示子阵列嵌入在所述 LED基板内的层叠LED显示屏。也可以考虑其他固化形式的固化材料或者固化方式，比如光固化。立体LED显示器，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一 LED基板，所述LED显示子阵列排布在所述LED基板上，所述LED基板采用透明材质。因为第一 LED显示子阵列与第二 LED显示子阵列之间存在距离，所以可以显示立体图像。LED基板周边设有透明部分。以便于从侧面观看立体LED显示器内部的图像。可以视为是将多个所述层叠LED显示屏层叠平放。因为LED子基板采用透明材质，所以通过侧面观看时，可以看到上下排列的至少两层发光的LED元件。LED元件构成的阵列同时具有高度、宽度和深度，即具备三个维度，可以显示立体画面。并且所显示的立体画面是由实际的光点构成的立体画面，并非通过视觉暂留形成的立体画面，具有真实感強、 视角大等优点。通过各个有光透出的角度均允许看到立体画面。所述LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第二 LED子基板上下排列；所述第一 LED子基板采用透明材质，所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED子基板采用透明材质，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上。所述各层LED子基板之间可以通过无影胶，或者其他透光性好的胶进行粘结，以
提高显示质量。三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成一 LED显示子阵列组；至少两个LED显示子阵列组上下排列。构成能够显示各种丰富色彩的立体LED显示器。外部设备通过分别控制各个LED显示子阵列中的各LED元件的点亮情况获得立体影像。还可以，所述LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内。制造中可以采用所述的将 LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，得到LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的立体LED显示器。所述LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。所述LED显示阵列中连接所述LED元件的引脚的电极可以采用透明电极，也可以采用金属丝，比如铜丝、银丝等。金属丝应当较细以免影响视觉。基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，所述空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统，其特征在干， 所述像光源采用层叠LED显示屏。优选所述立体LED显示器。
所述光成像系统包括一将来自所述像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件，所述立体LED显示器与所述汇聚光学器件的表面结合，所述立体LED显示器产生的立体影像位于所述汇聚光学器件确定的成像区域。通过将立体LED显示器与汇聚光学器件的表面結合，減少光线折射和反射，进而可以提高成像质量，另外也可以尽量避免器件之间因为外力错位。所述汇聚光学器件采用ー凹面汇聚器件，所述立体LED显示器位于所述凹面汇聚器件的凹面内。并且立体LED显示器的外围结构与所述凹面汇聚器件内表面相对应，两者紧密结合。所述立体LED显示器的显示区域位于所述凹面汇聚器件中轴线附近。以便于形成画质较好的空中立体像。所述汇聚光学器件采用两个凹面汇聚器件，两个所述凹面汇聚器件相对扣合，所述LED显示器位于两个所述凹面汇聚器件之间；其中至少一个所述凹面汇聚器件底部设有透光ロ，以便于光线出射，在空中形成画面。所述汇聚光学器件采用ー汇聚透镜，所述立体LED显示器位于所述汇聚透镜ー 侧，并且所述汇聚透镜直接生产在所述立体LED显示器上。以便于形成画质较好的空中立体像。所述光成像系统还可以为一基于分光镜成像的空中悬浮成像系统，包括一柜体和一位于柜体上方的分光镜组，所述LED显不器位于所述分光镜组下方的所述柜体中，作为像光源。
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I为层叠LED显示屏的一种结构分解示意图。
2为立体LED显示器的部分结构分解示意图。
3为立体LED显示器的整体结构示意图。
4为基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统的部分结构示意图。
5为层叠LED显示屏LED基板两面分别设有电极组的结构分解示意图。
具体实施例方式为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本发明。參照图I,层叠LED显示屏,包括LED显示阵列,LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列U、第二 LED显示子阵列12。第一 LED显示子阵列11和第二 LED显示子阵列12分成前后两层排列，显然也可以是上下排列方式。将LED显示阵列分成至少两组前后排列的LED显示子阵列可以有效減少同一厚度(或高度)上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。还可以让LED显示子阵列嵌入在LED基板内。LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。LED显示阵列中的LED元件采用贴片式LED元件，或者直接采用LED晶片。以便于縮小LED元件本身所占用的面积。第一 LED显示子阵列11所采用的LED元件的色彩与第 ニ LED显示子阵列12所采用的LED元件的色彩不一致。这ー设计可以便于LED元件控制和便于生产。
为了产生丰富的色彩，实际生产中LED显示阵列可以采用三组LED显示子阵列，即自前至后分层排列的第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列13。第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列13，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，各组LED显示子阵列中的LED元件色彩最好一致。以便于显示色彩丰富的画面。三基色中的不同色彩的LED元件可以是红、绿、蓝三色LED元件。 也可以是利用其他形式的三基色，采用构成其他形式的三基色的LED元件。层叠LED显示屏还包括LED基板，LED显示阵列排布在LED基板上。具体实施中可以是參照图5，LED基板102两面分别设有电极组，分别为正面电极组103和反面电极组104。正面电极组103中含有至少两条正面电极，反面电极组中含有至少两条反面电极。 LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极。通过控制正面电极和反面电极的电势情况精确控制各个LED元件的点亮情況。通过将电极组设置在LED基板102两面，避免两组电极因在构成阵列时出现交错而短路的情况，从而降低设计和生产中，电极组排布难度。LED基板102上排布有采用三基色中的不同色彩的LED元件。以便于显示不同色彩。LED基板102可以采用透明基板，优选塑料透明基板，比如PVC透明塑料片、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片、聚苯こ烯(PS)片、聚碳酸脂(PC)片、透明聚酰胺片、聚4-甲基-1-戊烯(TPX)片等。采用塑料透明基板，相对于玻璃板更加容易穿孔，便于LED元件引线或管脚穿过所述LED基板102连接另一面的电极。进一歩，LED基板102优选柔性的塑料透明基板，以便于使所述LED基板具有柔性， 可以进行弯折。电极采用透明电极，或者采用金属丝，比如银丝、铜丝等，以保证显示质量。 透明电极优选柔性的透明电极。正面电极组103中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极排布在LED基板102 正面，且不交错。反面电极组104中含有至少三条反面电极,至少三条反面电极排布在LED 基板102反面，且不交错。正面电极组103与反面电极组104中，至少两条电极在长度方向上存在交错。通过使正面电极组103与反面电极组104交错，产生交点，以便于在交点处连接LED元件。通过产生大量交点，便于连接大量LED元件。通过使正面电极组103与反面电极组104交错但不接触。再进ー步，正面电极组103中含有至少三条正面电极，至少三条正面电极平行排布在所述LED基板102正面。反面电极组104中含有至少三条反面电极，至少三条反面电极平行排布在LED基板102反面。正面电极与反面电极在长度方向上存在交错。通过平行排布正面电极，以及反面电极，使排布规则，便于设计、生产和软件设计。可以是，LED基板102上设有一通孔，反面电极通过通孔延伸至LED基板102正面， 并形成连接点。LED元件位于LED基板102正面，分别连接正面电极和连接点。还可以，LED基板102上设有一通孔，正面电极通过通孔延伸至LED基板102反面， 并形成连接点。LED元件位于LED基板102反面，分别连接反面电极和连接点。LED基板 102上设有扩散膜等光学膜。LED元件位于LED基板102反面，所发出的光经过光学膜后被人眼接收，以形成较好质量的画面。还可以，LED基板102上设有一通孔，LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端穿过所述通孔连接另一面的电极。可以ー个LED元件独自占用一个通孔，也可以是2 4个LED元件共同占用ー个通孔。还可以，LED基板102上设有一通孔，LED元件嵌入在通孔内，LED元件的两端分别连接LED基板正反两面的电极。还包括至少ー防护层，防护层覆盖在LED基板102正面，以保护LED基板102以及 LED元件。对于防护层的设计可以有以下方案(I)防护层可以采用柔性塑料板，以便使点阵LED显示屏具有柔性。(2) LED基板102正面和反面分别覆盖有柔性透明塑料板。使正反两面都可以欣赏显示画面。(3)防护层可以采用硬质透明板，如硬质塑料板或者玻璃板。以便使LED基板102 以及LED元件得到固定，使点阵LED显示屏保持一定形状，并且起到良好的保护作用。(4) LED基板102正面和反面分别覆盖有硬质透明板。使正反两面都可以欣赏显示画面。具体实施中还可以是參照图1，LED基板包括至少两层LED子基板，即至少包括第一 LED子基板21、第 ニ LED子基板22。第一 LED子基板21与第二 LED子基板22前后排列，第一 LED子基板21 采用透明材。第一 LED显示子阵列11排布在第一 LED子基板21上，第二 LED显示子阵列 12排布在第二 LED子基板22上。通过为LED显示阵列的LED显示子阵列设置LED子基板作为载体，进ー步降低生产难度，并允许増加LED元件排布密度，以增加像素。为了产生丰富的色彩，实际生产中，LED基板可以采用三层LED子基板，即前后排列的第一 LED子基板21、第二 LED子基板22、第三LED子基板23。第一 LED子基板21、第 ニ LED子基板22分别采用透明材质。第一 LED子基板21、第二 LED子基板22、第三LED子基板23上分别载有第一 LED显示子阵列11、第二 LED显示子阵列12、第三LED显示子阵列 13。第一 LED子基板21的前方还覆有一透明的防护层3，以便于保护第一 LED显示子阵列
11。在降低生产难度、允许增加LED元件排布密度的同时，以便于显示色彩丰富的画面。位于相对后方的LED子基板的前方布有后电极41 (导电线路)，位于相对前方的 LED子基板的后方布有前电极42(导电线路)。LED元件的两个引脚前后排布，分别接入后电极和前电极。防护层上可以设置前电极42。前电极42和后电极41构成控制阵列，在外部控制电路的控制下进而控制各个LED元件的发光情況，从而实现对成像像素的控制。这样有利于简化控制阵列的生产エ艺。前电极42均采用透明电极，第一 LED子基板11、第二 LED子基板12上的后电极采用透明电极，以便于形成更好的显示效果。第三LED子基板23 上的后电极41可以不采用透明电极。为了进一歩降低生产难度，LED元件的一个引脚固定连接到后电极41 (或前电极)，另ー个引脚压接在前电极42 (或后电极)，以简化生产エ艺。为了保证良好的电接触， LED元件的两个引脚中至少ー个为具有弹性的引脚，以便于通过弹性与压合的后电极41或前电极42保持良好接触。或者与LED元件的引脚进行压合的后电极或前电极采用具有柔性或弹性的透明电极，以便于压合过程中与LED元件的引脚进行良好接触。LED子基板可以采用柔性的透明材料，以生成具有柔性的层叠LED显示屏。为了适应柔性需求，LED显示阵列中连接LED元件的电极可以采用金属丝，比如银丝、铜丝等。LED元件前方的LED子基板处设有具有散光作用的散光块51，从而使LED元件发射出的光线柔和均用。散光块51的面积大于LED元件的纵截面面积，以使单个像素的面积更大，进而改善显示效果。散光块51可以是LED子基板制造出的部分粗糙面，也可以是LED 子基板上的前电极或后电极上制造出的粗糙面。前后排列的各个LED显示子阵列中的LED元件可以重叠排布，也可以错位排布。 在LED元件可以重叠排布时，散光块51的面积大于LED元件的纵截面面积，可以有效避免前方的LED元件对后方的LED元件产生的光线造成遮挡。另外散光块51可以起到对三基色进行混合的作用。散光块51的面积可以是由前至后面积逐步増大，以避免遮挡。散光块 51的面积可以是由前至后面积逐步减小，以促进对三基色进行混合。将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法是，LED子基板采用尚未进行热固化的热固性材料。该热固性材料经过热固化供以后应该为透明材料。先将各个LED显示子阵列排布在各层LED子基板上，然后将各层LED子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。进而得到LED显示子阵列嵌入在LED基板内的层叠LED显示屏。这样ー来LED 基板的LED子基板间的缝隙可以减小，甚至消失。也可以考虑其他固化形式的固化材料或者固化方式，比如光固化。參照图2,立体LED显示器,包括LED显示阵列,LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列U、第二 LED显示子阵列12。第一 LED显示子阵列11和第二 LED显示子阵列12分成上下两层排列。还包括一 LED基板，LED显示子阵列排布在LED 基板上(或内)，LED基板采用透明材质。參照图3，立体LED显示器可以视为是将多个层叠LED显示屏层叠平放。因为LED 子基板采用透明材质，所以通过侧面观看时，可以看到上下排列的至少两层发光的LED元件。LED元件构成的阵列同时具有高度、宽度和深度，即具备三个维度，可以显示立体画面
6。并且所显示的立体画面6是由实际的光点构成的立体画面6，并非通过视觉暂留形成的立体画面，具有真实感强、视角大等优点。通过各个有光透出的角度均允许看到立体画面6。立体LED显示器的具体结构进ー步參照图2，LED基板包括至少两层LED子基板， 即至少包括第一 LED子基板21、第二 LED子基板22。第一 LED子基板21与第二 LED子基板 22上下排列。第一 LED子基板21米用透明材质,第一 LED显不子阵列11排布在第一 LED 子基板21上，第二 LED子基板22采用透明材质。因为第一 LED显示子阵列11与第二 LED 显示子阵列12之间存在距离，所以可以显示立体图像。LED基板周边设有透明部分。以便于从侧面观看立体LED显示器内部的图像。第 ニ LED显示子阵列12排布在第二 LED子基板22上。各层LED子基板之间可以通过无影胶， 或者其他透光性好的胶进行粘结，以提高显示质量。三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成一 LED显示子阵列组。至少两个LED显示子阵列组上下排列，构成能够显示各种丰富色彩的立体LED显示器。外部辅助设备通过分别控制各个LED显示子阵列中的各LED元件的点売情况获得立体影像。还可以，LED显示子阵列嵌入在LED基板内。制造中可以采用生产层叠LED显示屏时，所采用的将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，得到LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的立体LED显示器。LED基板外围可以是柱形、球形、多边形或其他形状。 LED显示阵列中连接LED元件的引脚的电极可以采用透明电极，也可以采用金属丝，比如铜丝、银丝等。金属丝应当较细以免影响视觉。參照图4，基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统。像光源采用层叠LED显示屏。优选立体LED显示器7。光成像系统包括一将来自像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件8，立体LED显示器7与汇聚光学器件8的表面紧密结合，立体LED 显示器7产生的立体影像71位于汇聚光学器件8所确定的成像区域，以作为像光源，将立体影像71呈现在空中。通过将立体LED显示器7与汇聚光学器件8的表面紧密结合，減少光线折射和反射，进而可以提高成像质量，另外也可以尽量避免器件之间因为外力错位。图4中汇聚光学器件8采用ー凹面汇聚器件，立体LED显示器7位于凹面汇聚器件的凹面内。并且立体LED显示器7的外围结构与凹面汇聚器件内表面相对应，两者紧密结合。立体LED显示器7的显示区域位于凹面汇聚器件中轴线附近。以便于形成画质较好的空中立体像。具体使用中，汇聚光学器件8可以采用两个凹面汇聚器件，两个凹面汇聚器件相对扣合，LED显示器位于两个所述凹面汇聚器件之间。其中至少ー个所述凹面汇聚器件底部设有透光ロ，以便于光线出射，在空中形成画面。汇聚光学器件8还可以采用ー汇聚透镜，立体LED显示器7位于汇聚透镜ー侧，并且汇聚透镜直接生产在立体LED显示器7上。以便于形成画质较好的空中立体像。光成像系统还可以为一基于分光镜成像的空中悬浮成像系统，包括一柜体和一位于柜体上方的分光镜组，所述LED显示器位于所述分光镜组下方的所述柜体中，作为像光源。现有的基于分光镜成像的空中悬浮成像系统一般由柜体、分光镜组、射灯、视频播放设备组成，基于分光镜成像原理，通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理，然后把拍摄的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中，构成了动静结合的产品展示系统。最終向观众展示融入实景的产品模型幻影成像效果。本发明中，可以将射灯省略，将视频播放设备换成LED显示器，并进行适当的常规光学系统优化，即可实现效果。以上显示和描述本发明的基本原理和主要特征本发明的优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.层叠LED显示屏，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成前后两层排列。
2.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED显示阵列包括三组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列自前至后分成三层排列；所述第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列、第三LED显示子阵列，分别采用三基色中的不同色彩的LED元件。
3.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，其特征在于还包括一LED基板，所述LED 显示阵列排布在所述LED基板上。
4.根据权利要求3所述的层叠LED显示屏，其特征在于还包括一LED基板，所述LED 基板两面分别设有电极组，分别为正面电极组和反面电极组；所述正面电极组中含有至少两条正面电极，所述反面电极组中含有至少两条反面电极；所述LED显示阵列中的LED元件分别连接正面电极和反面电极；所述LED基板上设有一通孔，所述LED元件一端连接一面的电极，所述LED元件的另一端通过所述通孔连接另一面的电极。
5.根据权利要求3所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED基板包括至少两层 LED子基板，即至少包括第一 LED子基板、第二 LED子基板；所述第一 LED子基板与所述第 ニ LED子基板前后排列；所述第一 LED子基板采用透明材质；所述第一 LED显示子阵列排布在所述第一 LED子基板上，所述第二 LED显示子阵列排布在所述第二 LED子基板上；位于相对后方的所述LED子基板的前方布有后电极,位于相对前方的所述LED子基板的后方布有前电极，所述LED元件的两个引脚前后排布，分别接入所述后电极和前电极。
6.根据权利要求5所述的层叠LED显示屏，其特征在于所述LED元件的一个引脚固定连接到后电极或前电极中的ー个上，另ー个引脚压合在前电极或后电极中的另ー个上。
7.将LED显示子阵列嵌入在所述LED基板内的方法，其特征在于，所述LED子基板采用尚未进行热固化的热固性材料；先将各个所述LED显示子阵列排布在各层所述LED子基板上，然后将各层所述LED子基板叠在一起，放入模具中进行加热，进行热固化。
8.立体LED显示器，包括LED显示阵列，其特征在于，所述LED显示阵列包括至少两组 LED显示子阵列，即第一 LED显示子阵列、第二 LED显示子阵列；所述第一 LED显示子阵列和第二 LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一 LED基板，所述LED显示子阵列排布在所述LED基板上，所述LED基板采用透明材质，且LED基板周边设有透明部分。
9.根据权利要求8所述的立体LED显示器，其特征在于三个LED显示子阵列相邻排列，井分别采用三基色中的不同色彩的LED元件，构成ー LED显示子阵列组；至少两个LED 显示子阵列组上下排列。
10.根据权利要求I所述的层叠LED显示屏，基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，包括一空中成像系统，所述空中成像系统包括一像光源，还包括一将来自像光源的光在空中形成像的光成像系统，其特征在于，所述像光源采用所述层叠LED显示屏；所述光成像系统包括一将来自所述像光源的光线进行汇聚的汇聚光学器件，所述立体LED显示器与所述汇聚光学器件的表面结合，所述立体LED显示器产生的立体影像位于所述汇聚光学器件确定的成像区域。
11.根据权利要求10所述的基于层叠LED显示屏的空中立体成像系统，其特征在于 所述汇聚光学器件采用ー凹面汇聚器件，所述立体LED显示器位于所述凹面汇聚器件的凹面内。
全文摘要
层叠LED显示屏以及基于LED技术的立体显示器涉及显示领域。层叠LED显示屏，包括LED显示阵列，LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，第一LED显示子阵列和第二LED显示子阵列分成前后两层排列。可以有效减少同一厚度上的LED元件排布数量，可以有效降低生产难度。立体LED显示器的LED显示阵列包括至少两组LED显示子阵列，第一LED显示子阵列和第二LED显示子阵列分成上下两层排列；还包括一LED基板，LED显示子阵列排布在LED基板上，LED基板采用透明材质，且LED基板周边设有透明部分。LED显示阵列的LED元件同时具备三个维度，可以显示立体画面。
文档编号G09F9/33GK102610170SQ201110218720
公开日2012年7月25日 申请日期2011年8月1日 优先权日2010年10月14日
发明者孙倩倩 申请人:上海科斗电子科技有限公司
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