TWI851981B - 可切換式浮空影像顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種可切換式浮空影像顯示裝置，包括發光堆疊層、發光圖案堆疊層、透明阻隔層、光學成像模組及供電模組。發光堆疊層用以產生第一圖案光束，發光圖案堆疊層用以產生第二圖案光束。透明阻隔層配置於發光堆疊層與發光圖案堆疊層之間。光學成像模組用以使第一圖案光束形成第一浮空影像，且用以使第二圖案光束形成第二浮空影像。供電模組電性連接至發光堆疊層與發光圖案堆疊層，且用以藉由切換發光堆疊層或發光圖案堆疊層發光，來決定產生第一浮空影像或第二浮空影像。

Description

可切換式浮空影像顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種可切換式浮空影像顯示裝置。

隨著新冠肺炎COVID-19疫情在世界各地流行，非接觸技術變得更為重要，其可有效防止大眾公共用具的病毒接觸傳染風險。採用非接觸式介面技術，使用者不需接觸物體表面，可避免體液殘留，以破壞間接接觸傳染的途徑。

舉例而言，如果製作出浮空影像按鍵取代傳統的實體按鍵，大眾可在搭電梯、開關門或按電鈴等情況下正常操作，而不會造成接觸傳染。

傳統立體影像可切換設計是採用顯示器來顯示不同的影像，以達到影像切換的效果。然而，顯示器的成本昂貴，且設計較為複雜，導致難以整合至浮空影像按鍵這種較低成本或小體積需求的裝置。

本發明提供一種可切換式浮空影像顯示裝置，可兼具架構簡單及可切換浮空影像等優點。

本發明的一實施例提出一種可切換式浮空影像顯示裝置，包括發光堆疊層、發光圖案堆疊層、透明阻隔層、光學成像模組及供電模組。發光堆疊層用以產生第一圖案光束，發光圖案堆疊層用以產生第二圖案光束。透明阻隔層配置於發光堆疊層與發光圖案堆疊層之間，以阻隔發光堆疊層與發光圖案堆疊層之間的電性相通。光學成像模組用以使第一圖案光束形成第一浮空影像，且用以使第二圖案光束形成第二浮空影像。供電模組電性連接至發光堆疊層與發光圖案堆疊層，且用以藉由切換發光堆疊層或發光圖案堆疊層發光，來決定產生第一浮空影像或第二浮空影像。

在本發明一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置中，可採用發光堆疊層與發光圖案堆疊層來分別產生第一圖案光束與第二圖案光束，光學成像模組使第一圖案光束形成第一浮空影像，且使第二圖案光束形成第二浮空影像，而供電模組藉由切換發光堆疊層或發光圖案堆疊層發光，來決定產生第一浮空影像或第二浮空影像。因此，本發明一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置可兼具架構簡單及可切換浮空影像等優點。

圖1為本發明的一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的簡要示意圖，圖2A為圖1的發光堆疊層發光時的簡要示意圖，圖2B為圖1的發光圖案堆疊層發光時的簡要示意圖，圖3A為發光堆疊層發光時所提供的第一浮空影像與使用者手指的示意圖，圖3B為發光圖案堆疊層發光時所提供的第二浮空影像與使用者手指的示意圖，而圖4為繪示圖1的可切換式浮空影像顯示裝置的可能外觀及其所形成的其中一種浮空影像的立體示意圖。請參照圖1至圖4，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100包括發光堆疊層200、發光圖案堆疊層300、透明阻隔層110、光學成像模組120及供電模組130。發光堆疊層200用以產生第一圖案光束202，發光圖案堆疊層300用以產生第二圖案光束302。在本實施例中，發光堆疊層200可產生如圖2A的發光圖案201，發光堆疊層300可產生如圖2B的發光圖案301，圖2A與圖2B中的發光圖案201與301只是示意性地繪示，實際上，在一實施例中，發光圖案201與301可以視需求設計為較複雜的發光圖案，也就是可以是各種規則或不規則的發光圖案。

透明阻隔層110配置於發光堆疊層200與發光圖案堆疊層300之間，以阻隔發光堆疊層200與發光圖案堆疊層300之間的電性相通，其中透明阻隔層110例如為透明絕 緣層，其材質可以是氧化矽、氮化矽、環氧樹脂、矽膠或其他適當的絕緣材質。光學成像模組120用以使第一圖案光束202形成第一浮空影像（例如圖3A所繪示的第一浮空影像203），且用以使第二圖案光束302形成第二浮空影像（例如圖3B所繪示的第二浮空影像303）。在本實施例中，光學成像模組120例如是透鏡陣列，其可具有多個排成二維陣列的微透鏡122，以使第一圖案光束202與第二圖案光束302形成第一浮空影像與第二浮空影像，其中第一浮空影像與第二浮空影像為光場影像。也就是說，光學成像模組120重構第一圖案光束202與第二圖案光束302的行進方向與強度，在光學成像模組120前方的三維空間中形成許多光線的交會點，這些交會點模擬了從真實物體表面所反射出來的光，當這些光傳遞至使用者的眼睛時，使用者會感覺到在空間中存在著模擬了三維真實物體的三維浮空影像（即第一浮空影像與第二浮空影像）。發光堆疊層200所產生的發光圖案201以及發光堆疊層300所產生的發光圖案301是與光學成像模組120有所搭配，藉由光學成像模組120重構第一圖案光束202與第二圖案光束302來形成所預期的光場影像。圖2A與圖2B中的發光圖案201與301只是簡要示意，實際上欲形成如圖3A與圖3B的光場影像（即第一浮空影像203與第二浮空影像303）時，光學成像模組120所對應的發光圖案201與301會比圖2A與圖2B所繪示的更為複雜。然而，為了簡化圖式以幫助理解，以下各實施例的發光堆疊層200與發光圖案堆疊層300的發光圖案都是採用簡化的畫法，但實際應用上是會有比較複雜的且與光學成像模組120搭配的圖案。在本實施例中，第一浮空影像203與第二浮空影像303例如為立體影像。然而，在其他實施例中，第一浮空影像203及/或第二浮空影像303也可以是平面影像。

光學成像模組120除了可以是透鏡陣列，在其他實施例中，光學成像模組120可以包括光柵、光子晶體或光纖等，這些光學元件亦可達到重構第一圖案光束202與第二圖案光束302的行進方向與強度的效果，以形成光場影像。

供電模組130電性連接至發光堆疊層200與發光圖案堆疊層300，且用以藉由切換發光堆疊層200或發光圖案堆疊層300發光，來決定產生第一浮空影像或第二浮空影像。第一浮空影像與該第二浮空影像可具有不同的形狀、分布範圍、顏色、亮度或其組合。

圖5為圖1的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖1與圖5，發光堆疊層200包括第一電極210、第二電極220及第一圖案化發光層230，其中第一圖案化發光層230配置於第一電極210與第二電極220之間，且用以形成第一圖案光束202。發光圖案堆疊層300包括第三電極310、第四電極320及第二圖案化發光層330，其中第二圖案化發光層330配置於第三電極310與第四電極320之間，且用以形成第二圖案光束302。在本實施例中，第二電極220、第三電極310及第四電極320可為透明電極，以讓第一圖案光束202與第二圖案光束302通過。在本實施例中，第二電極220、第三電極310及第四電極320的材質可例如是氧化銦錫（indium tin oxide, ITO）或其他透明導電材質。第一電極210的材質可以是金屬或透明導電材質。也就是說，第一電極210可以是不透明的電極，也可以是透明電極。

在本實施例中，發光堆疊層200可更包括一第一圖案定義層240，例如用以定義出第一圖案化發光層230與第一電極210的圖案。發光圖案堆疊層300可更包括一第二圖案定義層340，例如配置於第三電極310與第四電極320之間，用以定義出第二圖案化發光層330的圖案。第一圖案定義層240的圖案與第一圖案化發光層230與第一電極210的圖案可例如是互補的圖案，第二圖案定義層340的圖案與第二圖案化發光層330的圖案可例如是兩互補的圖案。第二圖案化定義層340可以由透明絕緣材質所形成，利於讓第一圖案光束202通過。第一圖案定義層240可以是絕緣材質所形成，其包括透明絕緣材質或不透明絕緣材質。此外，在本實施例中，發光圖案堆疊層300配置於發光堆疊層200與光學成像模組120之間。光學成像模組120可以貼附於發光圖案堆疊層300上，或者以微影製程形成於其上。

在本實施例中，第一圖案化發光層230與第二圖案化發光層330例如為有機發光二極體的有機發光層，並將立體圖資寫入形成具有固定圖案的成像片，成像片藉由光學成像模組120重構出光場影像。本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100可以不採用具像素且畫面可變化的顯示器，而是採用具有特定圖案的至少一個成像片的選擇性發光來達到浮空影像的切換，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100可兼具架構簡單及可切換浮空影像等優點。此外，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100可以不需面板像素級製程技術，不需用以驅動像素的驅動積體電路，除了有利於降低成本之外，成像片的製作更容易依場域需求進行客製化。另外，不需採用具有像素的面板，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100的體積可以更小。

在本實施例中，可切換式浮空影像顯示裝置100可更包括基板140，而在製作本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100，發光堆疊層200、透明阻隔層110及發光圖案堆疊層300可利用例如微影製程形成於基板140上。透明阻隔層110可兼具有阻氣的效果，以避免在進行發光圖案堆疊層300的微影製程時使發光堆疊層200損傷。此外，在本實施例中，可切換式浮空影像顯示裝置100可更包括另一透明阻隔層150，配置於發光圖案堆疊層300與光學成像模組120之間，以保護發光圖案堆疊層300。基板140的材質可為玻璃或其他適當的材質。

請再參照圖1及圖4，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100可更包括外殼160，外殼160可包覆發光堆疊層200、透明阻隔層110及發光圖案堆疊層300，且覆蓋光學成像模組120的側面。此外，外殼160可具有開口162，暴露出光學成像模組120的一面（例如上表面），以讓第一圖案光束202與第二圖案光束302通過。如此一來，第一浮空影像203與第二浮空影像303可形成於外殼160之外，或者形成於開口162處。外殼160上可更包括感測器，例如鄰近感測器或距離感測器。如圖3A與圖3B所繪示，當感測器感測到使用者的手指50靠近並位於第一浮空影像203的位置時，可切換式浮空影像顯示裝置100內部的處理器接收到來自感測器的訊號後，可命令供電模組130從使發光堆疊層200發光而產生第一浮空影像203的狀態（如圖3A所繪示）切換成使發光圖案堆疊層300發光而產生第二浮空影像303的狀態（如圖3B所繪示），其中第一浮空影像203例如是未被按壓的較凸出的虛擬按鍵影像，而第二浮空影像303例如是被按壓的較不凸出的虛擬按鍵影像。如此一來，使用者在視覺上便會感受到虛擬按鍵影像受到手指按壓後，從未被按壓、較凸出的狀態（如圖3A的第一浮空影像203）轉換至被按壓、較不凸出的狀態（如圖3B的第二浮空影像303）。如此一來，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100便能夠達到浮空影像與使用者之間的互動。也就是說，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100能實現非接觸式介面技術，使用者不需實際接觸物體表面，可避免體液因而殘留，藉以破壞間接接觸的傳染途徑。

在本實施例中，供電模組130可包括組合邏輯電路、閘道器、繼電器、開關元件、其他電子元件或其組合。請再參照圖1與圖5，當可切換式浮空影像顯示裝置100切換至發光堆疊層200發光的狀態時，供電模組130中的第一開關元件132導通，而第二關開元件134斷開，以使電壓差施加於第一電極210與第二電極220之間，但第三電極310與第四電極320之間則不被施加電壓差，此時發光堆疊層200發光以產生第一浮空影像，而發光圖案堆疊層300則不發光。當可切換式浮空影像顯示裝置100切換至發光圖案堆疊層300發光的狀態時，供電模組130中的第一開關元件132斷開，而第二關開元件134導通，以使電壓差施加於第三電極310與第四電極320之間，但第一電極210與第二電極220之間則不被施加電壓差，此時發光圖案堆疊層300發光以產生第二浮空影像，而發光堆疊層200則不發光。

在本實施例中，是以發光堆疊層200與發光圖案堆疊層300形成兩個發光圖案為例，但本發明不以此為限。在其他實施例中，可切換式浮空影像顯示裝置100可以有2個、3個、4個或5個以上且圖案不同的發光圖案堆疊層，其與發光堆疊層200堆疊在一起，以形成三個以上的發光圖案，如此便能形成三個以上的不同的浮空影像。

圖6為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100a與圖5的可切換式浮空影像顯示裝置100類似，而在本實施例的發光圖案堆疊層300a中，第三電極310a為透明電極，第四電極320a為反射鏡層。第三電極310a的材質例如為氧化銦錫或其他透明導電材質，而第四電極320a的材質例如為金屬。發光層330a配置於第三電極310a與第四電極320a之間，其例如是整面塗佈而沒有圖案化的有機發光二極體的有機發光層。在本實施例中，發光圖案堆疊層300a更包括一圖案化遮光層350，覆蓋第三電極310a的部分表面，其中發光層330a所發出的光穿透第三電極310a沒有被圖案化遮光層350遮蔽的部分而形成第二圖案光束302。在本實施例中，從發光層330a往上發出的光會被第四電極320a往下反射，且發光層330a也會往下發出光，而被往下反射及往下發出的光在穿透第三電極310a沒有被圖案化遮光層350遮蔽的部分，會成為往下傳遞的第二圖案光束302。在本實施例中，圖案化遮光層350為一圖案化金屬層。然而，在其他實施例中，圖案化遮光層350也可以是圖案化絕緣層。

在本實施例中，發光堆疊層200配置於發光圖案堆疊層300a與光學成像模組120之間，而基板140例如是透明基板。往下傳遞的第二圖案光束302穿透透明阻隔層110、發光堆疊層200、基板140及光學成像模組120後，在光學成像模組120的下方形成第二浮空影像。另一方面，第一圖案化發光層230發出的第一圖案光束202穿透第一電極210、基板140及光學成像模組120後，在光學成像模組120的下方形成第一浮空影像。在本實施例中，第一電極210與第二電極220可為透明電極。

圖7為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖7，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100b與圖6的可切換式浮空影像顯示裝置100a類似，而在本實施例的發光圖案堆疊層300b可包括圖案定義層360，覆蓋第三電極310b的朝向發光層330a的部分表面，其中圖案定義層360為絕緣層，其可為透明絕緣層或不透明絕緣層。第三電極310b包括圖案化電極部312及導電部314，圖案化電極部312的圖案可被圖案定義層360所定義，也就是圖案化電極部312的圖案與圖案定義層360的圖案可為兩互補圖案，其中圖案定義層360的形狀、配置可依需求調整之。圖案化電極部312與圖案定義層360配置於導電部314的朝向發光層330a的表面。

發光層330a在圖案定義層360上方的部分因缺乏導通的電流而不發光，且發光層330a的其餘部分（即在圖案化電極部312上方的部分）因在第三電極310b與第四電極320a之間被施加電壓差的情況下有電流導通，而發出穿透第三電極310b的第二圖案光束302。第二圖案光束302接著穿透透明阻隔層110、發光堆疊層200、基板140及光學成像模組120後，在光學成像模組120的下方形成第二浮空影像。在本實施例中，圖案化電極部312與導電部314的材質例如為氧化銦錫或其他透明導電材質。

在另一實施例中，發光圖案堆疊層300b可包括圖案化第三電極310b (即圖案化電極部312)，發光層330a對應圖案化電極部312上方的部分因在圖案化第三電極310b與第四電極320a之間被施加電壓差的情況下有電流導通，而發出穿透圖案化第三電極310b的第二圖案光束302，持續穿透後在光學成像模組120的下方形成第二浮空影像。

圖8為本發明的再一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖8，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100c與圖5的可切換式浮空影像顯示裝置100類似，而本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100c更包括一基板170、另一透明阻隔層150及一貼合層180。基板170配置於發光圖案堆疊層300c與光學成像模組120之間，其中基板170例如為透明基板。透明阻隔層150配置於發光圖案堆疊層300c與透明阻隔層110之間，其中透明阻隔層150例如為透明絕緣層。貼合層180貼合透明阻隔層110與透明阻隔層150。

在本實施例中，第三電極310c配置於第四電極320c與光學成像模組120之間，第二圖案化發光層330c配置於第三電極310c與第四電極320c之間。第二圖案定義層340c配置於第三電極310c與第四電極320c之間，且用以定義出第二圖案化發光層330c的圖案。此外，透明阻隔層150配置於貼合層180與第四電極320c之間。在本實施例中，第三電極310c與第四電極320c皆可為透明電極，其材質例如為氧化銦錫或其他適當的透明導電材質。因此，第三電極310c與第四電極320c可允許第一圖案光束202與第二圖案光束302通過。

在製作可切換式浮空影像顯示裝置100c時，發光堆疊層200與發光堆疊層300c可分別以微影製程形成於基板140與基板170上，且分別在發光堆疊層200與發光堆疊層300c上形成透明阻隔層110與透明阻隔層150。接著，再將發光堆疊層300c連同基板170與透明阻隔層150倒置於發光堆疊層200上方，並以貼合層180貼合透明阻隔層110與透明阻隔層150。在本實施例中，貼合層180可為透明黏著層，例如為光學透明膠（optical clear adhesive, OCA）。依此製作，在以微影製程製作發光堆疊層300c時，便不會影響到發光堆疊層200。

圖9為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖9，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100d與圖5的可切換式浮空影像顯示裝置100類似，而在本實施例的發光堆疊層200d可包括第一電極210d、第二電極220及第一發光層230d，其中第一發光層230d配置於第一電極210d與第二電極220之間。在本實施例中，第一電極210d、第二電極220及第一發光層230d都是整面分布而沒有經圖案化的膜層，其可視為面光源。

發光圖案堆疊層300d包括第三電極310d、圖案定義層360、第四電極320d及第二發光層330d。第三電極310d包括透明導電層314d及圖案化金屬電極層312d，圖案化金屬電極層312d配置於透明導電層314d上。圖案定義層360配置於透明導電層314d上，且用以定義出圖案化金屬電極層312d的圖案。圖案定義層360的圖案與圖案化金屬電極層312d的圖案例如為兩互補圖案。圖案定義層360可為透明絕緣層，第一發光層230d所發出的光受到圖案化金屬電極層312d的遮蔽，並穿透圖案定義層360，以形成第一圖案光束202。第二發光層330d配置於第三電極310d與第四電極320d之間，其中第二發光層330d在圖案定義層360上的部分因圖案定義層360的絕緣作用而不發光，且第二發光層330d在圖案化金屬電極層312d上的部分因圖案化金屬電極層312d與第四電極320d之間的電壓差而發出第二圖案光束302。

在另一實施例中，發光圖案堆疊層300d可包括圖案化第三電極310d (即圖案化金屬電極層312d)，發光層330d對應圖案化金屬電極層312d上方的部分因在圖案化第三電極310d與第四電極320d之間被施加電壓差的情況下有電流導通，而發出穿透第四電極320d的第二圖案光束302，並在穿透光學成像模組120後形成第二浮空影像。

在本實施例中，第二發光層330d是整面分布而沒有經過圖案化的膜層，但只有在圖案化金屬電極層312d上方的部分會發光而形成發光圖案。另一方面，第一發光層230d所發出的光則是依序通過透明導電層314d與圖案定義層360而形成另一發光圖案。因此，第一發光層230d所形成的發光圖案與第二發光層330d所形成的發光圖案可互為互補圖案，當第一圖案光束202與第二圖案光束302在通過光學成像模組120後，會形成互補的第一浮空影像與第二浮空影像。

在本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100d中，第一發光層230d與第二發光層330d可不需要經過圖案化處理，利於簡化製程及降低製造成本。

圖10為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖10，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100e與圖9的可切換式浮空影像顯示裝置100d類似，而在本實施例的發光圖案堆疊層300e中，包括透明絕緣層370及多個微發光二極體380（micro-light-emitting diode, micro-LED）。這些微發光二極體380可嵌入至透明絕緣層370中，排成圖案，且用以發出第二圖案光束302。也就是說，在透明絕緣層370中設有這些微發光二極體380的半導體堆疊層及金屬電極。另一方面，第一發光層230d所發出的光受到這些微發光二極體380的遮擋（例如被微發光二極體380的金屬電極遮擋），並穿透透明絕緣層370中無這些微發光二極體380的區域，以形成第一圖案光束202。也就是說，發出第一圖案光束202的發光圖案（即對應透明絕緣層370中無這些微發光二極體380的區域）與發出第二圖案光束302的發光圖案（即微發光二極體380所排成的圖案）可以是互補的，因此第一圖案光束202所形成的第一浮空影像與第二圖案光束302所形成的第二浮空影像也可呈現兩互補影像。

圖11為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。請參照圖11，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100f與圖10的可切換式浮空影像顯示裝置100e類似，而本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100f更包括基板170及貼合層180，基板170配置於透明阻隔層110與發光圖案堆疊層300e之間，而貼合層180貼合透明阻隔層110與基板170。在本實施例中，發光堆疊層200d與發光圖案堆疊層300e可以分別形成於基板140與基板170上，然後兩者之間再藉由貼合層180貼合。

圖12A為本發明的再一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的發光堆疊層發光時的簡要示意圖，而圖12B為圖12A的可切換式浮空影像顯示裝置的發光圖案堆疊層發光時的簡要示意圖。請參照圖12A與圖12B，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100g與圖1、圖2A及圖2B的可切換式浮空影像顯示裝置100類似，而在本實施例的第一浮空影像203g與第二浮空影像303g之一可為平面影像，且第一浮空影像203g與第二浮空影像303g之另一為立體影像（在圖12A與圖12B中是以第一浮空影像203g為立體影像，而第二浮空影像303g為平面影像為例）。在圖12A中，發光堆疊層200可設計成用以產生發光圖案201，其搭配光學成像模組120可產生立體的第一浮空影像203g（光場成像圖案）。在圖12B中，發光圖案堆疊層300可設計成用以產生平面圖案（即發光圖案301），其搭配光學成像模組120可產生平面的第二浮空影像303g。因此，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100g可達到二維影像（即第二浮空影像303g）與三維影像（第一浮空影像203g）的切換。

圖13為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖13，本實施例的可切換式浮空影像顯示裝置100h與圖5的可切換式浮空影像顯示裝置100類似，而在本實施例的發光堆疊層200h可包括背光源230h及圖案化遮光層240h，而圖案化遮光層240h配置於背光源230h與發光圖案堆疊層300之間。圖案化遮光層240h使背光源230h所發出的光可部分通過，並遮蔽背光源230h所發出的另一部分的光，以形成第一圖案光束202，而第一圖案光束202穿透發光圖案堆疊層300，以形成第一浮空影像。

在本實施例中，發光堆疊層200h可更包括一透明基板250h，配置於背光源230h與圖案化遮光層240h之間，透明基板250h可讓背光源230h所發出的光穿透而抵達圖案化遮光層240h。圖案化遮光層240h可為圖案化金屬層或圖案化非金屬遮蔽層。背光源230h為一面光源，其可包括發光二極體、平板燈、微型發光二極體陣列或有機發光二極體等。此外，在其他實施例中，也可以藉由堆疊兩個以上的發光圖案堆疊層300來形成更多的浮空影像。

綜上所述，在本發明一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置中，採用發光堆疊層與發光圖案堆疊層來分別產生第一圖案光束與第二圖案光束，光學成像模組使第一圖案光束形成第一浮空影像，且使第二圖案光束形成第二浮空影像，而供電模組藉由切換發光堆疊層或發光圖案堆疊層發光，來決定產生第一浮空影像或第二浮空影像。因此，本發明一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置可兼具架構簡單及可切換浮空影像等優點。

50:手指 100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h:可切換式浮空影像顯示裝置 110、150:透明阻隔層 120:光學成像模組 122:微透鏡 130:供電模組 132:第一開關元件 134:第二關開元件 140、170:基板 160:外殼 162:開口 180:貼合層 200、200d、200h:發光堆疊層 201、301:發光圖案 202:第一圖案光束 203、203g:第一浮空影像 210、210d:第一電極 220:第二電極 230:第一圖案化發光層 230d:第一發光層 230h:背光源 240:第一圖案定義層 240h:圖案化遮光層 250h:透明基板 300、300a、300b、300c、300d、300e:發光圖案堆疊層 302:第二圖案光束 303、303g:第二浮空影像 310、310a、310b、310c、310d:第三電極 312:圖案化電極部 312d:圖案化金屬電極層 314:導電部 314d:透明導電層 320、320a、320c、320d:第四電極 330、330c:第二圖案化發光層 330a:發光層 330d:第二發光層 340、340c:第二圖案定義層 350:圖案化遮光層 360:圖案定義層 370:透明絕緣層 380:微發光二極體

圖1為本發明的一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的簡要示意圖。 圖2A為圖1的發光堆疊層發光時的簡要示意圖。 圖2B為圖1的發光圖案堆疊層發光時的簡要示意圖。 圖3A為發光堆疊層發光時所提供的第一浮空影像與使用者手指的示意圖。 圖3B為發光圖案堆疊層發光時所提供的第二浮空影像與使用者手指的示意圖。 圖4為繪示圖1的可切換式浮空影像顯示裝置的可能外觀及其所形成的其中一種浮空影像的立體示意圖。 圖5為圖1的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖6為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖7為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖8為本發明的再一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖9為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖10為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖11為本發明的又一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的細部構造的剖面示意圖。 圖12A為本發明的再一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的發光堆疊層發光時的簡要示意圖。 圖12B為圖12A的可切換式浮空影像顯示裝置的發光圖案堆疊層發光時的簡要示意圖。 圖13為本發明的另一實施例的可切換式浮空影像顯示裝置的剖面示意圖。

100:可切換式浮空影像顯示裝置

110:透明阻隔層

120:光學成像模組

122:微透鏡

130:供電模組

132:第一開關元件

134:第二關開元件

200:發光堆疊層

202:第一圖案光束

300:發光圖案堆疊層

302:第二圖案光束

Claims (16)

1. 一種可切換式浮空影像顯示裝置，包括：一發光堆疊層，用以產生一第一圖案光束；一發光圖案堆疊層，用以產生一第二圖案光束；一透明阻隔層，配置於該發光堆疊層與該發光圖案堆疊層之間，以阻隔該發光堆疊層與該發光圖案堆疊層之間的電性相通；一光學成像模組，用以使該第一圖案光束形成一第一浮空影像，且用以使該第二圖案光束形成一第二浮空影像；以及一供電模組，電性連接至該發光堆疊層與該發光圖案堆疊層，且用以藉由切換該發光堆疊層或該發光圖案堆疊層發光，來決定產生該第一浮空影像或該第二浮空影像，其中該第一浮空影像與該第二浮空影像為光場影像。
2. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一第一電極；一第二電極；以及一第一圖案化發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間，且用以形成該第一圖案光束，該發光圖案堆疊層包括：一第三電極；一第四電極；以及一第二圖案化發光層，配置於該第三電極與該第四電極之 間，且用以形成該第二圖案光束，其中該第二電極、該第三電極及該第四電極為透明電極。
3. 如請求項2所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層更包括一第一圖案定義層，用以定義出該第一圖案化發光層與該第一電極的圖案，且該發光圖案堆疊層更包括一第二圖案定義層，配置於該第三電極與該第四電極之間，且用以定義出該第二圖案化發光層的圖案。
4. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一第一電極；一第二電極；以及一第一圖案化發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間，且用以形成該第一圖案光束，該發光圖案堆疊層包括：一第三電極，其為一透明電極；一第四電極，其為一反射鏡層；一發光層，配置於該第三電極與該第四電極之間；以及一圖案化遮光層，覆蓋該第三電極的部分表面，其中該發光層所發出的光穿透該第三電極沒有被該圖案化遮光層遮蔽的部分而形成該第二圖案光束。
5. 如請求項4所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該圖案化遮光層為一圖案化金屬層。
6. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一第一電極；一第二電極；以及一第一圖案化發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間，且用以形成該第一圖案光束，該發光圖案堆疊層包括：一第三電極，其為一透明電極；一第四電極，其為一反射鏡層；一發光層，配置於該第三電極與該第四電極之間；以及一圖案定義層，覆蓋該第三電極的朝向該發光層的部分表面，其中該圖案定義層為一絕緣層，該發光層在該圖案定義層上方的部分不發光，且該發光層的其餘部分發出穿透該第三電極的該第二圖案光束。
7. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，更包括：一第一基板，其中該發光堆疊層配置於該第一基板上；一第二基板，配置於該發光圖案堆疊層與該光學成像模組之間；另一透明阻隔層，配置於該發光圖案堆疊層與該透明阻隔層之間；以及一貼合層，貼合該透明阻隔層與該另一透明阻隔層。
8. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一第一電極；一第二電極；以及一第一發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間，該發光圖案堆疊層包括：一第三電極，包括：一透明導電層；以及一圖案化金屬電極層，配置於該透明導電層上；一圖案定義層，配置於該透明導電層上，且用以定義出該圖案化金屬電極層的圖案，其中該圖案定義層為一透明絕緣層，該第一發光層所發出的光受到該圖案化金屬電極層的遮蔽，並穿透該圖案定義層，以形成該第一圖案光束；一第四電極；以及一第二發光層，配置於該第三電極與該第四電極之間，其中該第二發光層在該圖案定義層上的部分不發光，且該第二發光層在該圖案化金屬電極層上的部分發出該第二圖案光束。
9. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一第一電極；一第二電極；以及一發光層，配置於該第一電極與該第二電極之間， 該發光圖案堆疊層包括：一透明絕緣層；以及多個微發光二極體，嵌入至該透明絕緣層中，排成圖案，且用以發出該第二圖案光束，其中該發光層所發出的光受到該些微發光二極體的遮擋，並穿透該透明絕緣層中無該些微發光二極體的區域，以形成該第一圖案光束。
10. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，更包括：一第一基板，其中該發光堆疊層配置於該第一基板上；一第二基板，配置於該透明阻隔層與該發光圖案堆疊層之間；以及一貼合層，貼合該透明阻隔層與該第二基板。
11. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光圖案堆疊層配置於該發光堆疊層與該光學成像模組之間。
12. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層配置於該發光圖案堆疊層與該光學成像模組之間。
13. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該光學成像模組包括透鏡陣列、光柵、光子晶體或光纖。
14. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該第一浮空影像與該第二浮空影像具有不同的形狀、分布範圍、顏色、亮度或其組合。
15. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該第一浮空影像與該第二浮空影像之一為二維影像，且該第一浮空影像與該第二浮空影像之另一為三維影像。
16. 如請求項1所述的可切換式浮空影像顯示裝置，其中該發光堆疊層包括：一背光源；以及一圖案化遮光層，配置於該背光源與該發光圖案堆疊層之間，其中該圖案化遮光層使該背光源所發出的光部分通過，並遮蔽該背光源所發出的另一部分的光，以形成該第一圖案光束。

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