Meta专利分享AR/VR Micro-OLED显示模块的热管理系统

　　对于XR一体机，散热是一个重要的问题。在名为“Micro-oled display module thermal management”的专利申请中，Meta就介绍了MicroOLED显示模块的热管理系统。

　　在一个实施例中，所述热管理系统可以配置为管理电子设备组件的温度，同时为所述电子设备提供结构支撑。例如，可以将热管理系统配置为直接从Micro OLED显示面板或其他电子元件吸取热能，从而降低Micro OLED显示面板的温度。

　　Micro OLED显示面板产生的热量可以通过被动冷却方法和/或主动冷却方法来减轻。热管理系统可配置一个系统风扇，并用于从Micro OLED显示面板上吸取热能。系统风扇为扩展现实头显提供气流，从而散发Micro OLED显示面板产生的热量。

　　系统风扇可配置为从所述头显的第一侧抽吸空气，引导空气流过所述热框架，并将空气通风口排出，从而降低热设备温度。可以进一步在电子元件设置带有热管的散热器，以从Micro OLED显示面板散热。

　　热管理系统可以包括热结构，并形成一个u形的散热器。u型散热器可包括与Micro OLED显示面板接触的底板、与电子元件接触的顶板、以及将Micro OLED显示面板电耦合到电子元件的电连接器。所述底板和所述顶板可包括导热材料。

　　底板可包括扩展表面，覆盖所述Micro OLED显示面板并配置为将热量从所述Micro OLED显示面板传导出去。扩展表面允许使用系统风扇提供的低空气速度来冷却Micro OLED显示面板。

　　顶板表面可包括多个散热片，并可以配置成与所述系统风扇产生的气流方向近似对齐的角度。顶板可进一步包括配置为中断电子元件的导电路径的空隙。一个或多个其他散热组件可以包括在u形散热器中，从而进一步帮助散热。

　　在一个实施例中，u形散热器可包括配置为将热量从底板传导到顶板的热通道。热通道可由导电材料制成。例如，导电材料可以包括石墨包裹的泡沫。热通道可以配置为u型散热器提供额外的结构支持。u形散热器的顶板和/或电连接器的表面可以贴在石墨片之上。所述石墨片可以具有高导热性，并且可以配置为从所述石墨片周围的结构消散热量。

　　可在顶板和底板之间设置例如由陶瓷材料、塑料材料等制成的垫片。所述垫片可以调节u型散热器内的气流，并且可以实质上抑制u型散热器排出的空气重新进入u型散热器。

　　热管理系统可以包括配置为主动冷却Micro OLED显示面板的集成风扇。集成风扇可以夹在Micro OLED显示面板和电子元件之间。Micro OLED显示面板通过电连接器电耦合到电子元件之上。电气连接处可布置在一体化风机附近。

　　在一个实施例中，可将多个电连接器布置在与集成风扇相邻的位置。所述多个电连接器可将多个电子元件电耦合到Micro OLED显示面板。

　　可在电子元件上设置石墨片。所述石墨片可配置为延伸所述电连接器的冷却表面，并可为所述电连接器提供均匀的温度分布。集成风扇可以将高速空气局部聚焦到Micro OLED显示面板，并且可以在减轻Micro OLED显示面板产生的热量时提供更多的控制。

　　在至少一个实施例中，所述集成风扇可包括至少一个鼓风机。所述集成风扇可包括至少两个鼓风机。所述鼓风机可包括压电风扇、多风扇或微型交叉流风扇中的至少一个。所述集成风扇可包括设置在Micro OLED显示面板和所述电子元件之间的一个或多个散热片。一个或多个散热片可以形成夹在Micro OLED显示面板和电子元件之间的散热通道。

　　散热器通道可以增加空气速度并提供增加的表面积。集成风扇可以配置为将空气通过散热器通道并将排出的空气向上推至电子元件。所述集成风扇可包括夹在Micro OLED显示面板和电子元件之间的垫片，例如塑料垫片、陶瓷垫片等。所述隔离器可配置为基本上阻止排出的空气重新进入所述集成风扇。

　　在至少一个实施例中，热管理系统可包括设置在Micro OLED显示面板的风道。当空气流过风道时，风道可以冷却显示面板。柔性PCB可以在保持电气连接的同时将电子元件与Micro OLED显示面板热解耦。柔性PCB可以包裹在风道上，使得风道夹在电子元件和Micro OLED显示面板之间。

　　在至少一个示例中，第一风管可包括配置为通过第一风管循环空气的第一横流风扇，并且第二风管可包括配置为通过第二风管循环空气的第二横流风扇。

　　图2示出热管理系统的示例组件。电子元件202可以包括显示驱动集成电路DDIC，DDIC电耦合到位于透镜结构106后面的Micro OLED显示面板204。

　　可以将散热器206和热管208热耦合到DDIC。散热片206和热管208可以减轻电子元件产生的热量，使得热量远离Micro OLED显示面板204。

　　在一个实施例中，DDIC可设置在顶板210之上。顶板可包括散热片212和空隙214。散热片212可以配置成与系统风扇产生的气流方向近似对齐的角。散热片212的角度可以减少周围气流速度的损失，并且由于有角度的翅片212保持高气流速度而有效地冷却翅片。所述空隙214从所述顶板210的表面电中断所述DDIC。

　　图3示出包括热管理系统示例结构300。热管理系统可以包括u形散热器302。u型散热器302包括与Micro OLED显示面板204接触的底板304、与电子元件202接触的顶板210、以及将Micro OLED显示面板204电耦合到电子元件202的电连接器306。

　　所述电连接器306可以是围绕顶板和底板折叠并形成u形结构的柔性PCB。底板304和顶板210可以由一种或多种材料制成，包括导热材料，例如铝、镁、钛、导电陶瓷和/或导电聚合物。

　　结构300包括在佩戴所述电子头显100时面向用户眼睛的主透镜308和副透镜310。在所述实施例中，Micro OLED显示面板204面对夹在Micro OLED显示面板204和副透镜310之间的主透镜308。

　　Micro OLED显示面板在高于40°C的工作温度下会退化，而这个温度要远低于Micro OLED显示面板周围组件的工作温度，例如在高达70°C的温度下工作的电子组件202。

　　在一个实施例中，u形散热器302散发热量，从而在头显运行时在显示结构中形成温度梯度。例如，副透镜310可保持在低于约30℃，主透镜308可保持在低于约35℃，Micro OLED显示面板204可保持在低于约40℃，电子元件202可保持在约45℃至约70℃之间。

　　图4示出包括热管理系统的示例结构300。热管理系统包括u形散热器302。可在所述电子元件202设置散热器206和热管208。

　　散热器206和热管208可配置为使所述电子元件202产生的热量远离Micro OLED显示面板204。可以在u形散热器302内部和顶板210与底板304之间设置热通道402。Micro OLED显示面板204产生的热量传递到底板304，并通过热通道402传递到顶板210。

　　图5示出示例热管理系统。所述热管理系统可包括散热片206和热管208。热管208设置在所述电子元件202之上。散热片206和热管208将所述电子元件202产生的热量从所述Micro OLED显示面板204吸走。

　　图6示出示例热管理系统。热管理系统可以包括u形散热器302。u形散热器包括顶板210、底板304和围绕顶板和底板折叠的电连接器306。

　　所述电子元件202安装在电连接器306上并电耦合于所述Micro OLED显示面板204。电子元件202为DDIC并控制所述Micro OLED显示面板204。所述顶板和底板之间设置有热通道，并配置为将热量从所述底板304传递到所述顶板210。

　　另外，热通道可以包括支撑404，从而为u形散热器提供结构支撑。石墨片502设置在电连接器306之上。石墨片具有高导热性，可以吸收周围结构的热量。

　　图7示出包括热管理系统的示例显示结构。热管理系统包括夹在电子元件202和Micro OLED显示面板204之间的集成风扇702。电连接器306围绕所述集成风扇702折叠以将所述电子元件电耦合至所述Micro OLED显示面板204。

　　集成风扇702可以包括或耦合到设置在电子元件202和Micro OLED显示面板204之间的间隔器504。间隔器504可以配置为防止由集成风扇702排出的空气重新进入集成风扇702。

　　所述集成风扇702包括至少一个鼓风机，例如一个压电风扇，一个多风扇，一个微型横流风扇等。所述集成风扇702可通过高速吸入空气并将高速空气引导至Micro OLED显示面板204的受热表面，从而主动冷却Micro OLED显示面板204。高速空气可从集成风扇702排出。

　　图8展示了一个集成风扇。集成风扇702夹在Micro OLED显示面板204和电子元件202之间。电连接器306可以围绕集成风扇702折叠，并且可以将电子部件202电耦合到NMicro OLED显示面板204。集成风扇702包括鼓风机(未示出)和一个或多个结构802，例如与鼓风机相邻的间隔件。

　　图9示出了图8中所示的热管理系统的分解视图。热管理系统包括安装在电连接器306的电子部件202。集成风扇702包括风扇壳体902、鼓风机904和与鼓风机904相邻的结构802。

　　图10示出包括示例热管理系统的显示结构1000。电子元件202可通过电连接器306电耦合到Micro OLED显示面板204(。在所示实施例中，集成风扇702位于Micro OLED显示面板204和两个电子元件202之间。所述电子元件202安装在相应的电连接器306之上，并且所述电连接器306围绕集成风扇702折叠。

　　所述集成风扇702包括风扇外壳902和鼓风机904。在所述鼓风机904周围形成多个散热片1002。多个散热片1002夹在电子元件202和Micro OLED显示面板204之间，并形成散热通道1004。在运行过程中，散热器通道1004增加空气速度，并提供更大的表面积，以与快速移动的空气交换热量。所述集成风扇702配置为将空气通过所述散热器通道1004并将排出的空气向上推至所述电子元件202。

　　图11示出如图10所示的显示结构1000。显示结构1000包括两个电子元件202和两个电连接器306(。电子元件202通过电连接器306电耦合到Micro OLED显示面板204。在所示的实施例中，集成风扇702位于Micro OLED显示面板204和两个电子元件202之间。所述电子元件202安装在电连接器306之上。所述电连接器306围绕所述集成风扇702折叠。

　　所述集成风扇702包括风扇外壳902和鼓风机。在鼓风机周围形成多个散热片1002。多个散热片1002夹在电子元件202和Micro OLED显示面板204之间，形成散热通道1004。在运行过程中，散热器通道1004可以提高空气速度，并提供更大的表面积，以与快速流动的空气交换热量。所述集成风扇702配置为将空气通过所述散热器通道1004并将排出的空气向上推至所述电子元件202。

　　图12示出集成风扇1200。集成风扇1200可以表示集成风扇702。如图所示，集成风扇1200包括鼓风机904。鼓风机904可以包括压电风扇、多风扇或微型交叉流风扇中的至少一个。所述集成风扇1200包括形成散热通道1008的多个散热片1006。

　　图13示出了包括示例热管理系统的显示结构1300。每个电子元件202通过电连接器306电耦合到Micro OLED显示面板204。集成风扇702设置在Micro OLED显示面板204和两个电子元件202中的每一个之间。每个集成风扇702可包括鼓风机，鼓风机可以布置成横流结构。所述显示结构1300可包括一个或多个间隔片504和/或间隔片1302，从而限制由鼓风机排出的空气重新进入所述集成风扇702。

　　图14示出包括热管理系统的示例结构1400。热管理系统可以包括风管1402。在各种示例中，风道1402包括与Micro OLED显示面板204接触的底板1404，与电子元件202接触的顶板1406，以及将顶板1406与底板1404耦合的第一面1408和第二面1410。

　　在示例中，电连接器306将Micro OLED显示面板204电耦合到电子元件202。电连接器306以包括围绕风道1402的顶板1406和底板1404折叠的柔性PCB。底板1404和顶板1406可以由一种或多种材料制成，包括导热材料，例如铝、镁和钛等金属、导电陶瓷、石墨材料和/或导电聚合物。

　　图15示出包括热管理系统的示例结构1500。风管1402可以与向风管提供气流1502的风扇集成。

　　图16示出用于Micro OLED显示模块的热管理示例组件，其中省略了显示外壳和热管理系统。图16示出了将Micro OLED显示面板1604与电子元件1606电耦合的电子连接器1602。

　　在所示示例中，电子连接器1602可以是刚性印刷电路板，其中与前面的示例不同，电子连接器1602和Micro OLED显示面板1604可以配置在同一平面之上。石墨片1608可以应用于Micro OLED显示面板1604，从而帮助散热。

　　图17示出具有显示外壳和热管理系统的示例性头显。

　　头显1700可包括与各自的第一热管理系统104a和第二热管理系统104b间隔的第一系统风扇1702a和第二系统风扇1702b。

　　头显1700可包括第一进气通道1704a和第二进气通道1704b，以及第一排气通道1706a和第二排气通道1706b。

　　所述第一系统风扇1702a可配置为通过所述第一进气通道1704a抽取空气，进入所述第一热管理系统 104。然后可以将来自第一热管理系统104a的空气引导到第一系统风扇1702a，并通过第一排气通道1706a推出设备。

　　第二系统风扇1702b可以与第一系统风扇1702a相同的方式配置，并分别具有第二进气通道1704b和第二排气通道1706b。

　　名为“Micro-oled display module thermal management”的Meta专利申请最初在2022年1月提交，并在日前由美国专利商标局公布。