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集成显示模块或装置及其操作和制造方法与流程

集成显示模块或装置及其操作和制造方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年5月8日提交的美国临时申请第63/021,993号的权益，该临时申请以其整体通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开内容涉及显示器。更具体地，本公开内容涉及提供具有高度集成部件的集成显示模块的系统和方法，用于封装包括小形状因子显示器和微型显示器的显示器。

背景技术：

4.显示器和微型显示器用于许多不同的应用中。所述不同的应用可以包括高亮度投影系统、增强现实(ar)或虚拟现实(vr)头戴式耳机、汽车平视显示器(hud)和移动应用。这些不同的应用可以对显示设备和相关部件施加广泛变化的尺寸和重量限制。在包括ar系统、vr系统和头戴式显示器的移动系统中，体积和重量在制造可以长时段舒适佩戴的系统方面是至关重要的。这些系统中的电子部件和光学部件的可用体积是有限的。此外，向显示器集成电路(ic)输送高质量电力的复杂性可能限制性能。
附图说明
5.在本文中参照各种附图说明和描述了本公开内容，在附图中，相似的附图标记用于适当地表示相似的系统部件，并且在附图中：
6.图1是根据本发明的各种实施方式的使用集成显示模块或装置(idm)的系统的框图；
7.图2a是根据本发明的实施方式的idm的框图；
8.图2b是根据本发明的实施方式的在图2a中描绘的idm的一部分的框图；
9.图3a是根据本发明的idm的实施方式的截面；
10.图3b是根据本发明的图3a中的idm的顶视图；
11.图3c是根据本发明的图3a和图3b中的idm的一部分的截面；
12.图4a是根据本发明的idm的另一实施方式的截面；
13.图4b是根据本发明的图4a中的idm的顶视图；
14.图4c是根据本发明的图4a和图4b中的idm的一部分的截面；
15.图5a是根据本发明的idm的另一实施方式的截面；
16.图5b是根据本发明的图5a中的idm的顶视图；
17.图5c是根据本发明的图5a和图5b中的idm的一部分的截面；
18.图6是根据本发明的实施方式的制造idm的方法的流程图；
19.图7是示出根据本发明的实施方式的idm的操作的流程图；
20.图8是根据本发明的实施方式的idm的三维图。
21.附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中
的一些元件的尺寸和/或相对定位可以相对于其他元件被夸大，以帮助增强对本发明的各个实施方式的理解。此外，在商业上可行的实施方式中有用或必需的常见又容易理解的元件通常不被描绘，以便于本发明的这些各种实施方式的视图被遮挡得较少。某些动作和/或步骤可以以特定的发生顺序来描述或描绘，而本领域技术人员将理解实际上不需要关于顺序的这种特异性。本文中使用的术语和表述具有与如上所阐述的由技术领域中技术人员对这种术语和表述所赋予的含义相同的普通技术含义，除非在本文中另外阐述了不同的特定含义。
具体实施方式
22.本发明的示例包括用于提供具有高度集成部件的集成显示器的系统、方法、装置和设备，以封装包括小形状因子显示器和微型显示器的显示器。
23.在下面的详细描述中参照了附图，附图形成该详细描述的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践的实施方式。应当理解，在不脱离本范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被认为是限制性意义，并且实施方式的范围由所附权利要求及其等同内容来限定。
24.各种操作可以以可以有助于理解实施方式的方式依次描述为多个分立操作；然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作是顺序相关的。
25.描述可以使用基于视角的描述，例如上/下、后/前和顶部/底部。这样的描述仅用于促进讨论，并不旨在限制所公开的实施方式的应用。
26.可以使用术语“耦接”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语不旨在作为彼此的同义词。而是，在特定实施方式中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接物理接触。“耦接”可以意指两个或更多个元件直接物理接触。然而，“耦接”也可以意指两个或更多个元件彼此不直接接触，但仍彼此协作或相互作用。
27.为了描述的目的，“a/b”、“a或b”形式或者“a和/或b”形式的短语意味着(a)、(b)或(a和b)。出于描述的目的，形式“a、b和c中的至少一个”的短语意指(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。出于描述的目的，形式“(a)b”的短语意指(b)或(ab)，即a是可选元件。
28.描述可以使用术语“实施方式”或“各实施方式”，其均可以指代相同或不同实施方式中的一个或更多个。此外，关于实施方式所使用的术语“包括(comprising)”、“包括(comprises)”“包含(including)”，“具有(having)”等是同义词，并且通常意指为“开放性”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含但不限于”，术语“具有(having)”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含但不限于”等)。
29.关于本文中任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用适当地从复数翻译成单数和/或从单数翻译成复数。出于清楚起见，可以在本文中明确阐述各种单数/复数排列。
30.现在参照附图描述各种实施方式，其中，相似的附图标记始终用于指代相似的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便促进一个或更多个实施方式的透彻理解。然而，在一些或所有情况下明显的是，可以在不采用下面描述的特定设计细节的情况下实践下面描述的任何实施方式。
31.本文中描述的方法提供了可以有利地用于诸如观看眼镜或智能眼镜或者头戴式耳机的设备中并由诸如观看眼镜或智能眼镜或者头戴式耳机的设备容纳的设备、结构和装置。所述设备、结构和装置足够小以适于在观看眼镜或头戴式耳机内，并且所述设备、结构和装置重量也很轻，从而使它们特别适合于用于这些或类似设备中。
32.另外，观看眼镜或智能眼镜、头戴式耳机、或者其他设备有时具有弯曲或非线性尺寸和独特的形状因子。本方法提供了被构造成用于具有非线性形状因子的设备中或用于其中idm需要弯折的设备中的idm。在这些方面，此处描述的idm是可容易定制的并且可以被安装至各种不同尺寸的设备中。
33.如所提及的，这些类型的设备有时具有必须弯折或者符合运动或压力的部分。因此，idm的部分需要弯折。在需要弯折的同时，idm的部分需要维持一定的刚性或稳定性，例如以支承向用户呈现图像的集成电路。本文中提供的idm提供了柔性部分和刚性部分两者，从而使得idm能够作为设备(其中并入有idm)弯折的部分弯折，同时维持刚性部分例如以支承集成电路。
34.在实施方式中，用于在虚拟或增强现实系统中向用户显示图像的显示装置包括柔性印刷电路、至少一个印刷电路板和液晶组件。液晶组件包括单个硅管芯(包括一个或更多个集成电路)、液晶材料和玻璃覆盖物。单个硅管芯包括显示驱动器电路系统和背板电路系统(例如，背板逻辑电路系统和/或诸如像素控制电路系统的控制电路系统)。像素被驱动以显示数据例如图像数据。图像数据可以是与静止图像或运动图像(例如，视频数据)相关的数据并且共同地在显示区域中向用户呈现图像。
35.柔性印刷电路包括多个导电布线。“布线”包括用于传送数据例如图像数据和控制数据的导电元件。所述布线提供了主机设备与idm之间的电连接。数据连接包括视频内容，以及控制连接包括来自主机设备和idm(并且在一些示例中，从idm到主机设备)的命令。
36.至少一个印刷电路板被耦接至柔性印刷电路。如在本文中所提及和使用的，“耦接”可以意指两个或更多个元件直接物理接触。然而，“耦接”也可以意指两个或更多个元件彼此不直接接触，但仍彼此协作或相互作用。
37.在本发明的实施方式中，与柔性印刷电路(例如，柔性印刷电路线缆或柔性印刷电路线缆所集成至的电路被耦接至柔性材料)相比，至少一个印刷电路板的结构更刚性。更具体地，至少一个印刷电路板具有比柔性印刷电路的刚性更大的刚性。因此，显示装置在存在印刷电路板的区域中更刚性。通常，显示装置中的设置有印刷电路板的区域比没有设置印刷电路板的区域更刚性。
38.液晶组件还包括显示区域(即，与存在至少一部分液晶材料的区域相对应的区域)。显示区域呈现图案化的光(例如，图像)。
39.在本发明的实施方式中，液晶组件包括硅管芯、液晶层(设置在取向层与电极层之间)以及玻璃盖。这些部件组装在一起以形成单个管芯、器件或单元。硅管芯包括显示驱动器电路系统和背板电路系统。显示驱动器电路系统从外部源接收视频数据、解析数据、并将数据转发至背板电路系统。背板电路系统包括一起形成像素的像素驱动电路系统和像素逻辑。像素被驱动以显示视频数据并在显示区域中共同地向用户呈现图像。显示区域由液晶层及其宽度和长度部分地限定。
40.在本发明的实施方式中，显示驱动器电路系统和背板电路系统被集成至单片硅
中，该单片硅与显示装置的其他部件在物理上不同并与显示装置的其他部件分离。该单片硅设置在显示装置的第一侧上。在另一实施方式中，显示驱动器电路系统和背板电路系统各自形成为设置在装置的第一侧上的单独的集成电路。
41.显示装置的第二侧以与第一侧平行或基本上平行的关系布置和形成。第二侧至少部分地使用材料包覆模制(overmold)以提供平坦或基本上平坦的表面。平坦的表面便于将装置附接至其他部件或器件，以及便于在制造步骤期间处理和保留所述器件。
42.在一个实施方式中，至少一个印刷电路板是沿着第二侧延伸并以与第二侧平行的关系设置的单个印刷电路板。
43.在本发明的实施方式中，至少一个印刷电路板包括第一印刷电路板和第二印刷电路板。在各方面，第一印刷电路板沿着第一侧延伸，以及第二印刷电路板沿着第二侧延伸，而柔性印刷电路设置在第一印刷电路板与第二印刷电路板之间。
44.在实施方式中，至少一个印刷电路板包括单个印刷电路板并且单个集成电路直接耦接至单个印刷电路板而不是柔性印刷电路。例如，单个印刷电路板和柔性印刷电路可以在它们的端部处或它们的端部周围附接。
45.在实施方式中，显示装置还包括被配置成管理显示装置的操作的微控制器集成电路。在示例中，微控制器集成电路被配置成执行一个或更多个功能，所述功能包括控制对显示装置的电力供应的电力供应电压通电的顺序、存储控制程序、并对显示装置外部的事件作出反应。微控制器功能的其他示例是可能的。
46.在本发明的实施方式中，导电电力布线传送电力和电压，并且显示装置还包括被耦接至导电电力布线的电力管理器件。电力管理器件被配置成将经由导电电力布线从外部电源或外部电力供应接收的外部电压源转换成内部电压。在一些方面，电力管理器件设置在装置的第二侧上。
47.在其他示例中，显示装置设置在观看眼镜或智能眼镜中或者在头戴式耳机处。其中设置有该装置的设备的其他示例是可能的。
48.在实施方式中，虚拟或增强现实显示系统包括光学引擎、主机和集成显示装置或模块(idm)。
49.光学引擎被配置成产生、生成、引导和/或控制呈现给集成显示装置的光或从集成显示装置发出的光。显示系统(例如，虚拟或增强显示系统)的主机被配置成供应图像或图像数据。
50.idm被耦接至主机。idm包括至少一个印刷电路板和液晶组件，并且可以包括或可以不包括柔性印刷电路。液晶组件包括例如单个硅管芯(或者一个或更多个集成电路)、液晶材料和玻璃覆盖物。在本发明的实施方式中，这些部件被组装在一起并集成在单个器件、管芯或单元中。在本发明的实施方式中，单个硅器件包括显示驱动器电路系统和背板电路系统(例如，背板逻辑和/或控制电路系统)。
51.柔性印刷电路包括多个导电元件，例如布线。导电布线包括数据和控制连接。所述布线提供了主机与idm之间的电连接。在本发明的实施方式中，柔性印刷电路传送在主机与/或idm之间的双向数据。在本发明的实施方式中，柔性印刷电路将数据(例如，来自主机的图像和视频数据或内容以及/或者控制数据(例如，命令))传送至idm。在本发明的实施方式中，柔性印刷电路将数据从idm(即，idm的内部部件或电路)传送至主机设备。在本发明的
实施方式中，至少一个印刷电路板被耦接至柔性印刷电路。与柔性印刷电路相比，至少一个印刷电路板的结构更刚性。例如，印刷电路板由玻璃纤维制成，而柔性电路板由柔性聚合物制成。
52.在各方面，显示驱动器电路系统和背板电路系统被集成至单片硅中，该单片硅与装置的其他部件在物理上不同并与装置的其他部件分离。该单片硅设置在idm的第一侧上。在另一实施方式中，显示驱动器电路系统和背板电路系统各自形成为设置在idm的第一侧上的单独的集成电路。
53.idm的第二侧以与第一侧平行或基本上平行的关系布置和形成。第二侧至少部分地使用材料包覆模制以提供平坦或基本上平坦的表面。平坦的表面便于将装置附接至其他部件或器件，以及便于在制造步骤期间处理和保留所述器件。
54.在实施方式中，制造显示系统的方法包括提供柔性印刷电路和至少一个印刷电路板。柔性印刷电路被耦接至至少一个印刷电路板以形成结构、系统或装置。
55.孔或通孔选择性地钻穿过至少一个印刷电路板和柔性印刷电路，以在被耦接至柔性印刷电路的硅管芯与附接至印刷电路板的部件之间提供竖直电连接，并提供改进的热路径以供热从管芯逸出。这些孔镀有或填充有导电材料。
56.各种连接涉及这些部件基于它们的相对于pcb的共位或位置的互连，使得呈现小形状因子。这些连接包括柔性印刷电路到印刷电路板、lca的为硅基板的底板与嵌入式像素元件(由例如铝制成的反射镜元件)、反射镜元件电耦接至背板电路系统(例如，像素电路系统)、硅基板(包括背板电路系统)到pcb、在硅中的像素电路系统与背板电路系统、以及电力电路系统电耦接至管芯和管芯的部件。
57.液晶组件形成并且包括硅管芯、玻璃覆盖物和液晶层。这些部件集成在一起以形成单个器件。液晶层设置在透明电极层与取向层之间。液晶组件在液晶层周围形成显示区域。
58.硅管芯形成为包括显示驱动器电路系统和背板电路系统。显示驱动器电路系统被布置成使用数据和命令驱动背板电路系统并且背板电路系统被布置成驱动液晶层。
59.液晶组件被耦接至至少一个印刷电路板的第一侧。电子部件(或多个电子部件)被耦接至至少一个印刷电路板的第二相对侧。耦接是通过使用所述孔中的至少一个来完成的。
60.在本发明的实施方式中，液晶组件的部件组装在一起以形成单个、集成的器件或电路(例如，单个集成电路、单独电路、电路器件或芯片)。在本发明的实施方式中，例如显示驱动器电路系统和背板电路系统的部件可以包括在单独的集成电路(例如，单独的电路、电路器件、集成电路或芯片)中。
61.在本发明的实施方式中，盖玻璃涂覆有透明导电材料或至少部分透明导电材料，该材料被至少施加在液晶组件或单个液晶集成电路的lca中的与存在至少一部分液晶材料的区域(该区域可以称为显示区域)相对应的区域上。
62.在本发明的实施方式中，该结构的第二侧被包覆模制以封装该结构的第二侧上的部件中的一个或更多个部件(即，与液晶组件或集成电路相对的一侧)，并且包覆模制的部件或部分提供了至少部分平坦或基本上平坦的表面以用于附接至其他部件或器件(例如，以及包括但不限于电力转换电路系统)并且例如在制造idm期间处理和保留所述器件。本领
域普通技术人员将理解，idm或显示系统可以被包括在呈现经调制的电磁辐射(例如，光)的任何系统中或者被耦接(例如，电学和/或光学地)至呈现经调制的电磁辐射(例如，光)的任何设备。
63.现在参照图1，显示系统(例如，虚拟现实、增强现实、混合现实或其他显示系统100包括光学引擎102、主机平台104、柔性电路(例如，柔性印刷电路)，以及集成显示模块或装置(idm)106。系统100可以设置在诸如观看眼镜或智能眼镜或者头戴式耳机的消费者设备108中。设备的其他示例是可能的。应当理解，图1中所示的部件未按比例绘制或示出。例如，消费者设备108可以具有图1中未示出的各种形状或轮廓。
64.光学引擎102被配置成指引、引导和/或控制呈现给集成显示装置104的光。在示例中，光学引擎102包括用于光的产生、指引、控制和/或呈现的诸如led或激光器的光产生元件、棱镜、反射镜、偏振器、分束器以及/或者其他光学部件。光引擎的其他结构对于本领域技术人员而言是已知的，并且此处不再进一步讨论。在一个示例中，光学引擎102可以是由美国复合光子公司(compound photonics us corp)制造的虹膜引擎(iris engine)设备。
65.主机平台104包括cpu或处理装置105以及存储器107。如图1所示，主机可以向集成显示装置或模型106传送数据109(例如，图像或图像数据、视频或视频数据)或者命令111。cpu 105例如应用处理器执行存储在主机平台104的存储器设备107中的应用或指令107a(例如，软件)。指令107a可以执行诸如以下的功能：经由电路(例如，柔性电路)向idm106发送数据，或者组合视频数据109和命令111，然后将经组合的数据和命令发送至idm 106。
66.在本发明的实施方式中，主机平台104设置在设备108内。
67.在本发明的另一实施方式中，主机平台104可以设置在设备108的外部，并且可以是例如移动设备，诸如智能电话、平板电脑、膝上型电脑、抬头显示系统、头戴式设备或混合设备(或者以上提及的设备的一些组合)。
68.在本发明的实施方式中，图像、图像数据和/或视频数据109由实时数据软件模块107a接收并且实时数据软件或软件模块107a将数据与从包含期望的驱动序列的主序列文件解析的命令组合。在本发明的实施方式中，与命令组合的数据是从数据源(例如，主机平台)104输出并被传送至idm 106的组合数据。集成显示模块或装置(idm)106被耦接至光学引擎和至少一个处理设备。在本发明的实施方式中，idm 106电耦接至柔性印刷电路，并且idm包括至少一个印刷电路板和液晶组件。在本说明书中的其他地方更详细地描述和示出了这些部件。
69.在图1中的系统的操作的一个示例中，来自主机平台104的图像经由柔性电路202由idm 106的显示驱动器器件接收，并且部分地使用由光学引擎102产生的、从光学引擎102接收的、以及/或者由光学引擎102指引的光将所述图像显示在显示区域上。人类用户通过或使用光学引擎102在idm 106的显示器处查看图像。在本发明的实施方式中，液晶组件输出经调制的电磁辐射，例如光。
70.现在转至图2a和图2b，示出了示出根据本发明的集成显示模块或装置(idm)200的实施方式的连接和部件的框图。idm 200包括至少一个pcb(这些附图中未示出)并且被耦接至柔性电路或柔性印刷电路(fpc)202。pcb被布置成使idm 200具有刚性部分204，并且idm电耦接至刚性较小的部分或接口206。在本发明的实施方式中，idm可以包括刚性较小的部分例如柔性电路或柔性印刷电路(fpc)202或者与该刚性较小的部分集成。
71.接口206包括电力连接器292、视频数据连接器296(例如，mipi dsi总线)和控制信号连接器294(例如，用于传送usb或spi或i2c总线和中断信号)。在本发明的实施方式中，接口是idm 200中的经由柔性电路或柔性印刷电路(fpc)202提供来自主机平台104的电连接(如以上关于图1所描述)的部分。在实施方式中，接口206可以电耦接至外部电源290。在实施方式中，电源可以在idm 200的内部。这些连接器292、294和296可以由诸如金属的任何适当的导电材料形成。电力连接器292被用于将来自外部电源290(例如，电池)的电力提供至idm 200的部件。控制连接器294和数据连接器296被用于从主机104向idm 200供应命令和视频数据。fpc 202由易弯的或可弯折的材料构成，从而能够装配至具有不同形状因子的各种不同设备中。fpc 202的尺寸可以根据例如其中装配有fpc 202的设备的要求进行调整。例如，可以调整fpc的长度以适应各种要求。
72.液晶组件(lca)216由硅管芯(未示出)、液晶层(设置在取向层与电极层之间并且未示出)和玻璃盖(未示出)形成。在本文中其他地方讨论和示出了硅管芯、液晶层(和其他层)以及玻璃。这些部件集成在一起以形成单个器件或单元216。
73.硅管芯302包括显示驱动器电路系统214和背板电路系统205。显示驱动器电路系统214从主机104接收视频数据、解析数据、并将数据转发至背板电路系统205。背板电路系统205包括一起形成像素270的像素驱动电路系统276和像素逻辑270。像素270由显示驱动器电路系统214和背板电路系统205的组合动作驱动，以在lca 216的显示区域中向用户显示视频数据并共同地呈现图像。显示区域部分地由液晶层及其宽度和长度限定。
74.显示驱动器电路系统或逻辑214包括解析器224和缓存253。背板电路系统或逻辑205包括加载器262和像素阵列240(具有像素270)。
75.在本发明的实施方式中，数据和命令在单个线294和296上组合，并且显示驱动器电路系统214从主机接收组合数据，并将组合数据转换成串行外围接口(spi)命令和位平面数据。在本发明的实施方式中，解析器224接收组合数据，将组合数据解析和/或分离成命令和图像数据。数据和命令可以至少临时地存储在缓存253中。加载器和spi从机262接收spi命令并将所述spi命令转换成并行数据和写入选通脉冲，以及然后将数据和选通脉冲发送或输出至背板电路系统的寄存器。像素电路170接收位平面数据(例如，针对显示器的每个像素的瞬时亮度或强度值)并调制其输出，从而控制像素的强度。像素对应于液晶材料的一侧上的像素电极以及液晶材料的另一侧的另一侧上的电极。在本发明的实施方式中，像素电极为独立电极，而另一侧上的电极为公共电极，所述公共电极对于多于一个像素共有。在本发明的实施方式中，像素电极为反射元件。在实施方式中，它们是金属元件。在实施方式中，像素电极为反射镜元件。在实施方式中，像素电极由铝制成。在实施方式中，公共电极由导电材料制成。在实施方式中，公共电极由氧化铟锡制成。
76.在本发明的实施方式中，spi命令是写入内部寄存器或存储器的命令。在本发明的实施方式中，位平面数据是在顺序地呈现给像素阵列时确定或控制像素的强度或亮度的数据，并且可以以表示要分配给像素阵列240的行或列或矩形子区域中的一系列像素的数据的字(word)布置。
77.在本发明的实施方式中，每个像素电路270包括连接至至少一个晶体管274和像素电极276的像素逻辑电路系统272。在本发明的实施方式中，像素逻辑272包括逻辑元件(例如，一个或更多个逻辑门或组合逻辑电路)，所述逻辑元件生成被输出至与其耦接的晶体管
的一端的数字输出或值(例如，导通值或截止值，或者一值或零值)。在本发明的实施方式中，晶体管是场效应晶体管(fet)。在本发明的实施方式中，晶体管电耦接至电压源或dac(例如，偏置dac)。在本发明的实施方式中，晶体管的另一端电耦接至像素电极276或像素元件。
78.在本发明的实施方式中，像素电极电耦接至像素元件，例如led或微型led。为了该公开内容的目的而对led的引用也是对微型led的引用。
79.在本发明的实施方式中，lca 216是集成显示驱动器电路系统214和背板电路系统205以及像素电路的单个集成单元。集成可以通过任何适当的制造过程来完成。单个集成器件或电路216具有形成、附接至硅基板或单个管芯或者与硅基板或单个管芯相关联的电子部件。单个集成器件216在物理上与idm 200的其他部件例如pmic和无源器件218分离并且不同。在示例中，单个集成电路216包括许多(例如，数百万个)晶体管、电阻器、电容器或者其他电气元件或电子元件，它们被配置、布置和连接以实现都是在硅材料、基板或管芯例如单片硅中的显示驱动器电路系统214、背板电路系统205和像素电路270的功能。如所提及的，在本发明的实施方式中，单个集成电路216具有与发光的像素阵列的至少一部分相对应或者与保持液晶材料的区域的至少一部分相对应的显示区域393。经调制的光、图案化的光或图像从显示区域中的液晶组件输出。在本发明的实施方式中，显示器的像素270从单个集成电路的顶表面生成图像或在显示区域中输出图像。在一个示例中，单个集成电路的尺寸为4
×
3mm。尺寸的其他示例是可能的。
80.在其他示例中，idm 200包括电力管理电路系统218(例如，一个或更多个电力管理集成电路(pmic))。pmic将来自例如外部电池290的输入电压转换成一个或更多个内部电压，例如用于显示驱动器电路系统214和背板逻辑205的部件的内部电压。pmic包括用于编程和过滤这些电压的相关联的无源部件例如电容器、电感器和电阻器。其他功能和部件也是可能的。
81.在本发明的实施方式中，在idm中可以包括控制电路系统或微控制器集成电路220。在示例中，微控制器ic用于管理集成显示模块(idm)200和/或柔性电路202的操作或操作的各方面。由控制电路系统或微控制器集成电路220进行的这种功能和操作可以包括电力供应电压的排序(即，控制通电的顺序)、由主机生成的控制信号或电压控制输入/输出的转换、存储和执行控制程序。在本发明的实施方式中，控制程序加载ddic和dbic中的一个或两个的设置并对各种事件(例如，温度变化、照明条件变化等)作出反应。在其他示例中，微控制器集成电路220可以形成例如关于idm 200的温度的警告、信息，或者主机上的或嵌入式微控制器中的软件将对其作出反应的其他类型的消息，并且例如关闭显示器或改变操作参数以将显示器性能调整至新的条件。
82.idm 200还可以包括存储由微控制器220执行的控制程序的可选的闪存221。如所提及的，控制程序可以执行各种功能。
83.在实施方式中，idm 200可以附加地包括被耦接至微控制器220的传感器例如温度传感器。在另一实施方式中，微控制器220可以经由数据和/或控制线294、296从主机104接收信息或指令。
84.转至图3a、图3b和图3c(统称为图3)，示出了根据本发明的idm 300的实施方式的截面/侧视图和顶视图。图示描绘了可以在本发明的各方面中的物理部件中的一些物理部
件的布置。将理解的是，图3所示的idm 300(或者图4和图5所示的idm)不一定按比例绘制。各种尺寸都是可能的，并且可能部分地取决于使用idm 300的设备的要求。在一个实施方式中，idm不包括柔性印刷电路，而在其他实施方式中idm确实包括柔性印刷电路。
85.图3的idm包括单个管芯302(包括显示驱动器电路系统、背板电路系统)。管芯302与像素元件340以及取向层398、液晶层393、透明电极398和玻璃312集成以形成lca 301(例如，图2a的lca 216)。lca 301安装在fpc 306的一侧上。在其他方面，这些部件例如通过焊接或其他合适的电耦接方式被安装或耦接至fpc 306的刚性部分303。这些部件的功能在以上相对于图2进行了描述，并且此处不再重复。
86.在示例中，本文所指的fpc 306的刚性部分303是fpc 306的与pcb 308相邻、由pcb 308加强和/或增强的部分。pcb 308由诸如bt环氧树脂的材料构成。
87.可以包括pmic和/或无源部件例如电阻器、电容器、电感器和晶体的电力管理电路系统310被安装在fpc 306的相对侧上。这种配置能够有效地使用表面积，同时使对于刚性部分的尺寸所需的宽度和长度减小和优化。尺寸取决于lca或显示驱动器电路系统的显示区域的期望大小，提及两个示例。
88.fpc 306的背侧使用材料304包覆模制，所述材料304例如机械地和/或电子地保护背侧部件的模制复合物(在示例中，模制复合物是由例如环氧树脂、酚醛硬化剂、二氧化硅、催化剂、颜料和/或脱模剂组成的复合材料)。模制复合物还提供用于安装一个或更多个其他部件例如热移除装置(例如散热器、热解石墨片和/或热电冷却器)的平坦表面，以将热量从idm 300内的热源(例如lca 301和pmic 310)传导出去。
89.lca 301由具有显示区域393的硅管芯、周边密封(未示出)、盖玻璃312和液晶层393组成。在示例中，安装lca 301，然后将其引线接合316至下面的fpc 306。替选地，lca可以如图3中提供的那样被安装至并且引线接合至另一刚性pcb部分303，以便使显示区域(在图3的顶视图中示出)可见。在各方面，接合线316被封装以防止或保护它们免受损坏和腐蚀。在各方面，可以插入散热板314，其将热量从管芯302传导至包覆模制件304(即，在fpc 306的背面封装该侧上的部件的模制复合物)。提供从盖玻璃312的背面到fpc 306或替选地pcb 308的跨接连接311(被标记为“外部跨接”)以经由跨接连接311控制盖玻璃312上的电压。通孔322钻孔或穿孔穿过pcb 308和fpc 306以用于部件之间的竖直电连接并且还为诸如管芯302的部件提供热释放。
90.在实施方式中，电力通过布线305接收，通过通孔322被传送至电力转换电路系统310，由电力转换电路系统310转换成较低或较高的电压。较低的电力通过另一通孔322b被传送至布线307，布线307将电力传送至布线316。布线316被耦接至管芯302。然后可以将较低的电压施加至管芯302内的部件。
91.lca301可以由管芯302、像素元件340、取向层398、液晶层3903、透明电极399和玻璃312形成。像素元件340可以包括与管芯302耦接或集成的反射装置或层，所述反射装置或层可以是具有其上布置的像素阵列(例如，像素阵列240)的铝层。液晶层393、取向层398、透明电极(通常在铟锡氧化物层内)399以及玻璃或其他透明材料层312也形成该结构。
92.转至图4a、图4b和图4c(统称为图4)，描述了idm 400的另一示例，包括idm 400的截面/侧视图和顶视图。图4中相似附图标记的部件对应于图3中相似附图标记的部件(例如，图4中的元件404对应于图3中的元件304)；相似附图标记的部件的功能、操作和结构相
同或相似，并且此处不再重复。
93.在该实施方式中，fpc 406包括刚性部分403。此处，fpc 406的刚性部分是fpc 406的夹在两个pcb 408与pcb 409之间的部分。第一pcb 408位于idm 400的正侧上，以及第二pcb 409位于idm 400的背侧上。在各方面，lca被安装至并被引线接合至另一刚性pcb部分，如上所述。该实施方式为刚性部分403提供了增加的刚性，从而在idm 400的部件需要附加稳定性的情况下提供附加稳定性。
94.现在参照图5a、图5b和图5c(统称为图5)，描述了idm 500的另一示例，包括idm 500的截面/侧面。图5中相似附图标记的部件对应于图3和图4中相似附图标记的部件(例如，图5中的元件504对应于图3中的元件304)；相似附图标记的部件的功能、操作和结构相同或相似，并且此处不再重复。
95.在该示例中，fpc 506耦接至pcb 508，但是耦接发生在fpc 506的530的端部和pcb 508的532的端部。换言之，fpc 506不在单个集成电路502下方延伸。pcb 508是单个印刷电路板并且单个集成电路(包括lca)直接耦接至pcb 508而不耦接至fpc 506。在实施方式中，pcb 508和fpc 506的附接可以由各向异性导电膜523进行。替选地，可以使用其他附接方法。
96.在各方面，本文中描述的图3、图4和图5中的idm是显示系统或设备idm。本文中的示例性实施方式提供了超越常规系统和方法的许多好处和优点。例如，所述示例提供了更容易装配和集成至头戴式增强现实系统中的非常小的单元，并且需要最少的外部电路系统。因此，降低了设备的成本、尺寸和重量，这有利于各种移动应用。根据本文中描述的本发明的idm消除了对外部驱动器ic(即，idm外部的驱动器ic)的需要。例如，一些先前的方法依赖于外部电力转换电路系统(在idm外部)，并且这导致了长的针对电力的传送路径，从而导致不期望的电感和电力损耗。pmic为idm的部件提供了本地电力调节和电力完整性，使得例如，来自长的传送线的不期望的电感以及来自长的或延伸的传送线的电力损耗减小。此外，通过在idm的两侧上的电路系统之间建立连接，增强了电力和信号输送，并减少了路由拥塞。在idm中包含多个ic和无源器件去除了对它们与idm的部件之间的互连进行设计的负担，并确保了这些部件的正确和统一的互操作，从而使idm更容易包括在诸如智能眼镜或头戴式耳机的其他设备中。
97.现在参照图6，提供了一种用于制造idm 300、400和500的方法。在相对于图6描述的制造方法的示例中可以包括制造步骤的列表。将理解的是，下面的步骤中的一个或更多个步骤的顺序可以互换。另外，可以排除这些步骤中的一个或更多个。
98.在步骤601中，使用标准制造方法以用于刚性部分的多实例面板格式制造或提供pcb 308、408、508。多面板格式意指多个pcb板形成在单个结构中，然后分离成单个板。pcb 308、408、508可以是单板或多板(308和309、408和409、508和509)，如本文中所述。
99.在步骤602中，制造或提供了fpc 306、406和506。fpc可以以其中单个fpc与单个结构分离的多实例面板格式提供。
100.在步骤603中，fpc 306、406和506被耦接至或接合至pcb部分。在各方面，接合步骤使用诸如粘合剂和压力的机械方式进行。将理解的是，如本文中所述，pcb可以是单板和多板。在一些示例中，pcb 308、408、508和fpc 306、406和506以彼此并联的关系耦接。在其他示例中，pcb 308、408、508和fpc 306、406和506可以以端对端的方式耦接。用于附接pcb和
fpc 306、406和506的其他示例和布置是可能的。
101.在步骤604中，通孔322、422、522钻孔或穿孔穿过pcb 308、408、508和fpc 306、406和506以用于部件之间的竖直电连接。出于此目的，使用适当的钻孔装备或工具。
102.在步骤605中，对通孔322、422、522进行电镀或填充。
103.在步骤606中，提供lca301、401、501。在本发明的实施方式中，步骤606使用下面的子步骤进行：1)形成包括所有的数字显示电路系统214，背板电路系统205，像素元件340、440、540，取向层398、498、598的硅管芯302、402、502；2)通过将周边密封材料分散至辊上并压至晶片上来施加周边密封材料；3)使得涂覆有透明导电材料399、499、599的盖玻璃312、412、512面向硅管芯；4)通过标准锯切方法从带有盖玻璃的晶片单片化lca；以及5)由玻璃、硅和周边密封397、497、597b包围的空间填充有液晶393、493、593，以及周边密封397、497和597b中的剩余开口填充有一滴粘合剂，以完全容纳液晶393、493、593。
104.在步骤608中，经由标准焊料和/或回流方法将背侧ic和无源部件310安装在fpc 306、406、506和pcb的面板上。
105.在步骤609中，对面板362的背侧进行包覆模制，以封装背侧362上的部件中的一个或更多个。包覆模制材料304、404、504可以是环氧树脂，并形成便于附接至其他部件或器件的平坦表面。包覆模制还保护包覆模制的部件。
106.在步骤610中，使用适当的管芯附接材料(例如，环氧树脂或其他材料)将单片化的lca 301、401、501安装至面板的前侧361。
107.在步骤611中，从lca管芯301、401、501上的焊盘将接合316、416、516引线至fpc 306、406、505或pcb部分308、408、508上的接合指，并在步骤612处使用密封剂封装线接合以提供机械保护。在步骤613中，使用标准切割或锯切方法从面板使idm 300、400、500单片化。在步骤614中，使用导电环氧树脂或导电环氧树脂与pcb材料的组合或电镀有金属的kovar裸插入跨接连接311、411、511b。
108.现在参照图7，描述了一种用于在虚拟或增强现实系统中的显示区域上显示图像的方法的示例。
109.在步骤702处，在lca 301、401、501处，接收通过数据和控制连接传送的数据和命令(例如，图像、视频或命令)。
110.在步骤704处，lca 301、401、502在显示区域363、463、563中呈现图像。lca 301、401、501设置在结构300、400、500的第一侧361上。
111.结构300、400、500的第二侧362、462、562以与第一侧361、461、561大体上平行的关系布置和形成。第二侧362、462、562至少部分地使用材料包覆模制以提供大体上平坦的表面。大体上平坦的表面便于将装置附接至其他部件或器件。
112.在步骤706处，由用户查看图像。用户可以通过本文中所述的光学引擎观看图像。
113.现在参照图8，示出了idm 800和fpc 806的三维描述。idm 800类似于图3的idm 300，并且包括单个pcb 808。lca的显示区域801被示出在idm 800的第一侧上，并且被配置成向用户呈现图像。无源部件813位于第一侧上(而其他无源部件以这些无源部件被隐藏的方式位于第二侧上)。模制复合物804设置在idm 800的第二侧上，并且与本文中其他地方所述的其他模制复合物304、404、504相同或相似。附加地，外部跨接811和封装布线816执行与本文中其他地方描述的跨接311、411、511和布线316、416和516类似的功能。
114.如上所述，软件模块可以包括由处理器执行的逻辑。如本文和整个本公开内容中所使用的“逻辑”是指可以被应用以影响处理器的操作的具有指令信号和/或数据的形式的任何信息。软件是这样的逻辑的一个示例。处理器的示例是计算机处理器(处理单元)、微处理器、数字信号处理器、控制器和微控制器等。逻辑可以由存储在诸如存储器或储存器25的非暂态计算机可读介质上的计算机可执行指令形成，所述非暂态计算机可读介质包括例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除/电可擦除可编程只读存储器(eproms/eeproms)、闪存等。逻辑还可以包括数字和/或模拟硬件电路，例如包括逻辑and、or、xor、nand、nor和其他逻辑操作的硬件电路。逻辑可以由软件和硬件的组合形成。在网络上，逻辑可以在服务器或服务器的复合体上被编程。特定逻辑单元不限于网络上的单个逻辑位置。
115.处理器可以包括市售的处理器，例如，由因特尔公司制造的赛扬、酷睿或奔腾处理器，由太阳微系统制造的sparc处理器，由amd公司制造的速龙、闪龙、羿龙或皓龙处理器，其他市售的处理器和/或已经或将要可用的其他处理器。处理器的一些实施方式可以包括所谓的多核处理器和/或能够在单核或多核配置中采用并行处理技术的处理器。例如，多核架构通常包括两个或更多个处理器“执行核”。在本示例中，每个执行核可以作为使得能够并行执行多个线程的独立处理器来执行。另外，相关领域的普通技术人员将理解，处理器可以以所谓的32或64位架构来配置，或者以现在已知的或可以在将来开发的其他架构配置来配置。处理器通常执行操作系统，例如可以是来自微软公司的windows类型操作系统；来自苹果电脑公司的mac os x操作系统；由许多供应商可使用的unix或linux类型的操作系统或所谓的开源操作系统；另一或未来的操作系统；或者所述系统的一些组合。操作系统以公知的方式与固件和硬件对接，并且便于处理器协调和执行可以以各种编程语言编写的各种计算机程序的功能。通常与处理器协作的操作系统协调并且执行计算机的其他部件的功能。操作系统还提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关服务，所有这些都根据已知技术。系统存储器可以包括可以用于存储期望信息并且可以由计算机访问的各种已知或未来的存储器存储装置中的任何存储器存储装置。计算机可读存储介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术实现的非暂态易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。示例包括任何常用的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电子可擦除可编程只读存储器(eeprom)、数字通用盘(dvd)、磁介质如常驻硬盘或磁带、光学介质如读写致密盘、和/或其他存储器存储装置。存储器存储装置可以包括各种已知或未来装置中的任何一种，包括致密盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器、usb或闪存驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器存储装置通常从程序存储介质读取和/或写入程序存储介质，该程序存储介质例如分别是致密盘、磁带、可移动硬盘、usb或闪存驱动器或软盘。这些程序存储介质中的任何一个或者现在使用中或以后可以开发的其他程序存储介质可以被认为是计算机程序产品。可以理解，这些程序存储介质通常存储计算机软件程序和/或数据。也称为计算机控制逻辑的计算机软件程序通常存储在系统存储器和/或与存储器存储装置结合使用的程序存储装置中。在一些实施方式中，描述了计算机程序产品，包括其中存储有控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)的计算机可用介质。当由处理器执行时，控制逻辑使处理器执行本文中描述的功能。在其他实施方式中，主要使用例如硬件状态机在硬件中实现一些功能。实现硬件状态机以执行本文中描述的功能对于相关领域的技术人员而言将是明显的。输入输出控制器可以
包括用于接受和处理来自用户(无论是人还是机器、无论是本地的还是远程的)的信息的各种已知装置中的任何装置。这样的装置包括例如调制解调器卡、无线卡、网络接口卡、声卡或用于各种已知输入装置中的任何输入装置的其他类型的控制器。输出控制器可以包括用于向用户(无论是人还是机器、无论是本地的还是远程的)呈现信息的各种已知显示装置中的任何显示装置的控制器。在当前描述的实施方式中，计算机的功能元件经由系统总线彼此进行通信。计算机中的一些实施方式可以使用网络或其他类型的远程通信与一些功能元件进行通信。对于相关领域的技术人员明显的是，如果以软件实现仪器控制和/或数据处理应用，则仪器控制和/或数据处理应用可以被加载至系统存储器和/或存储器存储装置中并且从系统存储器和/或存储器存储装置被执行。仪器控制和/或数据处理应用的全部或部分也可以驻留在存储器存储装置的只读存储器或类似装置中，这些装置不需要首先通过输入输出控制器加载仪器控制和/或数据处理应用。相关领域的技术人员将理解，仪器控制和/或数据处理应用或其部分可以由处理器以已知的方式加载至系统存储器或高速缓冲存储器或两者中，以利于执行。此外，计算机可以包括存储在系统存储器中一个或更多个库文件、实验数据文件和因特网客户端。例如，实验数据可以包括与一个或更多个实验或试验有关的数据，例如，检测的信号值或与一个或更多个合成测序(sbs)实验或过程有关的其他值。附加地，互联网客户端可以包括使得能够使用网络访问另一计算机上的远程服务的应用，并且可以例如包括通常被称为“web浏览器”的装置。在本示例中，一些常用的web浏览器包括可从微软公司购得的微软因特网浏览器、来自谋智公司的谋智火狐、来自苹果电脑公司的safari、来自谷歌公司的谷歌chrome或本领域当前已知的或要在未来开发的其他类型的web浏览器。此外，在相同或其他实施方式中，互联网客户端可以包括或者可以是能够经由网络访问远程信息的专用软件应用(例如，用于生物应用的数据处理应用)的元件。计算机或处理器可以是网络的一部分。网络可以包括本领域普通技术人员公知的许多不同类型的网络中的一个或更多个。例如，网络可以包括可以采用通常被称为tcp/ip协议进行通信的局域网或广域网。网络可以包括具有通常被称为互联网的全球互连计算机网络系统的网络或者还可以包括各种内联网架构。相关领域的普通技术人员还将理解，联网环境中的一些用户可能更喜欢采用通常被称为“防火墙”(有时也称为分组、过滤器或边界保护装置)的技术，以控制到硬件和/或软件系统以及来自硬件和/或软件系统的信息流量。例如，防火墙可以包括硬件或软件元件或其一些组合，并且通常被设计成实施由用户(例如，网络管理员等)落实的安全策略。
116.本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以针对上述实施方式进行各种修改、变更和组合，并且这些修改、变更和组合将是被视为在发明构思的范围内。

技术特征：

1.一种显示装置，包括：第一基板和第二基板，其中，液晶材料设置在所述第一基板与所述第二基板之间，并且其中，所述第二基板包括或耦接像素元件的阵列；背板电路系统，其包括像素电路系统，其中，所述像素电路系统是被设置在所述第二基板中或被集成在所述第二基板中的至少之一，并且其中，所述像素电路系统被电耦接至所述像素电极中的至少一个；以及显示驱动器电路系统，其中，所述显示驱动器电路系统是被设置在所述第二基板中或被集成在所述第二基板中的至少之一，并且其中，所述显示驱动器电路系统被电耦接至所述像素电路系统。2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二基板是硅基板。3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电路系统包括被耦接至所述像素电极中的每个像素电极的像素电路。4.根据权利要求1所述的显示装置，还包括通信接口。5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述通信接口是柔性印刷电路。6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述柔性印刷电路包括至少一个导电布线，并且其中，所述至少一个导电布线被电耦接至所述显示装置。7.所述的显示装置，其中，所述至少一个导电布线是多个导电布线，并且所述布线中的每个布线的端部被耦接至第一连接器。8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述印刷电路板包括电耦接至所述第一连接器的第二连接器。9.所述的显示装置，其中，所述至少一个导电布线是多个导电布线。10.根据权利要求1所述的显示装置，还包括印刷电路板，其中，所述柔性印刷板印刷有将电力管理电路系统电耦接至所述管芯的电路系统。11.根据权利要求1所述的显示装置，还包括印刷电路板，其中，所述柔性印刷板印刷有将外部电源电耦接至电力管理电路系统的电路系统。12.根据权利要求5所述的装置，还包括印刷电路板，并且其中，所述柔性电路固定地耦接至所述pcb。13.根据权利要求1所述的装置，还包括模制部分，其中，所述模制部分封装电力管理电路系统。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述模制部分由绝缘材料制成。15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述显示驱动器电路系统经由所述像素电路系统驱动所述像素元件的操作。16.根据权利要求1所述的装置，还包括pcb，并且其中，所述第二基板被耦接至所述pcb的第一侧，并且其中，模制部分是被耦接至所述pcb的第二相对侧或者形成在所述pcb的第二相对侧上的至少之一。

技术总结

系统、方法、装置和设备提供了一种集成显示模块或装置，该集成显示模块或装置包括具有高度集成部件的液晶组件，所述高度集成部件包括显示驱动器电路系统和背板电路系统。这些方法提供了具有小形状因子显示器和微型显示器的显示器封装，并且在各方面，用于在虚拟和增强现实设备中使用。强现实设备中使用。强现实设备中使用。