CN116867308A - 硅基微显示器、显示模组及电子设备 - Google Patents

硅基微显示器、显示模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开实施例提供一种硅基微显示器、显示模组及电子设备,包括硅基背板和OLED器件;硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,顶边、底边分别与侧边相连,底边与侧边相连形成底角;硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,OLED器件沉积于活动区域,驱动电路区域用于制作显示驱动电路;其中,活动区域位于硅基背板的中部,且活动区域被设置为将距离底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,第一补充区域作为部分或全部驱动电路区域。减少在活动区域正下方的区域的占用,从而减少对活动区域的影响,增加活动区域的有效显示尺寸和有效显示面积,提高显示效果。

Description

硅基微显示器、显示模组及电子设备
技术领域
本公开实施例涉及显示技术领域,尤其涉及一种硅基微显示器、显示模组及电子设备。
背景技术
硅基OLED(OLED on silicon)微显示器是结合互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺和有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diodes,OLED)技术,以单晶硅作为有源驱动背板而制作的主动式有机发光二极管显示器件,具有高像素密度、高度集成、体积小、功耗低等众多优异特性,因此在非常适合应用于虚拟现实(Virtual Reality,VR)设备中,使用户获得更好的视觉体验。
微显示器的分辨率主要受到活动区域(Active Area)的尺寸影响,现有技术中,由于硅基OLED微显示器在应用于VR设备时,对器件体积有着严格的限制,背板面积较小,同时还需要在背板上设置相应的显示驱动电路,导致活动区域的尺寸缩小,进而影响微显示器的分辨率和可视范围,导致通过微显示器进行图像显示的VR设备出现屏幕观感差,沉浸感低等问题。
发明内容
本公开实施例提供一种硅基微显示器、显示模组及电子设备,以克服由于活动区域的尺寸小导致的微显示器的分辨率和可视范围小的问题。
第一方面,本公开实施例提供一种硅基微显示器,包括:硅基背板和OLED器件;所述硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,所述顶边、所述底边分别与所述侧边相连,所述底边与所述侧边相连形成底角;所述硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,所述OLED器件沉积于所述活动区域,所述驱动电路区域用于制作显示驱动电路;其中,所述活动区域位于所述硅基背板的中部,且所述活动区域被设置为将距离所述底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离所述底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,所述第一补充区域作为部分或全部所述驱动电路区域。
第二方面,本公开实施例提供一种显示模组,包括:包括光学器件和以上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的硅基微显示器,所述光学器件和所述硅基微显示器平行设置,所述光学器件位于所述硅基微显示器沉积有OLED器件的一侧。
第三方面,本公开实施例提供一种电子设备,包括:包括以上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的硅基微显示器。
本实施例提供的硅基微显示器、显示模组及电子设备,包括硅基背板和OLED器件;所述硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,所述顶边、所述底边分别与所述侧边相连,所述底边与所述侧边相连形成底角;所述硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,所述OLED器件沉积于所述活动区域,所述驱动电路区域用于制作显示驱动电路;其中,所述活动区域位于所述硅基背板的中部,且所述活动区域被设置为将距离所述底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离所述底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,所述第一补充区域作为部分或全部所述驱动电路区域。通过对活动区域的设置,在硅基背板的边角方向预留第一补充区域,使驱动电路区域能够被设置在第一补充区域,减少在活动区域正下方的区域的占用,从而减少对活动区域的影响,增加活动区域的有效显示尺寸和有效显示面积,提高显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种VR设备的结构示意图;
图2为现有技术中一种硅基微显示器的结构示意图;
图3为本公开实施例提供的一种硅基微显示器的结构示意图;
图4为本公开实施例提供的一种针对现有技术优化后的有效显示区域对比图;
图5为本公开实施例提供的另一种硅基微显示器的结构示意图;
图6为本公开实施例提供的再一个种硅基微显示器的结构示意图;
图7为本公开实施例提供的一种显示模组的示意图;
图8为本公开实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
下面对本公开实施例的应用场景进行解释:
图1为本公开实施例提供的一种VR设备的结构示意图,如图1所示,示例性地,VR设备例如VR眼镜,VR眼镜由微显示器、光学器件以及壳体构成,当然,可以理解的是,在在VR设备中,还包括处理器、控制器、传感器等其他零部件,图中不再示出。其中,图1中的微显示器可以为本公开实施例提供的硅基微显示器(即硅基OLED微显示器),硅基微显示器接收图像源后,通过OLED器件进行发光显示,光线通过光学器件(例如包括放大透镜)后,进入佩戴VR眼镜的用户的眼中,完成图像显示的过程。
在作为VR设备的显示器件的应用场景下,硅基微显示器上同时集成有OLED器件和驱动控制电路,减少了器件的外部连线,增加了可靠性,实现了轻量化。但同时,由于硅基微显示器上的集成电路多、密度大,导致了集成电路之间在设计位置上的限制。图2为现有技术中一种硅基微显示器的结构示意图,如图2所示,硅基微显示器包括硅基背板和OLED器件,其中,OLED器件沉积在活动区域。硅基背板和活动区域均为矩形,在硅基背板的底部区域,设置有驱动电路区域,驱动电路区域用于制作显示驱动电路。在器件安装区上方,设置活动区域。由图2可知,由于硅基背板下部需要设置驱动电路区域来制作显示驱动电路,因此,活动区域只能在驱动电路区域上方区域内设置,导致活动区域的尺寸被限制。
同时,在作为VR设备的显示器件的应用场景下,由于微显示器的发光面积很小,需要经过光学器件(例如通过透镜进行放大)后,才会投射到用户眼中,因此,微显示器活动区域的有效显示面积,会受到光学器件的限制,导致微显示器的活动区域的四个角部区域的OLED器件并不能提供有效显示,也即,活动区域的四个角部区域为无效显示区域。导致了背板空间的浪费。
为解决上述问题,本公开实施例提供了一种硅基微显示器,硅基微显示器包括硅基背板和OLED器件。示例性地,硅基背板也即驱动背板,以单晶硅材质构成,应用标准的CMOS工艺制作,形成硅基OLED微显需要的像素电路、行列驱动电路以及其他的功能电路。示例性地,硅基背板可以为硅基晶片(die),或者硅基面板(panel)。
硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,顶边、底边分别与侧边相连,底边与侧边相连形成底角。硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,OLED器件沉积于活动区域,具体地,示例性地,在CMOS电路的顶层金属中通常制作高反射的金属,作为OLED器件的阳极,OLED器件通常包括空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、半透明的顶电极。驱动电路区域用于制作显示驱动电路。示例性地,显示驱动电路例如为显示驱动芯片(Display Driver Integrated Circuit,DDIC)。显示驱动芯片通过刻蚀等方式制作在硅基背板上。
图3为本公开实施例提供的一种硅基微显示器的结构示意图,参考图3所示,其中,活动区域位于硅基背板的中部,且活动区域被设置为将距离底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,第一补充区域作为全部驱动电路区域。
参考图2所示的现有技术中的硅基微显示器的结构示意图,本实施例中驱动电路区域不再设置在硅基背板的底部,因此不会再限制活动区域的尺寸,活动区域竖向尺寸延伸到硅基背板的底部区域。同时,相比图2所示的矩形的活动区域,本实施例提供的活动区域为异形,即将距离底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,作为第一补充区域,第一补充区域位于矩形的硅基背板的两个底脚位置,将第一补充区域作为驱动电路区域实现显示驱动电路的制作。其中,第一预设范围可以通过预设尺寸来确定,例如,第一补充区域为三角形,可根据的预设的第一直角边边长和第二直角边边长,确定三角形的第一预设范围。上述具体地预设尺寸,可以根据光学器件的尺寸,以及光学器件与硅基微显示器的距离等因素来确定,此处不再赘述。
本实施例中,异形的活动区域为了将第一补充区域暴露出来,减少了硅基背板角部区域的覆盖面积,但是由于硅基背板角部区域的活动区域是无效显示区域,因此不会减少活动区域的有效显示面积,同时,由于驱动电路区域从硅基背板的底部移动至第一补充区域,活动区域的纵向尺寸(相比图2所示的现有技术方案)得到了增加。图4为本公开实施例提供的一种针对现有技术优化后的有效显示区域对比图,如图4所示,本公开实施例提供的异形的活动区域相比现有技术中矩形的活动区域,有效显示面积提高,减少了无效显示面积,充分利用了背板空间,提高硅基背板的空间利用率。
可选地,硅基背板的顶边与侧边相连形成顶角,活动区域被设置为将距离顶角第二预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离顶角第二预设范围内的硅基背板作为第二补充区域,当第一补充区域作为一部分驱动电路区域时,第二补充区域和第一补充区域作为驱动电路区域。
在一种可能的实现方式中,硅基背板上的活动区域为八边形,八边形的活动区域的长轴抵近硅基背板的顶边和底边,短轴抵近硅基背板的两个侧边。从而最大化活动区域的有效显示面积。相对于现有技术中矩形的活动区域,八边形的活动区域进一步地将距离顶角第二预设范围内的硅基背板暴露出来,图5为本公开实施例提供的另一种硅基微显示器的结构示意图,如图5所示,被暴露出来的距离顶角第二预设范围内的硅基背板作为第二补充区域,一方面,活动区域在顶角区域的面积减少,可以相应的减少沉积OLED器件的面积,减少工艺材料消耗,降低成本。可选地,另一方面,可以将驱动电路区域分散设置在第一补充区域和第二补充区域,从而减小第一补充区域和第二补充区域各自的面积,从而提高有效显示面积的冗余量,进一步提高活动区域的可视范围。
可选地,参考图5所示,活动区域除了为八边形外,还可以为菱形、六边形、十二边形等边数为偶数的对称多边形。此处不再一一举例赘述。
可选地,活动区域可以为椭圆形,其中,椭圆形活动区域的长轴距离和短轴是由光学器件的尺寸确定的。例如,活动区域长轴距离和短轴由光学透镜的透镜尺寸,以及光学透镜与硅基微显示器的距离确定。
可选地,驱动电路区域还包括活动区域的底部边缘与底边之间的间隔区域,间隔区域设置功能电路。示例性地,间隔区域中设置硅基背板管脚(Pad),即硅基背板管脚被加工至间隔区域内。硅基背板管脚是用于与其他电路进行数据交换的接口,通过在底部边缘与底边之间设置间隔区域,并在间隔区域制作硅基背板管脚,便于数据与外围电路的传输,充分利用背板空间。
可选地,底边与两个侧边连接,分别形成第一底角和第二底角,第一补充区域包括设置于第一底角处的第一子区域和设置于第二底角处的第二子区域,第一子区域和第二子区域两者之一用于设置伽马编码电路,两者另一用于设置电源管理电路。
图6为本公开实施例提供的再一个种硅基微显示器的结构示意图,如图6所示,活动区域为椭圆形,活动区域将硅基背板的第一子区域和第二子区域暴露,第一子区域位于第一底角处,第二子区域位于第二底角处,第一子区域内设置伽马编码电路(图中示为Gamma),第二子区域内设置电源管理电路(图中示为Power)。其中,伽马编码电路用于对图像进行伽马编码,伽马编码的目的是用来对人类视觉的特性进行补偿,从而根据人类对光线或者黑白的感知,最大化地利用表示黑白的数据位。电源管理电路包括电源管理模块以及电平转换模块,分别用于为硅基微显示器供电,以及进行电平转换。其中,伽马编码电路和电源管理电路的具体实现方式为现有技术,此处不再进行赘述。
可选地,伽马编码电路与活动区域的底部边缘之间,和/或,电源管理电路与活动区域的底部边缘之间,设置源驱动电路(Source Driver,图中示为SD)。示例性地,如图6所示,源驱动电路包括多个子电路,分布设置在活动区域底部外侧,源驱动电路用来驱动活动区域的行向控制信号。
其中,源驱动电路包括中包括以下至少一种:像素处理电路、像素缓存电路、逻辑电路、时序电路。源驱动电路的具体实现方式为本领域技术人员知晓的现有技术,此处不再赘述。
可选地,在活动区域的侧边缘与侧边之间设置阵列行驱动电路(Gate in Panel,图中示为GIP)。阵列行驱动电路需要设置在活动区域的两侧,通过活动区域的设计,使活动区域的侧边缘与侧边之间,预留一个空间,来实现设置阵列行驱动电路的制作,充分利用背板空间,提高器件整体集成密度。
需要说明的是,上述实施例只是驱动电路区域内显示驱动电路(DDIC)的一种可能的实现(主要涉及DDIC中模拟以及数模混合模块的实现),在此基础上,驱动电路区域内的显示驱动电路还可以包括用于实现其他功能的模块,例如用于实现数字功能的数字功能模块。该数字功能模块可以通过在驱动电路区域内通过另一个芯片实现并采用COF(chip onfilm)或者COC(chip on chip)的方式链接。此外,根据具体背板IC所选的工艺,若采用更高的制成(如55nm以下),图6下方的第一补充区域(包括第一子区域、第二子区域等)内,还可以集成更多的数字功能比如时序模块、逻辑控制模块,以及用于屏幕矫正补偿的图像处理模块,从而进一步的提高背板空间利用率,提高电路集成度。
图7为本公开实施例提供的一种显示模组的示意图,如图7所示,显示模组包括光学器件,以及如图3-图6任一实施例提供的硅基微显示器,其中,光学器件和硅基微显示器平行设置,光学器件位于硅基微显示器沉积有OLED器件的一侧。显示模组具有发射端,光学器件远离硅基微显示器的一侧,为显示模组的发射端。当硅基微显示器发光时,光线通过光学器件射向发射端,并由发射端向外射出,投射至用户眼中,完成图像显示的过程。
其中,示例性地,光学器件包括透镜。
可选地,透镜为在硅基微显示器上的投影轮廓为椭圆形,
可选地,透镜在硅基微显示器上的投影轮廓与硅基微显示器的活动区域的轮廓的轮廓形状相同。
本公开实施例提供的一种电子设备,包括如图3-图6任一实施例提供的硅基微显示器;或者,包括如图7所示的显示模组。
可选地,可选地,电子设备为VR头盔、VR眼镜等VR显示设备。
参考图8,其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备900的结构示意图,该电子设备900可以为终端设备或服务器。其中,终端设备可以包括但不限于诸如VR头显、移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(Personal Digital Assistant,简称PDA)、平板电脑(Portable Android Device,简称PAD)、便携式多媒体播放器(PortableMedia Player,简称PMP)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图8示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示,电子设备900可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)901,其可以根据存储在只读存储器(Read Only Memory,简称ROM)902中的程序或者从存储装置908加载到随机访问存储器(Random Access Memory,简称RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中,还存储有电子设备900操作所需的各种程序和数据。处理装置901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。
通常,以下装置可以连接至I/O接口905:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置906;包括如本申请实施例提供的硅基微显示器或显示组件、扬声器、振动器等的输出装置907;包括例如磁带、硬盘等的存储装置908;以及通信装置909。通信装置909可以允许电子设备900与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图8示出了具有各种装置的电子设备900,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
第一方面,根据本公开的一个或多个实施例,提供了一种硅基微显示器,包括:硅基背板和OLED器件;硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,顶边、底边分别与侧边相连,底边与侧边相连形成底角;硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,OLED器件沉积于活动区域,驱动电路区域用于制作显示驱动电路;其中,活动区域位于硅基背板的中部,且活动区域被设置为将距离底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,第一补充区域作为部分或全部驱动电路区域。
根据本公开的一个或多个实施例,顶边与侧边相连形成顶角,活动区域被设置为将距离顶角第二预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离顶角第二预设范围内的硅基背板作为第二补充区域,当第一补充区域作为一部分驱动电路区域时,第二补充区域和第一补充区域作为驱动电路区域。
根据本公开的一个或多个实施例,活动区域的形状为椭圆形、六边形、八边形、菱形中的任意一个。
根据本公开的一个或多个实施例,驱动电路区域还包括活动区域的底部边缘与底边之间的间隔区域。
根据本公开的一个或多个实施例,间隔区域中设置硅基背板管脚。
根据本公开的一个或多个实施例,底边与两个侧边连接,分别形成第一底角和第二底角,第一补充区域包括设置于第一底角处的第一子区域和设置于第二底角处的第二子区域,第一子区域和第二子区域两者之一用于设置伽马编码电路,两者另一用于设置电源管理电路。
根据本公开的一个或多个实施例,伽马编码电路与活动区域的底部边缘之间,和/或,电源管理电路与活动区域的底部边缘之间,设置源驱动电路。
根据本公开的一个或多个实施例,源驱动电路包括中包括以下至少一种:像素处理电路、像素缓存电路、逻辑电路、时序电路。
根据本公开的一个或多个实施例,活动区域的侧边缘与侧边之间设置阵列行驱动电路。
根据本公开的一个或多个实施例,硅基背板包括硅基晶片或硅基面板。
第二方面,根据本公开的一个或多个实施例,提供了一种显示模组,包括:包括光学器件和以上第一方面以及第一方面各种可能的设计的硅基微显示器,光学器件和硅基微显示器平行设置,光学器件位于硅基微显示器沉积有OLED器件的一侧。
第三方面,根据本公开的一个或多个实施例,提供了一种电子设备,包括:包括以上第一方面以及第一方面各种可能的设计的硅基微显示器。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本公开中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外,虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。同样地,虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题,但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反,上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (12)

1.一种硅基微显示器,其特征在于,包括:硅基背板和OLED器件;
所述硅基背板包括顶边、底边和相对设置的两个侧边,所述顶边、所述底边分别与所述侧边相连,所述底边与所述侧边相连形成底角;
所述硅基背板设置有活动区域和驱动电路区域,所述OLED器件沉积于所述活动区域,所述驱动电路区域用于制作显示驱动电路;
其中,所述活动区域位于所述硅基背板的中部,且所述活动区域被设置为将距离所述底角第一预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离所述底角第一预设范围的硅基背板作为第一补充区域,所述第一补充区域作为部分或全部所述驱动电路区域。
2.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述顶边与所述侧边相连形成顶角,所述活动区域被设置为将距离所述顶角第二预设范围内的硅基背板暴露出来,被暴露出来的距离所述顶角第二预设范围内的硅基背板作为第二补充区域,当所述第一补充区域作为一部分所述驱动电路区域时,所述第二补充区域和所述第一补充区域作为所述驱动电路区域。
3.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述活动区域的形状为椭圆形、六边形、八边形、菱形中的任意一个。
4.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述驱动电路区域还包括所述活动区域的底部边缘与所述底边之间的间隔区域。
5.根据权利要求4所述的硅基微显示器,其特征在于,所述间隔区域中设置硅基背板管脚。
6.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述底边与两个所述侧边连接,分别形成第一底角和第二底角,所述第一补充区域包括设置于所述第一底角处的第一子区域和设置于所述第二底角处的第二子区域,所述第一子区域和所述第二子区域两者之一用于设置伽马编码电路,两者另一用于设置电源管理电路。
7.根据权利要求6所述的硅基微显示器,其特征在于,所述伽马编码电路与所述活动区域的底部边缘之间,和/或,所述电源管理电路与所述活动区域的底部边缘之间,设置源驱动电路。
8.根据权利要求7所述的硅基微显示器,其特征在于,源驱动电路包括中包括以下至少一种:
像素处理电路、像素缓存电路、逻辑电路、时序电路。
9.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述活动区域的侧边缘与所述侧边之间设置阵列行驱动电路。
10.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述硅基背板包括硅基晶片或硅基面板。
11.一种显示模组,包括如权利要求1-10任一项所述的硅基微显示器和光学器件,所述光学器件和所述硅基微显示器平行设置,所述光学器件位于所述硅基微显示器沉积有OLED器件的一侧。
12.一种电子设备,包括如权利要求1-10任一项所述的硅基微显示器。
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