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熱管理

（映維網(wǎng)Nweon?2023年09月12日）對于XR一體機，散熱是一個重要的問題。在名為“Micro-oled display module thermal management”的專利申請中，Meta就介紹了Micro?OLED顯示模塊的熱管理系統(tǒng)。

在一個實施例中，所述熱管理系統(tǒng)可以配置為管理電子設(shè)備組件的溫度，同時為所述電子設(shè)備提供結(jié)構(gòu)支撐。例如，可以將熱管理系統(tǒng)配置為直接從Micro OLED顯示面板或其他電子元件吸取熱能，從而降低Micro OLED顯示面板的溫度。

Micro OLED顯示面板產(chǎn)生的熱量可以通過被動冷卻方法和/或主動冷卻方法來減輕。熱管理系統(tǒng)可配置一個系統(tǒng)風(fēng)扇，并用于從Micro OLED顯示面板上吸取熱能。系統(tǒng)風(fēng)扇為擴展現(xiàn)實頭顯提供氣流，從而散發(fā)Micro OLED顯示面板產(chǎn)生的熱量。

系統(tǒng)風(fēng)扇可配置為從所述頭顯的第一側(cè)抽吸空氣，引導(dǎo)空氣流過所述熱框架，并將空氣通風(fēng)口排出，從而降低熱設(shè)備溫度?？梢赃M(jìn)一步在電子元件設(shè)置帶有熱管的散熱器，以從Micro OLED顯示面板散熱。

熱管理系統(tǒng)可以包括熱結(jié)構(gòu)，并形成一個u形的散熱器。u型散熱器可包括與Micro OLED顯示面板接觸的底板、與電子元件接觸的頂板、以及將Micro OLED顯示面板電耦合到電子元件的電連接器。所述底板和所述頂板可包括導(dǎo)熱材料。

底板可包括擴展表面，覆蓋所述Micro OLED顯示面板并配置為將熱量從所述Micro OLED顯示面板傳導(dǎo)出去。擴展表面允許使用系統(tǒng)風(fēng)扇提供的低空氣速度來冷卻Micro OLED顯示面板。

頂板表面可包括多個散熱片，并可以配置成與所述系統(tǒng)風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流方向近似對齊的角度。頂板可進(jìn)一步包括配置為中斷電子元件的導(dǎo)電路徑的空隙。一個或多個其他散熱組件可以包括在u形散熱器中，從而進(jìn)一步幫助散熱。

在一個實施例中，u形散熱器可包括配置為將熱量從底板傳導(dǎo)到頂板的熱通道。熱通道可由導(dǎo)電材料制成。例如，導(dǎo)電材料可以包括石墨包裹的泡沫。熱通道可以配置為u型散熱器提供額外的結(jié)構(gòu)支持。u形散熱器的頂板和/或電連接器的表面可以貼在石墨片之上。所述石墨片可以具有高導(dǎo)熱性，并且可以配置為從所述石墨片周圍的結(jié)構(gòu)消散熱量。

可在頂板和底板之間設(shè)置例如由陶瓷材料、塑料材料等制成的墊片。所述墊片可以調(diào)節(jié)u型散熱器內(nèi)的氣流，并且可以實質(zhì)上抑制u型散熱器排出的空氣重新進(jìn)入u型散熱器。

熱管理系統(tǒng)可以包括配置為主動冷卻Micro OLED顯示面板的集成風(fēng)扇。集成風(fēng)扇可以夾在Micro OLED顯示面板和電子元件之間。Micro OLED顯示面板通過電連接器電耦合到電子元件之上。電氣連接處可布置在一體化風(fēng)機附近。

在一個實施例中，可將多個電連接器布置在與集成風(fēng)扇相鄰的位置。所述多個電連接器可將多個電子元件電耦合到Micro OLED顯示面板。

可在電子元件上設(shè)置石墨片。所述石墨片可配置為延伸所述電連接器的冷卻表面，并可為所述電連接器提供均勻的溫度分布。集成風(fēng)扇可以將高速空氣局部聚焦到Micro OLED顯示面板，并且可以在減輕Micro OLED顯示面板產(chǎn)生的熱量時提供更多的控制。

在至少一個實施例中，所述集成風(fēng)扇可包括至少一個鼓風(fēng)機。所述集成風(fēng)扇可包括至少兩個鼓風(fēng)機。所述鼓風(fēng)機可包括壓電風(fēng)扇、多風(fēng)扇或微型交叉流風(fēng)扇中的至少一個。所述集成風(fēng)扇可包括設(shè)置在Micro OLED顯示面板和所述電子元件之間的一個或多個散熱片。一個或多個散熱片可以形成夾在Micro OLED顯示面板和電子元件之間的散熱通道。

散熱器通道可以增加空氣速度并提供增加的表面積。集成風(fēng)扇可以配置為將空氣通過散熱器通道并將排出的空氣向上推至電子元件。所述集成風(fēng)扇可包括夾在Micro OLED顯示面板和電子元件之間的墊片，例如塑料墊片、陶瓷墊片等。所述隔離器可配置為基本上阻止排出的空氣重新進(jìn)入所述集成風(fēng)扇。

在至少一個實施例中，熱管理系統(tǒng)可包括設(shè)置在Micro OLED顯示面板的風(fēng)道。當(dāng)空氣流過風(fēng)道時，風(fēng)道可以冷卻顯示面板。柔性PCB可以在保持電氣連接的同時將電子元件與Micro OLED顯示面板熱解耦。柔性PCB可以包裹在風(fēng)道上，使得風(fēng)道夾在電子元件和Micro OLED顯示面板之間。

在至少一個示例中，第一風(fēng)管可包括配置為通過第一風(fēng)管循環(huán)空氣的第一橫流風(fēng)扇，并且第二風(fēng)管可包括配置為通過第二風(fēng)管循環(huán)空氣的第二橫流風(fēng)扇。

圖2示出熱管理系統(tǒng)的示例組件。電子元件202可以包括顯示驅(qū)動集成電路DDIC，DDIC電耦合到位于透鏡結(jié)構(gòu)106后面的Micro OLED顯示面板204。

可以將散熱器206和熱管208熱耦合到DDIC。散熱片206和熱管208可以減輕電子元件產(chǎn)生的熱量，使得熱量遠(yuǎn)離Micro OLED顯示面板204。

在一個實施例中，DDIC可設(shè)置在頂板210之上。頂板可包括散熱片212和空隙214。散熱片212可以配置成與系統(tǒng)風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流方向近似對齊的角。散熱片212的角度可以減少周圍氣流速度的損失，并且由于有角度的翅片212保持高氣流速度而有效地冷卻翅片。所述空隙214從所述頂板210的表面電中斷所述DDIC。

圖3示出包括熱管理系統(tǒng)示例結(jié)構(gòu)300。熱管理系統(tǒng)可以包括u形散熱器302。u型散熱器302包括與Micro OLED顯示面板204接觸的底板304、與電子元件202接觸的頂板210、以及將Micro OLED顯示面板204電耦合到電子元件202的電連接器306。

所述電連接器306可以是圍繞頂板和底板折疊并形成u形結(jié)構(gòu)的柔性PCB。底板304和頂板210可以由一種或多種材料制成，包括導(dǎo)熱材料，例如鋁、鎂、鈦、導(dǎo)電陶瓷和/或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

結(jié)構(gòu)300包括在佩戴所述電子頭顯100時面向用戶眼睛的主透鏡308和副透鏡310。在所述實施例中，Micro OLED顯示面板204面對夾在Micro OLED顯示面板204和副透鏡310之間的主透鏡308。

Micro OLED顯示面板在高于40°C的工作溫度下會退化，而這個溫度要遠(yuǎn)低于Micro OLED顯示面板周圍組件的工作溫度，例如在高達(dá)70°C的溫度下工作的電子組件202。

在一個實施例中，u形散熱器302散發(fā)熱量，從而在頭顯運行時在顯示結(jié)構(gòu)中形成溫度梯度。例如，副透鏡310可保持在低于約30℃，主透鏡308可保持在低于約35℃，Micro OLED顯示面板204可保持在低于約40℃，電子元件202可保持在約45℃至約70℃之間。

圖4示出包括熱管理系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)300。熱管理系統(tǒng)包括u形散熱器302。可在所述電子元件202設(shè)置散熱器206和熱管208。

散熱器206和熱管208可配置為使所述電子元件202產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)離Micro OLED顯示面板204?？梢栽趗形散熱器302內(nèi)部和頂板210與底板304之間設(shè)置熱通道402。Micro OLED顯示面板204產(chǎn)生的熱量傳遞到底板304，并通過熱通道402傳遞到頂板210。

圖5示出示例熱管理系統(tǒng)。所述熱管理系統(tǒng)可包括散熱片206和熱管208。熱管208設(shè)置在所述電子元件202之上。散熱片206和熱管208將所述電子元件202產(chǎn)生的熱量從所述Micro OLED顯示面板204吸走。

圖6示出示例熱管理系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)可以包括u形散熱器302。u形散熱器包括頂板210、底板304和圍繞頂板和底板折疊的電連接器306。

所述電子元件202安裝在電連接器306上并電耦合于所述Micro OLED顯示面板204。電子元件202為DDIC并控制所述Micro OLED顯示面板204。所述頂板和底板之間設(shè)置有熱通道，并配置為將熱量從所述底板304傳遞到所述頂板210。

另外，熱通道可以包括支撐404，從而為u形散熱器提供結(jié)構(gòu)支撐。石墨片502設(shè)置在電連接器306之上。石墨片具有高導(dǎo)熱性，可以吸收周圍結(jié)構(gòu)的熱量。

圖7示出包括熱管理系統(tǒng)的示例顯示結(jié)構(gòu)。熱管理系統(tǒng)包括夾在電子元件202和Micro OLED顯示面板204之間的集成風(fēng)扇702。電連接器306圍繞所述集成風(fēng)扇702折疊以將所述電子元件電耦合至所述Micro OLED顯示面板204。

集成風(fēng)扇702可以包括或耦合到設(shè)置在電子元件202和Micro OLED顯示面板204之間的間隔器504。間隔器504可以配置為防止由集成風(fēng)扇702排出的空氣重新進(jìn)入集成風(fēng)扇702。

所述集成風(fēng)扇702包括至少一個鼓風(fēng)機，例如一個壓電風(fēng)扇，一個多風(fēng)扇，一個微型橫流風(fēng)扇等。所述集成風(fēng)扇702可通過高速吸入空氣并將高速空氣引導(dǎo)至Micro OLED顯示面板204的受熱表面，從而主動冷卻Micro OLED顯示面板204。高速空氣可從集成風(fēng)扇702排出。

圖8展示了一個集成風(fēng)扇。集成風(fēng)扇702夾在Micro OLED顯示面板204和電子元件202之間。電連接器306可以圍繞集成風(fēng)扇702折疊，并且可以將電子部件202電耦合到NMicro OLED顯示面板204。集成風(fēng)扇702包括鼓風(fēng)機（未示出）和一個或多個結(jié)構(gòu)802，例如與鼓風(fēng)機相鄰的間隔件。

圖9示出了圖8中所示的熱管理系統(tǒng)的分解視圖。熱管理系統(tǒng)包括安裝在電連接器306的電子部件202。集成風(fēng)扇702包括風(fēng)扇殼體902、鼓風(fēng)機904和與鼓風(fēng)機904相鄰的結(jié)構(gòu)802。

圖10示出包括示例熱管理系統(tǒng)的顯示結(jié)構(gòu)1000。電子元件202可通過電連接器306電耦合到Micro OLED顯示面板204(。在所示實施例中，集成風(fēng)扇702位于Micro OLED顯示面板204和兩個電子元件202之間。所述電子元件202安裝在相應(yīng)的電連接器306之上，并且所述電連接器306圍繞集成風(fēng)扇702折疊。

所述集成風(fēng)扇702包括風(fēng)扇外殼902和鼓風(fēng)機904。在所述鼓風(fēng)機904周圍形成多個散熱片1002。多個散熱片1002夾在電子元件202和Micro OLED顯示面板204之間，并形成散熱通道1004。在運行過程中，散熱器通道1004增加空氣速度，并提供更大的表面積，以與快速移動的空氣交換熱量。所述集成風(fēng)扇702配置為將空氣通過所述散熱器通道1004并將排出的空氣向上推至所述電子元件202。

圖11示出如圖10所示的顯示結(jié)構(gòu)1000。顯示結(jié)構(gòu)1000包括兩個電子元件202和兩個電連接器306(。電子元件202通過電連接器306電耦合到Micro OLED顯示面板204。在所示的實施例中，集成風(fēng)扇702位于Micro OLED顯示面板204和兩個電子元件202之間。所述電子元件202安裝在電連接器306之上。所述電連接器306圍繞所述集成風(fēng)扇702折疊。

所述集成風(fēng)扇702包括風(fēng)扇外殼902和鼓風(fēng)機。在鼓風(fēng)機周圍形成多個散熱片1002。多個散熱片1002夾在電子元件202和Micro OLED顯示面板204之間，形成散熱通道1004。在運行過程中，散熱器通道1004可以提高空氣速度，并提供更大的表面積，以與快速流動的空氣交換熱量。所述集成風(fēng)扇702配置為將空氣通過所述散熱器通道1004并將排出的空氣向上推至所述電子元件202。

圖12示出集成風(fēng)扇1200。集成風(fēng)扇1200可以表示集成風(fēng)扇702。如圖所示，集成風(fēng)扇1200包括鼓風(fēng)機904。鼓風(fēng)機904可以包括壓電風(fēng)扇、多風(fēng)扇或微型交叉流風(fēng)扇中的至少一個。所述集成風(fēng)扇1200包括形成散熱通道1008的多個散熱片1006。

圖13示出了包括示例熱管理系統(tǒng)的顯示結(jié)構(gòu)1300。每個電子元件202通過電連接器306電耦合到Micro OLED顯示面板204。集成風(fēng)扇702設(shè)置在Micro OLED顯示面板204和兩個電子元件202中的每一個之間。每個集成風(fēng)扇702可包括鼓風(fēng)機，鼓風(fēng)機可以布置成橫流結(jié)構(gòu)。所述顯示結(jié)構(gòu)1300可包括一個或多個間隔片504和/或間隔片1302，從而限制由鼓風(fēng)機排出的空氣重新進(jìn)入所述集成風(fēng)扇702。

圖14示出包括熱管理系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)1400。熱管理系統(tǒng)可以包括風(fēng)管1402。在各種示例中，風(fēng)道1402包括與Micro OLED顯示面板204接觸的底板1404，與電子元件202接觸的頂板1406，以及將頂板1406與底板1404耦合的第一面1408和第二面1410。

在示例中，電連接器306將Micro OLED顯示面板204電耦合到電子元件202。電連接器306以包括圍繞風(fēng)道1402的頂板1406和底板1404折疊的柔性PCB。底板1404和頂板1406可以由一種或多種材料制成，包括導(dǎo)熱材料，例如鋁、鎂和鈦等金屬、導(dǎo)電陶瓷、石墨材料和/或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

圖15示出包括熱管理系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)1500。風(fēng)管1402可以與向風(fēng)管提供氣流1502的風(fēng)扇集成。

圖16示出用于Micro OLED顯示模塊的熱管理示例組件，其中省略了顯示外殼和熱管理系統(tǒng)。圖16示出了將Micro OLED顯示面板1604與電子元件1606電耦合的電子連接器1602。

在所示示例中，電子連接器1602可以是剛性印刷電路板，其中與前面的示例不同，電子連接器1602和Micro OLED顯示面板1604可以配置在同一平面之上。石墨片1608可以應(yīng)用于Micro OLED顯示面板1604，從而幫助散熱。

圖17示出具有顯示外殼和熱管理系統(tǒng)的示例性頭顯。

頭顯1700可包括與各自的第一熱管理系統(tǒng)104a和第二熱管理系統(tǒng)104b間隔的第一系統(tǒng)風(fēng)扇1702a和第二系統(tǒng)風(fēng)扇1702b。

頭顯1700可包括第一進(jìn)氣通道1704a和第二進(jìn)氣通道1704b，以及第一排氣通道1706a和第二排氣通道1706b。

所述第一系統(tǒng)風(fēng)扇1702a可配置為通過所述第一進(jìn)氣通道1704a抽取空氣，進(jìn)入所述第一熱管理系統(tǒng) 104。然后可以將來自第一熱管理系統(tǒng)104a的空氣引導(dǎo)到第一系統(tǒng)風(fēng)扇1702a，并通過第一排氣通道1706a推出設(shè)備。

第二系統(tǒng)風(fēng)扇1702b可以與第一系統(tǒng)風(fēng)扇1702a相同的方式配置，并分別具有第二進(jìn)氣通道1704b和第二排氣通道1706b。

相關(guān)專利：Meta Patent | Micro-oled display module thermal management

https://patent.nweon.com/29631

相關(guān)專利：Meta Patent | Micro-oled display module thermal management

https://patent.nweon.com/29633

名為“Micro-oled display module thermal management”的Meta專利申請最初在2022年1月提交，并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。

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