一种微显示器系统及其实现方法与流程

本发明属于电子显示领域，更具体而言，本发明涉及一种微显示器系统及其实现方法。

背景技术：

随着物联网、大数据和人工智能的发展，越来越多的物体被连接在一起，在极大方便人类的日常生活的同时，也带来了新的风险。在物-物相连的同时，如果其中一个物体发生异常，可以通过远程控制系统获取信息，从而进行相应处理。然而，这个发生异常的物体有可能是自身通讯系统出错或者是被黑客攻击，而发送的错误信息，在这种情况下有必要进行现场勘查、判断。但是，如何得知现场物体的位置和物体发生的问题，是一个仍有待于解决的问题。

因此，本领域中需要一种系统来实现对这些信息的可视化。

技术实现要素：

在第一方面，本发明提供了一种用于监视被连接物体的微显示器系统，所述微显示器系统包括衬底和位于所述衬底之上的显示层；

设置在所述衬底和所述显示层之间的显示驱动电路与所述显示层组成微显示器，所述微显示器用于显示被连接物体的状态；

在所述衬底和所述显示层之间还设置有传感器、iot无线通讯芯片和储电装置，所述传感器用于监测被连接物体的状况，所述iot无线通讯芯片采用iot通讯协议，实现物-物相连，并且用于传送信息，所述储电装置用于向所述微显示器系统供电；

所述微显示器系统还包括发电装置，所述发电装置用于向所述储电装置充电，或者向所述微显示器系统供电，或者向所述微显示器系统供电。

在一个实施方案中，在所述衬底和所述显示层之间还设置有存储器和微处理器，用于存储和处理数据。

在一个实施方案中，所述微处理器集成nfc近场通信芯片。

在一个实施方案中，储电装置、发电装置、传感器、显示驱动电路在所述衬底和所述显示层之间分层布置。

在一个实施方案中，所述储电装置是全固态电池，所述发电装置是太阳能电池。

在一个实施方案中，由iot无线通讯芯片通过iot通讯协议传递信息到云端处理器，通过数据处理中心，例如云端处理器进行数据分析(包括大数据分析)。

在一个实施方案中，所述发电装置在所述衬底和所述显示层之间。

在一个实施方案中，所述储电装置是微电池。

在一个实施方案中，所述衬底为柔性或刚性衬底。

在一个实施方案中，所述衬底为柔性或刚性电池。

在一个实施方案中，所述衬底为单晶硅衬底。

在一个实施方案中，所述传感器芯片选自如下的一种或多种气压传感器芯片、声音传感器芯片、重力传感器芯片、压力传感器芯片、生物传感器芯片、湿度传感器芯片、温度传感器芯片、气体传感器芯片(有毒气体检测)、液体传感器芯片等。例如，所述传感器是mems传感器。

在一个实施方案中，所述微显示器系统还包括扬声器。

在一个实施方案中，利用近场通信开启所述微显示器和/或扬声器，使得工作人员快速发现。

在一个实施方案中，在所述衬底上采用半导体工艺集成所述微显示器系统的部件。在另一个实施方案中，所述微显示器系统的部分部件贴合于所述微显示器之外，其他部件半导体工艺集成于所述衬底上。例如，在所述衬底上采用半导体工艺集成除所述发电装置之外的所述微显示器系统的其他部件，所述发电装置以可开闭的方式贴合于所述微显示器之外，所述发电装置闭状态覆盖所述显示层，开状态暴露所述显示层。再例如，所述微电池和太阳能电池采用贴合(bonding)的方式集成在系统中。

在第二方面，本发明还提供了一种制备本发明第一方面的微显示器系统的方法，所述方法包括：用半导体工艺从衬底开始逐层制作所述微显示器系统的部件，所述部件包括储电装置、发电装置、传感器、iot无线通讯芯片、显示驱动电路和显示层。

在一个实施方案中，在所述衬底上首先制作储电装置和发电装置，再制作其他部件。

在一个实施方案中，所述部件中的两个或多个可以处于同一层面。

在一个实施方案中，所述储电装置是微电池例如全固态电池，所述发电装置是太阳能电池。

在一个实施方案中，所述部件还包括存储器和微处理器，用于存储和处理数据。

在一个实施方案中，所述传感器芯片选自如下的一种或多种：气压传感器芯片、声音传感器芯片、重力传感器芯片、压力传感器芯片、生物传感器芯片、湿度传感器芯片、温度传感器芯片、气体传感器芯片(有毒气体检测)、液体传感器芯片等。例如，所述传感器是mems传感器。

在一个实施方案中，所述微显示器系统还包括扬声器。

在一个实施方案中，在所述衬底上采用半导体工艺集成所述微显示器系统的部件。在另一个实施方案中，所述微显示器系统的部分部件贴合于所述微显示器之外，其他部件半导体工艺集成于所述衬底上。例如，在所述衬底上采用半导体工艺集成除所述发电装置之外的所述微显示器系统的其他部件，所述发电装置以可开闭的方式贴合于所述微显示器之外，所述发电装置闭状态覆盖所述显示层，开状态暴露所述显示层。再例如，所述微电池和太阳能电池采用贴合(bonding)的方式集成在系统中。

在第三方面，本发明提供了本发明第一方面的微显示器系统用于监视被连接物体的方法，

所述微显示器系统包括衬底和位于所述衬底之上的显示层；

设置在所述衬底和所述显示层之间的显示驱动电路与所述显示层组成微显示器，所述微显示器用于显示被连接物体的状态；

在所述衬底和所述显示层之间还设置有传感器、iot无线通讯芯片和储电装置，所述传感器用于监测被连接物体的状况，所述iot无线通讯芯片采用iot通讯协议，实现物-物相连，并且用于传送信息，所述储电装置用于向所述微显示器系统供电；

所述微显示器系统还包括发电装置，所述发电装置用于向所述储电装置充电，或者向所述微显示器系统供电，或者向所述微显示器系统供电；

所述微显示器系统贴合于每个被监测物体上，所述被监测物体通过所述iot无线通讯芯片采用iot通讯协议通讯，

所述方法包括：

(1)所述发电装置维持所述微显示器系统供电，并对所述储电装置充电，在所述发电装置不工作或发电量不足时对所述微显示器系统供电；

(2)所述微显示器系统的传感器对环境进行实时监测，在出现探测数据异常时，将数据传输至数据处理中心；

(3)在出现探测数据异常时，所述微显示器系统通过所述iot无线通讯芯片采用iot通讯协议与周围具有同样传感器的微显示系统通讯，指示这些具有同样传感器的微显示系统将传感器的数据传输至数据处理中心；

(4)数据处理中心通过这些数据判断问题所在；

(5)对于出现问题的物体，检修人员利用近场通信与所述微显示系统联系，所述微显示器系统接受所述数据处理中心传回的周围具有同样传感器的微显示系统的传感器的数据，在所述微显示器系统的微显示器上显示，供检修人员查看。

在一个实施方案中，所述数据处理中心传回的周围具有同样传感器的微显示系统的传感器的数据是动态数据。

在一个实施方案中，所述微显示器系统还包括扬声器。

在一个实施方案中，利用近场通信开启所述微显示器和/或扬声器，使得工作人员快速发现。

在一个实施方案中，所述微显示器和/或扬声器的信号强度与数据异常的程度成比例。

在一个实施方案中，在所述衬底和所述显示层之间还设置有所述微显示器系统还包括存储器和微处理器，全部或部分发挥所述数据处理中心的作用。

在一个实施方案中，在所述衬底上采用半导体工艺集成所述微显示器系统的部件。在另一个实施方案中，所述微显示器系统的部分部件贴合于所述微显示器之外，其他部件半导体工艺集成于所述衬底上。例如，在所述衬底上采用半导体工艺集成除所述发电装置之外的所述微显示器系统的其他部件，所述发电装置以可开闭的方式贴合于所述微显示器之外，所述发电装置闭状态覆盖所述显示层，开状态暴露所述显示层。再例如，所述微电池和太阳能电池采用贴合(bonding)的方式集成在系统中。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1是微显示器各部分工作原理示意图。

图2是根据一个实施方案的微显示器制作工艺流程。

图3是根据另一个实施方案的微显示器制作工艺流程。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。下面通过具体的实施例对本发明的内容说明。

在本发明中，所述微处理器可以集成nfc近场通信芯片，在被连接的物体发生问题需要在现场唤醒显示器时，对显示器进行唤醒，可采用带有nfc近场通信功能的手持式、穿戴式装置唤醒显示器。显示器只有在需要时才被唤醒，从而实现低功耗。所述微显示器系统接受所述数据处理中心传回的周围具有同样传感器的微显示系统的传感器的数据。

在本发明中，所述微处理器分析处理从所述传感器收到的信息，由云端处理器传送反馈信息和指令给所述微处理器，所述微处理器控制相关部件进行相应的动作。

在本发明中，微电池是全固态电池，通过半导体工艺集成在衬底上，或者贴合于或外挂于所述微显示器之外。

在本发明中，衬底可以是硅片、蓝宝石、不锈钢或pe等材料。

在本发明中，微电池和太阳能电池优选采用贴合的方式集成在系统中；或者在所述衬底上首先采用半导体集成储电装置和发电装置，再集成其他部件。这是因为微电池和太阳能电池的半导体工艺制造中，需要高温制程，有可能损害显示器和传感器等器件。

在本发明中，所述微显示器可以为amoled、lcos、microled、qled、tft-lcd、lcd、fed、eink等。所述微显示器可以是刚性，也可以是柔性、可折叠、可弯曲。硅基amoled使用单晶硅作为衬底，在单晶硅上使用半导体工艺制作显示驱动电路，后用蒸发工艺制作oled显示层。所述微显示器可以集成扬声音发生装置，用于预警和报警。所述微显示器可作为光源使用，在需要现场检测时，用作光预警、报警，以便于检修人员或者机器发现。

在本发明中，显示驱动电路可以是a-sitft、ltps、htps、oxidetft、driveic等。

在本发明中，所述传感器对整个微显示系统进行监测，可以及时发现所述微显示系统失效的部件，并传送给所述微处理器，同时通过所述iot无线通讯芯片传送到数据处理中心，例如云端服务器。所述传感器芯片可用半导体制造工艺制作，在制作显示驱动电路的同时可以集成某些传感器功能，比如气压、声音、重力、压力、生物、湿度、温度、气体(有毒气体检测)、液体等。所述传感器芯片可以实现单个功能，或者多个功能。例如，所述传感器是mems传感器。

在本发明中，所述储能装置可以是可充电全固态薄膜电池、超级电容或其他柔性电池。全固态薄膜锂电池采用pvd工艺，可以在制作显示驱动电路或传感器的同时制作。

在本发明中，所述发电装置可以是热电发电、太阳能电池、弱光敏感电池等。

在本发明中，无线通讯芯片、存储和微处理器是控制和存储系统：驱动ic、nfc等无线通讯芯片，用于收集传感器信息至存储器。

在本发明中，本发明将微显示器集成于被连接的物体，从而解决了现场检测可以方便快捷的获取物体的信息。本发明的微显示器可以集成于以下装置：灯具、家用电器、机械设备、桥梁、眼镜、穿戴设备等。

本发明的微显示器和传感器、微型处理器、微型电池(一次性或可充电)集成在一起。微显示器平时不工作，以降低功耗，只有在需要的时候激活，激活方法：nfc(nearfieldcommunication)近场通信。

在本发明中，在所述发电装置是光发电电池，例如太阳能电池，所述发电装置以可开闭的方式贴合于或外挂所述微显示器之外。在替换的实施方案中，采用贴合的方式集成在系统中时，可以采用透明衬底，只要暴露光发电电池使得其能够工作即可。

在本发明中，硅基amoled微显示器系统实现方法：因为硅基amoled使用单晶硅作为衬底，在单晶硅上使用半导体工艺制作驱动电路，后用蒸发工艺制作oled显示层。传感器芯片可用半导体制造工艺制作，所以在制作驱动电路的同时可以集成某些传感器功能，比如气压、声音、重力、压力、生物、湿度、温度、气体(有毒气体检测)、液体。可以实现单个功能，或者多个功能。同时，全固态薄膜锂电池采用pvd工艺，可以同时制作。nfc芯片集成，以便于显示器的唤醒。此显示系统不用独立的操作系统和存储器，一切基于云计算和存储。所以还要集成无线通讯芯片。

在本发明中，显示器优选只有在需要时，才可以被唤醒，从而实现低功耗。集成扬声器，用于预警和报警。微显示器可以成为照明光源使用，用作光预警，报警装置。所述声光用于对微显示器系统进行发现，利用近场通信开启所述微显示器和/或扬声器，使得工作人员快速发现。这对于物体密度大的区域和移动物体的发现很重要。

本发明的微显示器系统的集成方法：

1.在单晶硅上直接制作传感器、电池和nfc，再制作oled驱动电路；

2.将传感器、nfc、电池、通信芯片采用半导体工艺集成于微显示器上。

根据图2，在一个实施例中给出了微显示器制作工艺流程，所述工艺流程包括：

1)衬底准备：衬底为柔性或刚性衬底；

2)装配储电装置：在衬底上采用半导体工艺集成微电池，并预留电极引线，以便于连接显示器驱动电路；

3)微显示器驱动电路制作：lptstft、asitft、oxidetft、显示驱动芯片制作、传感器制作；

4)发光材料制作：oled、fed、eink、microled、lcd；

5)传感器制作：采用半导体工艺制作，集成传感器；

6)无线通讯芯片、存储和微处理器：存储器和微处理器、iot无线通讯芯片；

7)封装：集成柔性或刚性太阳能电池、集成染料敏化电池、集成弱光发电电池、集成热电发电电池。

此工艺流程图流向只是示意图，并不代表必须按照这个流向进行，其中各个工艺步骤可以根据实际情况，采用半导体工艺集成、贴合、外挂、整合到其他工艺步骤中。

根据图3，在一个实施例中给出了微显示器制作工艺流程，所述工艺流程包括：

1)衬底准备：柔性或刚性太阳能电池、柔性或刚性染料敏化电池、柔性或刚性弱光发电电池、柔性或刚性热电发电电池；

2)装配储电装置：在衬底上采用半导体工艺集成微电池，并预留电极引线，以便于连接显示器驱动电路；

3)微显示器驱动电路制作：lptstft、asitft、oxidetft、显示驱动芯片制作、传感器制作；

4)发光材料制作：oled、fed、eink、microled、lcd；

5)传感器制作：采用半导体工艺制作，集成传感器；

6)无线通讯芯片、存储和微处理器：存储器和微处理器、iot无线通讯芯片；

7)封装。

此工艺流程图流向只是示意图，并不代表必须按照这个流向进行，其中各个工艺步骤可以根据实际情况，采用半导体工艺或者bonding、外挂，整合到其他工艺步骤中。

根据本发明的微显示器的用于监视被连接物体的方法过程如下：

(1)所述发电装置维持所述微显示器系统供电，并对所述储电装置充电，在所述发电装置不工作或发电量补足时对所述微显示器系统供电；

(2)所述微显示器系统的传感器对环境进行实时监测，在出现探测数据异常时，将数据传输至数据处理中心；

(3)在出现探测数据异常时，所述微显示器系统通过所述iot无线通讯芯片采用iot通讯协议与周围具有同样传感器的微显示系统通讯，指示这些具有同样传感器的微显示系统将传感器的数据传输至数据处理中心，例如云计算中心；

(4)数据处理中心通过这些数据判断问题所在；

(5)对于出现问题的物体，检修人员利用近场通信与所述微显示系统联系，所述微显示器系统接受数据处理中心传回的周围具有同样传感器的微显示系统将传感器的数据，在所述微显示器系统的微显示器上显示，供检修人员查看。

例如所述被监测物体上安装有包括热传感器的微显示系统，用于监测过热的物体。例如，对于运输中的物体出现过热的情况，本发明的微显示系统可以迅速发现过热的物体，并对周围物体的情况进行排查，发现导致过热的原因，及时进行排除。

在一个实施方案中，所述发电装置以可开闭的方式贴合于所述微显示器之外，闭状态覆盖所述显示层，开状态暴露所述显示层。这样，在平时所述发电装置例如太阳能电池无遮拦，方便接收光源，而且对所述微显示器具有保护作用；在使用时，维修人员翻开所述太阳能电池即可暴露所述微显示器，进行检修。

在一个实施方案中，所述微显示器和/或扬声器的信号强度与数据异常的程度成比例。这样，对于多个物体进行监测时，可以根据信号的强度迅速发现异常中心点。

必须说明的是，除了上述实施方式以外，本发明当然还有很多其他的实施方式，这里披露的本发明的说明和实践仅是示例性说明，以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。