CN107167945B - 显示装置与移动电子终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示装置以及移动电子终端。所述显示装置包括显示面板、第一开口以及图像获取模组。所述显示面板所述显示面板包括的正对设置的对向基板与阵列基板，其中，所述对向基板与所述阵列基板在对应图像显示区的位置设置有多个像素单元。所述第一开口对应像素单元的位置所述第一开口至少贯穿所述阵列基板。所述图像获取模组，容置于所述第一开口中，且所述开口全部容置该图像火球模组，所述图像获取模组自所述对向基板获取摄取图像的光线。

Description

显示装置与移动电子终端
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种提高屏占比的显示技术。
背景技术
摄像头(Camera)又称为电脑相机、电脑眼等，它作为一种图像或者视频输入设备，被广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的成熟并大量用于摄像头的制造上，通信双方彼此可以通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通，另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像、影音处理，在人们的生活和工作中发挥越来越重要的作用。
目前的摄像头技术已普遍应用于显示设备终端领域，例如手机、笔记本以及家用/商用电视领域，显示设备正面的摄像头一般设置于液晶面板外部的边框上，如此显示设备至少需要在其周边位置预留摄像头的位置，且安装摄像头的位置是无法进行图像显示的，由此将导致安装有摄像头的显示设备无法满足使用者对显示设备窄边框甚至无边框显示屏的应用需求，也即是导致显示设备的屏占比无法获得提高。
发明内容
为解决前述技术问题，本发明提供一种屏占比较大的显示装置。
进一步，提供一种包括前述显示装置的移动电子终端。
一种显示装置，包括显示面板、第一开口以及图像获取模组。所述显示面板所述显示面板包括的正对设置的对向基板与阵列基板，其中，所述对向基板与所述阵列基板在对应图像显示区的位置设置有多个像素单元。所述第一开口对应像素单元的位置所述第一开口至少贯穿所述阵列基板。所述图像获取模组，容置于所述第一开口中，且所述开口全部容置该图像火球模组，所述图像获取模组自所述对向基板获取摄取图像的光线。
一种移动电子装置，包括前述显示装置。
相较于现有技术，本发明中图像获取模组均设置于显示面板中显示区的位置，从而能够有效降低非显示区的面积，提高显示装置中显示区的比例，也即是提高屏占比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例所述的显示装置的平面结构示意图。
图2为图1所示显示装置沿II-II线的截面结构示意图。
图3为如图2所示图像获取单元的结构示意图。
图4为本发明第二实施例中显示装置的截面结构示意图。
图5为如图4所示一变更实施例中显示介质层作为第二光学镜片的光路结构示意图。
图6为控制如图5所示图像获取模组的控制驱动电路框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图1-2，其中，图1为本发明第一实施例中显示装置的平面结构示意图，图2为如图1所示沿II-II线的截面结构示意图。
如图1-2所示，显示装置10包括显示面板11与图像获取模组13。
其中，显示面板11对应包括用作图像显示的显示区10a与用作导电线设置的走线区10b，其中，显示区10a设置有多个矩阵排列的像素单元101，像素单元101通过走线(图未示)与驱动电路电性连接，并从驱动电路获取图像显示数据从而进行图像显示。走线区10b对应采用遮光材料进行遮蔽，并不进行图像显示。图像获取模组13对应显示区部分容置于所述显示面板11中。
具体地，显示面板11包括阵列基板111、显示介质层112以及对向基板113，其中，显示介质层112夹设于所述阵列基板111与对向基板113之间。本实施例中，阵列基板111与对向基板113均由透明的材质构成。所述显示介质层112为液晶分子层构成。当然，可变更地，显示介质层112还可以由有机发光材料(Organic Light-Emitting Diode、OLED)、等离子体等，并不以此为限。
其中，阵列基板111包括相对的第一表面1111与第二表面1112，其中，第一表面1111较第二表面1112临近所述对向基板113，也即是第一表面111临近所述显示介质层112设置。阵列基板111的第一表面1111对应每一个像素单元101设置有显示元件114，所述显示元件114可为薄膜晶体管、像素电极等。
对向基板113包括相对的第三表面1131与第四表面1132，其中，第三表面1131较第四表面1132临近所述阵列基板111，也即是第三标1131临近所述显示介质层112设置。
对向基板113的第三表面1131对应显示元件114设置有滤光元件115等，当然，对向基板113还可以设置有公共电极层，所述公共电极层与阵列基板中的像素电极配合产生垂直电场驱动显示介质层112中的液晶分子产生旋转，进而达到进行图像显示的目的。当然可变更地，公共电极层也可以直接设置于阵列基板111上，公共电极层与像素电极配合形成平行电场驱动显示介质层112中的液晶分子产生旋转。
显示面板11对应像素单元101的显示区与中包括第一开口102，具体地，所述第一开口102整体贯穿所述阵列基板111，换句话说，第一开口102沿着显示面板11厚度方向自第二表面1112贯穿至第一表面1111。其中，为便于说明，所述厚度方向为标示定义为第一方向F，所以第一方向F分别包括相反方向的第一子向f1与第二子向f2。可以理解，所示第一子向f1即为显示面板11图像显示用光线的出光方向，也即是图像显示用光线自依次自阵列基板111、显示介质层112传输至对向基板113并且自对向基板113出射的方向；第二子向f2为外界光线传输至显示面板11的方向，也即是光线自外界依次自对向基板113进入显示介质层112以及阵列基板111。
所述第一开口102全部填充容置图像获取模组13，也即是图像获取模组13阵列基板111的第二表面1112放置入所述第一开口102中，直至图像获取模组13顶端与阵列基板111的第一表面1111平齐。图像获取模组13自显示介质层112以及对向基板113获取自第二子向f2传输的光线，以用作图像获取用。
较佳地，显示装置10还包括中空的密封容置体14，密封容置体14贯穿所述第一开口102并分别抵接于所述对向基板113与阵列基板111，其用于容置并固定所述图像获取模组13，以及密封显示装置10显示区10a中除第一开口102之外的显示介质层112，防止显示介质层112自第一开口102泄露。
具体地，密封容置体14包括环形且沿着显示面板厚度方向延伸的侧壁141，所述环形的侧壁141形成中空的空腔142。图像获取模组13固定于所述空腔142中，所述侧壁141包括相对的两端，其中一端抵接于所述对向基板113的第三表面1131，另外一端抵接于阵列基板111的第一表面1111上，从而有效密封所述对应第一开102口之外的所述显示介质层112，防止所述显示介质层112自所述第一开口102泄露。
对应地，阵列基板111的第一表面1111对应第一开口102的位置设置有限位槽1113，对向基板113的第三表面1131对应第一开口的位置设置有限位槽1133。其中，两个限位槽1113、1133的形状与侧壁的形状相同。由此，显示面板11组装时，密封容置体14的侧壁141的两端分别抵接于所述两个限位槽1113、1133中。
较佳地，密封容置体14的侧壁141抵接于所述对向基板与所述阵列基板的两端设置有遮光材料，可变更地，限位槽1113、1133可以设置有遮光材料，从而有效防止显示面板10漏光。
可变更地，密封容置体14侧壁141对应阵列基板111的侧的一端可与第二表面1112平齐，从而便于密封容置体14安装放置于所述第一开口102上。
较佳地，对向基板113在第二表面1132上还设置有触控感应层15，所述触控感应层15用于感测显示面板11外部的触摸操作。所述触控感应层15可以为单层感应结构或者双层感应结构。另外，触控感应层15也可以设置于对向基板113的第一表面1131上，形成In Cell架构。
请参阅图3，其为如图1所示图像获取模组13的功能结构示意图。
如图3所示，图像获取模组13包括承载基底131、图像感测单元132、光线过滤元件133、光学镜片134、图像数据处理单元135以及封装壳体136。其中，图像感测单元132与光学镜片134设置于承载基底131上。光学镜片134用于获取显示面板11外的光线，并且形成光学图像传输至光线过滤元件133，以实现镜头(Lens)的功效。
光线过滤元件133设置于图像感测单元132上，用于针对进入图像获取模组13的光线进行滤色。图像感测单元132用于将经过滤色处理后的光线转换为电信号，也即是将光信号转换为电信号。图像传感单元132可以为电荷耦合器件(CCD，Charge Couple Device)或者是互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)器件。
图像数据处理单元135依据图像感测单元132输出的对应光学图像的电信号进行降噪、放大、数字图像转换等处理。本实施例中，图像数据处理单元135包括数模转换器(A/D)、数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)以及压缩编码处理器等，其中，数模转换器用于将光学图像的电信号转换为数字图像信号。数字信号处理器主要对数字图像信号参数进行优化处理。压缩编码处理器主要用于针对经优化处理后的数字图像信号依据规则进行编码压缩，以便于保证信号的正确传输。
封装壳体136用于至少部分包覆所述承载基底131、图像感测单元132、光线过滤元件133光学镜片134以及图像数据处理单元135，以固定和保护前述元件。
较佳地，图像感测模组13还包括多个信号传输端13a，所述信号传输端13a与所述图像数据处理单元135电性连接，用于将其处理后的图像信号通过对应的导线13b传输至外部电路。其中，信号传输端13a穿透承载基底131与图像数据处理单元135电性连接。
可变更地，当图像感测模组13的一端与第二表面1112平齐时，所述导线13b可以直接连接至阵列基板111，从而通过阵列基板111上的导电线路连接至外部电路，或者所述多个信号传输端13a直接与阵列基板111上的导电线路电性连接，从而简化图像感测模组13与外部电路的连接线路。
本实施例中，图像获取模组13为摄像机(camera)或者红外成像仪。可以理解，图像获取模组13也需要包括常见的中央处理器(CPU)、内存(RAM)和闪存(Flash)等，本实施例不再赘述。
请参阅图4，其中，图4为本发明第二实施例中显示装置的截面结构示意图。本实施例中，显示装置20与显示装置10结构基本相同，区别在于显示装置20中第一开口202的结构不同于第一开口102，第一开口202并未完全贯穿阵列基板211。另外，显示装置20中对向基板213对应图像获取模组23还设置有光学元件，以便于图像获取模组23能过获取效果更佳的图像。
具体地，如图4所示，第一开口202仍然对应设置于显示面板21的显示区20a，也即是第一开口202对应设置有像素单元201的区域设置。
所述第一开口202为在阵列基板211上形成的开口位于第二表面2112的凹槽，也即是第一开口202仅延伸入部分阵列基板211，并未完全贯穿阵列基板211。其中，第二开口202与阵列基板211的第一表面2111之间间隔一定距离，并保留部分阵列基板211材料。
进一步，正对于阵列基板211第一开口202，对向基板213包括第二开口203，所述第二开口203延伸入部分对向基板213，并未完全贯穿对向基板213，也即是第二开口203为在对向基板213上形成的开口位于第二表面2132的凹槽，且第二开口203与对向基板213的第一表面2131之间间隔一定距离，保留有部分对向基板213材料。
第一光学元件22设置于所述第二开口203中，并且通过第二开口203固定于所述对向基板213中。所述第一光学元件22用于为汇聚光线以提供给所述图像获取模组23，以提高图像获取模组23的光线采样利用以及图像显示效果。其中，第一光学元件22可以通过透明的胶粘剂固定于所述第二开口203中。当然，可变更地，第一光学元件22可以与对向基板213一体成型。
请参阅图5，其为如图4所示一变更实施例中显示介质层312作为第二光学镜片32的光路结构示意图。本实施例中，显示介质层32为液晶分子层。所述液晶分子层形成“平面型”液晶透镜，其利用液晶分子双折射特性以及随电场分布变化排列特性而让光束汇聚或者发散，从而实现光学透镜的功效。
为便于说明，定义三维立体坐标，也即是相互垂直的X、Y、Z坐标，其中，X方向定义为第一方向，Y方向定义为第二方向，Z方向定义为第三方向。
具体地，针对第一像素区域301a，液晶分子呈在XZ平面形成钝角的偏转角，从而自对向基板311入射的第一光线L1向图像获取模组33。
针对第二像素区域301b，液晶分子呈在XZ平面形成锐角的偏转角，从而自对向基板311入射的第一光线L2向图像获取模组33。
针对第三像素区域301c，液晶分子在XY平面形成90度的偏转角，从而使得自对向基板311入射的第一光线L3向图像获取模组33。
由此可见，显示介质层32能够有效将自对向基板313入射的光线进行有效汇聚，并且将汇聚的光线传输至图像获取模组，有效增加了图像获取模组33的光线利用率，以提高图像的显示效果。
请参阅图6，其为用于控制如5所示图像获取模组33的控制驱动电路框图。具体地，请参阅6，控制驱动电路50包括检测单元51、控制单元53以及驱动单元55。
其中，检测单元51用于检测图像获取模组33是否启动，并且当检测到图像获取模组33启动时，检测单元51输出第一检测信号至控制单元53。
控制单元53分别电性连接检测单元51与驱动单元55，用于子检测单元51接收所述第一检测信号，并且依据第一检测信号输出驱动信号至驱动单元55。
驱动单元55电性连接所述第一像素单元301a、第二像素单元301b以及第三像素单元301c，当驱动单元55接收到所述驱动信号时分别输出对应控制第一驱动信号、第二驱动信号以及第三驱动信号至第一像素单元301a、第二像素单元301b以及第三像素单元301c，以控制第一开口302对应的由显示介质层312(液晶分子层)构成的第二光学镜片32将光线汇聚传输至图像获取模组33。
驱动单元55包括数据驱动单元551、扫描驱动单元552公共电压驱动单元553，其中，像素单元301分别与所述数据驱动单元551、扫描驱动单元552公共电压驱动单元553，数据驱动单元552用于输出数据电压至像素单元301；扫描驱动单元552用于控制像素单元301开启并接受数据电压；公共电压驱动单元553用于为像素单元301提供公共电压。
每一个像素单元301中均包括有像素电极3011与公共电极3012，其中，像素电极3011用于加载数据电压，公共电极3012用于加载公共电压，像素电极3011加载的数据电压与公共弄电极3012加载的公共电压配合产生电场驱动液晶分子产生如图4所示的偏转角度，从而实现第二光学镜片32的光线汇聚功效。
可以理解，驱动单元55独立于显示面板31的数据驱动电路、扫描驱动电路以及公共电压驱动电路驱动第二光学镜片32实现光学镜头的作用。由此，当检测单元51未检测到图像获取单元33启动，驱动单元55则并无需输出对应的数据、扫描以及公共电压驱动信号至第二光学镜片32。第二光学镜片32则接受正常的图像数据与显示面板31其他显示区(图未示)配合进行完整图像显示。
前述实施例中，显示装置10、20可以应用于移动电子装置中，所述移动电子装置可以为手机、笔记本电脑或者平板电脑等，并不以此为限。
相较于现有技术，本发明中图像获取模组13-33均设置于显示面板11-31中显示区10a的位置，从而能够有效降低非显示区的面积，提高显示装置10-30中显示区的比例，也即是提高屏占比。
进一步，通过利用显示面板内的显示介质形成光学镜片，从而有效提高图像获取模组的图像获取效果。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，所述显示面板包括的正对设置的对向基板与阵列基板，所述对向基板与所述阵列基板在对应图像显示区的位置设置有多个像素单元；
第一开口，对应像素单元的位置所述第一开口至少贯穿所述阵列基板，其中，所述对向基板与所述阵列基板设置有透明显示介质层，对应所述第一开口的位置未设置有显示介质；
中空的密封容置体，贯穿所述第一开口并抵接于所述对向基板；
图像获取模组，全部容置于所述第一开口中，所述图像获取模组容置于所述密封容置体内，所述图像获取模组自所述对向基板获取摄取图像的光线，其中，所述图像获取模组至少包括多个信号传输端，所述信号传输端用于将图像获取模组内部对应摄取图像的光线的图像信号通过导线传输至外部电路，所述图像获取模组的一端与所述阵列基板远离所述对向基板的表面平齐，所述导线直接连接至阵列基板，并且通过所述阵列基板上的导电线路连接至外部电路。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述密封容置体包括环形且沿着显示面板厚度方向延伸的侧壁，所述侧壁形成中空的空腔，所述图像获取模组固定于所述空腔中，所述侧壁一端抵接于所述对向基板，所述侧壁用于密封所述对应第一开口之外的所述显示介质层，防止所述显示介质层自所述第一开口泄露。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述侧壁另一端抵接于所述阵列基板临近所述对向基板的一侧。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板临近所述对向基板的一侧以及所述对向基板邻近所述阵列一侧对应第一开口的位置分别设置有限位槽，所述限位槽的形状与所述侧壁的形状相同，所述侧壁的两端分别抵接于两个所述限位槽内。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述侧壁抵接于所述对向基板与所述阵列基板的两端设置有遮光材料，防止所述显示面板漏光。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述对向基板设置有触控感测层，用于感测触摸操作。
7.一种移动电子终端，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的显示装置。
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