CN108461045A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种显示装置及其制造方法。所述显示装置包括：显示面板，所述显示面板包括相对的第一面和第二面；成像装置，位于所述显示面板的第二面；和光学结构，所述光学结构位于环境光依次穿过所述第一面和第二面进入到所述成像装置的光路上，并且配置成对至少部分环境光进行折射以绕过所述显示面板内的遮挡物入射到所述成像装置上。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其制造方法。

背景技术

诸如智能手机之类的显示装置的屏占比(Screen to Body Ratio，即显示装置的显示面板上显示区域与整个显示面板的比例)是关注的焦点。但是，显示面板的正面，通常除了显示屏幕(即显示面板上的显示区域)之外，还在显示面板的非显示区域设置电容式指纹传感器、听筒开孔、前置摄像头(和闪光灯)、距离和光线传感器等部件。这些因素影响了显示面板的屏占比。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种显示装置，包括：显示面板，所述显示面板包括相对的第一面和第二面；成像装置，位于所述显示面板的第二面；光学结构，所述光学结构位于环境光依次穿过所述第一面和第二面进入到所述成像装置的光路上，并且配置成对至少部分环境光进行折射以绕过所述显示面板内的遮挡物入射到所述成像装置上。

在一个实施例中，所述光学结构包括位于显示面板的第一面一侧的第一光学结构和位于显示面板的第二面一侧的第二光学结构。

在一个实施例中，所述第一光学结构包括光发散器件；所述第二光学结构包括光会聚器件。

在一个实施例中，所述光发散器件包括凹透镜阵列；所述光会聚器件包括凸透镜阵列。

在一个实施例中，所述显示面板中的遮挡物包括显示面板内的栅线和数据线；所述凹透镜阵列包括多个凹透镜，所述凸透镜阵列包括多个凸透镜，所述多个凹透镜和所述多个凸透镜一一对应设置并构成多对凹透镜-凸透镜对，其中每对凹透镜-凸透镜对设置成与所述显示面板内的栅线或数据线的位置对准。

在一个实施例中，每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜具有相同的焦点，且每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜的光学参数满足以下关系：

参数F1和D1分别表示所述凹透镜的焦距和孔径，参数D表示所述显示面板的厚度，参数F2和D2分别表示所述凸透镜的焦距和孔径；

所述凸透镜的孔径D2满足以下条件：d≤D2≤d+d1

其中参数d表示所述栅线或数据线的宽度，d1表示所述显示面板内与所述凹透镜-凸透镜对对应的像素区的宽度。

在一个实施例中，所述凹透镜的孔径D1为所述栅线或数据线的宽度d，所述凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜之间的距离为所述显示面板的厚度D。

在一个实施例中，每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜具有不相同的焦点，且每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜的光学参数满足以下关系：

a2＝F1+D，

其中，参数F1和D1分别表示所述凹透镜的焦距和孔径，参数F2和D2分别表示所述凸透镜的焦距和孔径，参数b2表示所述成像装置到所述凸透镜的距离，参数a2表示所述凹透镜-凸透镜对中的凸透镜到凹透镜的焦点的距离，参数D表示所述显示面板的厚度；

所述凸透镜的孔径满足以下条件：d≤D2≤d+d1

其中，参数d表示所述栅线或数据线的宽度，d1表示所述显示面板内与所述凹透镜-凸透镜对对应的像素区的宽度。

在一个实施例中，所述凹透镜的孔径D1为所述栅线或数据线的宽度d，所述凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜之间的距离为所述显示面板的厚度D。

在一个实施例中，所述成像装置对应的显示面板内的像素区至少部分地透过穿过第一面至第二面的环境光。

在一个实施例中，所述第一光学结构和第二光学结构中的至少一个为膜层形式，所述第一光学结构和第二光学结构中至少一个的膜层直接位于显示面板的表面上。

在一个实施例中，所述第一光学结构和第二光学结构中的至少一个的至少一部分包括柱状透镜和/或球形透镜。

在一个实施例中，所述显示面板的整个第一面全部用于图像显示。

根据本公开的另一个方面，提供了一种制造如上述实施例所述的显示装置的方法，包括：提供所述显示面板；将所述成像装置设置在所述显示面板的所述第二面上；在环境光依次穿过所述第一面和第二面进入到所述成像装置的光路上设置所述光学结构。

在一个实施例中，所述设置光学结构的步骤包括：在所述显示面板的第一面一侧设置凹透镜阵列并且在所述显示面板的第二面一侧设置凸透镜阵列。

在一个实施例中，所述凹透镜阵列和所述凸透镜阵列中的至少一个设置成膜层形式。

在一个实施例中，所述膜层形式的凹透镜阵列或凸透镜阵列集成在显示面板的膜层的制造过程中或直接覆盖在显示面板的第一面或第二面上。

附图说明

为了更清楚地说明本公开文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开文本的一些实施例，而非对本公开文本的限制，其中：

图1示出在的显示装置的结构的示意图；

图2A示出另一种显示装置的结构的侧视图；

图2B是图2A中的显示装置中的成像装置受到遮挡时产生图像损失的原理示意图；

图3A示出根据本公开的一个实施例的显示装置的侧视图；

图3B和图3C分别示出图3A中的第一光学结构和第二光学结构的具体示例的示意图；

图4A是根据本公开的一个实施例中对应于成像装置的像素结构的一部分的俯视示意图；

图4B是沿图4A中的线O-O’切割获得的对应于成像装置的像素结构的一部分的横截面示意图；

图5A是根据本公开的一个实施例的显示装置在成像装置成像时的光路图；

图5B是图5A中显示的显示装置上的光学结构与成像装置的几何关系示意图；

图6A是根据本公开的另一实施例的显示装置在成像装置成像时的光路图；以及

图6B是图6A中显示的显示装置上的光学结构与成像装置的几何关系示意图。

具体实施方式

为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当诸如层、膜、区域或衬底基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

随着对例如手机等显示装置的显示面板的屏占比的要求不断升高，希望显示装置的正面(显示区域所在的一个表面)绝大部分或甚至整个显示装置的正面都可以显示图像。这样，对位于显示装置的正面上的指纹传感器、听筒、距离传感器以及光线传感器都进行了改造，以提高屏占比。具体地，可以将电容式指纹传感器设置到显示装置的侧面或背面，这在一定程度上增加了屏占比。可以将听筒改为压电陶瓷式听筒放置在显示装置的后面。可以采用放置在显示装置后面的超声波距离传感器。可以将环境光传感器放置在终端边框顶部。上述的措施都在一定程度上有效地提升了显示装置的屏占比。

然而，前置摄像头和前置闪光灯的处理是改善显示装置的屏占比的最大的难点或比较难以改善的方面。作为一个解决方案，可以采用翻转式摄像头。具体地，一个摄像头兼顾自拍和拍摄风景。但是翻转式摄像头存在结构复杂、厚度大，需要手动地翻转、整机不美观等问题。

参见图1，示出了显示装置100的结构的示意图。在图1中示出的手机在此仅作为示例来说明本公开的发明构思，可以理解还可以采用其他形式的终端产品作为本公开的显示装置。采用对显示面板110进行异形切割的方法，在显示面板110的正面的顶部的非显示区域中上切割出一异形区域150，将3D前置摄像头120、听筒130、红外生物识别传感器组140等的一个或多个设置在该异形区域150中。对显示面板110采用异形切割将会造成视觉上美观程度不够，而且显示面板110的切割良率下降，大大增加了成本。

参见图2A，示出了另一种显示装置200的结构的侧视图。在图2A中，没有把显示面板进行异形切割，而是将显示面板210的正面全部设置成显示区域。在这种情况下，将通常放置在显示面板前面的非显示区域中的前置摄像头放置在显示面板的背面。但是显示面板内的诸如由栅线和数据线等金属线构成的金属网格将会对该后置的摄像头220拍照造成类似纱窗效应的问题。

具体参见图2B，示出图2A中的显示装置200中的成像装置(例如此时后置的摄像头)220受到上述的金属线或金属线的一部分遮挡时产生图像损失的原理示意图。来自于外部环境的环境光线201(由图中的带箭头的线示出)在射入到显示面板210中之后，将受到金属线(例如栅线或数据线)211的遮挡，从而造成位于显示面板210背面上的摄像头220对应区域上产生图像损失区221。如图2A所示，摄像头220仅在图像损失区221之外的区域上能够接收到环境光。因此，图2A和2B所显示的显示装置200的显示面板210内的金属线(例如栅线或数据线)211会遮挡来自外部环境的环境光的信息，造成摄像头220拍摄的图片信息存在缺失。

为了至少部分地解决上述不足，本公开的一个实施例提供了一种显示装置。该显示装置的显示面板包括相对的第一面和第二面。成像装置位于显示面板的第二面上。光学结构位于环境光依次穿过第一面和第二面进入到成像装置的光路上。并且该光学结构配置成对至少部分环境光进行折射以绕过显示面板内的遮挡物入射到成像装置上。

其中，第一面可以是面向环境光入射方向的面。例如显示面板面向为用户显示内容的一面，可以是显示面板的封装基板(如塑料或玻璃材质)的外侧面，可以是显示面板模组封装后的保护玻璃的外侧面等。

其中，第二面可以是背向环境光入射方向的面。例如显示面板背向为用户显示内容的一面的背板，可以是显示面板的阵列基板的衬底外侧面(即为远离封装基板的衬底表面，可以是塑料或玻璃材质)。

具体地，参见图3A，示出了根据本公开的一个实施例的显示装置300的侧视图。如图所示，该显示装置300包括显示面板310、成像装置320以及光学结构330、340。为了更加清楚地描述本公开的发明构思，在此处仅示出和描述了与本公开的发明构思相关的这些部件。显然，该显示装置300除了包含这些部件之外还可以包括诸如听筒、电路板、电容式指纹传感器、距离和光线传感器等相应的部件，并根据需要将它们设置在合适的位置上。例如：可以将电容式指纹传感器设置到显示装置的侧面或背面，这在一定程度上增加了屏占比。可以将听筒改为压电陶瓷式听筒放置在显示装置的后面。可以采用放置在显示装置后面的超声波距离传感器。可以将环境光传感器放置在终端边框顶部。

在一些实施例中，如图3A所示，显示面板310包括相对的第一面313和第二面314。选择显示面板310的显示区域所在的面或表面作为第一面313，与其相对的显示面板的另一面作为第二面314。成像装置320位于显示面板310的第二面314上。如上所述的，此处的成像装置320是指如上文所述的原本位于显示面板310的第一面313上的摄像头或其他成像装置(CCD、CMOS、红外成像元件或其它成像元件)。可以理解，该成像装置320不限于这样的应用，本领域技术人员还可以根据本公开的内容选择其他可替代的应用。

该光学结构330、340位于环境光依次穿过第一面311和第二面312进入到成像装置320的光路上，并且配置成对至少部分环境光进行折射以绕过显示面板内的遮挡物311、312(例如参见图4A所显示的栅线311或数据线312)入射到成像装置320上。

在一些实施例中，该光学结构330、340包括第一光学结构330和第二光学结构340。该第一光学结构330可以是光发散器件并且位于显示面板310的第一面313一侧，而第二光学结构340可以是光会聚器件并且位于显示面板的第二面314一侧。

第一光学结构330和第二光学结构340的位置不限于图3A所示的形式。在一些实施例中，第一光学结构330和第二光学结构340直接分别位于(例如集成在)显示面板310的第一面313和第二面314上。如下文根据成像装置320成像时的光路图以及相应的光学几何结构关系图所论述的，可以具体地根据成像装置320的关于成像的参数来设置第一光学结构330和第二光学结构340的位置。也就是说，图3A仅示出了一个特定的示例，即第一光学结构330和第二光学结构340恰好可以位于显示面板310的第一面313和第二面314上。本领域技术人员可以认识到，第一光学结构330还可以位于显示面板310的与阵列基板相对的对向基板的任何位置或任何层(例如黑矩阵或彩色滤光层所在的层)上，甚至是可以位于阵列基板上的适当位置(例如晶体管所在的层)处。同理，第二光学结构340除了可以根据需要位于阵列基板上的不同位置或层上之外，还可以位于对向基板的适当位置处。

在一些实施例中，第一光学结构330和第二光学结构340位于显示面板310的阵列基板或对向基板中的不同层，本领域技术人员可以在原有的工艺过程的基础上集成或增设制备第一光学结构330和第二光学340的工艺即可，无需进行过多的改造。因此本公开的显示装置300结构简单、且容易制造。

本公开所提供的显示装置300中的显示面板310可以是自发光显示面板，例如OLED(Organic Light Emitting Diodes，有机发光二极管)、QLED(Quantum Dot LightEmitting Diodes，量子点发光二极管)、MicroLED(Micro Light Emitting Diodes，微型发光二极管)、Mini LED(Mini Light Emitting Diodes，迷你型发光二极管)显示面板。可替代，也可以采用液晶显示面板等需要背光的显示面板，控制液晶显示面板中的背光模组发出的光不会覆盖将要入射到成像装置320的环境光。

参见图3B和图3C，分别示出图3A中的第一光学结构和第二光学结构的具体示例的示意图。在一些实施例中，第一光学结构330包括凹透镜阵列330’，第二光学结构340包括凸透镜阵列340’。此处需要说明的是，第一光学结构330和第二光学结构340除了是上述的凹透镜阵列或凸透镜阵列之外还可以是其他类型的光发散器件或光会聚器件，例如MEMS透镜器件。也就是说第一光学结构330和第二光学结构340不限于此处所述的凹透镜阵列330’或凸透镜阵列340’的形式。

在一些实施例中，凹透镜阵列330’可以包括多个凹透镜331。凸透镜阵列340’包括多个凸透镜341。多个凹透镜331和多个凸透镜341一一对应设置并构成多对凹透镜-凸透镜对。

在一些实施例中，显示面板310中的遮挡物包括显示面板310内的栅线311和数据线312(参见图4A)。每对凹透镜-凸透镜对设置成与显示面板310内的栅线311或数据线312的位置对准。

在一些实施例中，凹透镜-凸透镜对对应显示面板的局部位置呈阵列排布，例如相邻排布或离散排列。

图4A示出了根据本公开的一些实施例中对应于成像装置320的显示面板310内的像素结构316的一部分的俯视示意图。图4B示出了沿图4A中的线O-O’切割获得的对应于成像装置320的像素结构316的一部分的横截面示意图。需要注意的是，图4A仅示出了对应于成像装置320的显示面板310内的像素结构316的一部分的示意图，即由两条栅线311和四条数据线312构成的像素结构316，该像素结构316包括3个像素区315。

结合图2B所论述的并且参考图4A，成像装置320通常接收来自显示装置300外部的环境光，以实现成像的功能。也就是至少部分环境光要绕过显示面板310内的像素结构316中的栅线311和数据线312构成的金属线网格(即遮挡物)入射到成像装置320上。在一些实施例中，部分环境光还通过显示面板310内的像素结构316入射到成像装置320上。故在本公开的一些实施例中，将上述的显示面板310内对应于成像装置320的成像区域的像素结构316设置成部分透光的或该像素结构316自身发出的光不会干扰到环境光在成像装置320上进行成像或在成像时关闭该像素结构316的显示使得环境光部分的透过以增强成像装置的成像(例如，这样的像素结构是可透光的)。

例如，可以将图4A所示结构的左侧和右侧的两个像素区315设置成至少部分透射环境光，而中间的像素区315则设置成可以像正常的像素结构一样显示图像。可以根据需要灵活选择部分像素区显示图像，部分透射环境光。

例如，以OLED或QLED为例，通过掩模、光刻等工艺将显示面板310内的对应于成像装置320的成像区域的例如左右两侧的像素区315的像素设置成透射环境光。可以通过多种结构设计实现此目的。例如，在通过蒸镀或喷墨打印形成像素结构的工艺中，仅形成阴极层和阳极层而不形成发光层(也就是说在需要至少部分透射环境光的像素区域，其像素结构中不设置发光层)。这样，对应于成像装置320的成像区域的中间的像素区315能够根据需要显示图像或部分透过环境光入射到所述成像区域上，而左右两侧的像素区315能够根据需要使得环境光经过折射入射到所述成像区域上。

例如，以自发光显示面板为例，当用户希望使用成像装置320自由拍摄时，可以适应性地关闭成像装置320所对应的像素结构的显示像素，例如关闭全部或一部分显示像素。在一些实施例中，可以根据控制器的信号，指示关闭整个显示面板上的所有显示像素、关闭显示面板上与成像装置320对应的区域中的部分显示像素。在一些实施例中，可以根据上述的像素区315是否设置有对应的凹透镜和凸透镜而通过来自控制器的信号，关闭和开启该像素区315内的显示像素。

在一些实施例中，成像装置320包括一些具有光线波长选择性的成像元件(例如利用红外线成像，从而感知虹膜或形成黑白图像)，对应成像装置320的像素结构316中的像素结构的靠近成像装置320一侧的阴极层或阳极层具有波长选择性，以实现环境光可以在折射后绕过显示面板310内的遮挡物入射到成像装置320上。例如，通过设置红外滤光片或红外窄带滤波器允许红外线穿过而不允许其他光线穿过，以实现红外线成像。

如图4A所示，显示面板310内的遮挡物通常是由栅线311和数据线312构成的金属网格。因此，在一些实施例中，所述第一光学结构330包括凹透镜阵列330’而第二光学结构340包括凸透镜阵列340’。可以根据要求将成预定图案的凹透镜阵列或凸透镜阵列布置在对应于像素结构316中的栅线311或数据线312的位置处。例如，在左右两侧的像素区315的四周的栅线311或数据线312的对应位置处设置凹透镜-凸透镜对。

下文将结合本公开的实施例提供的两种不同的显示装置来说明如何设置第一光学结构330、第二光学结构340以及成像装置320，以及相关的成像原理。

再次参考图4A和4B，示出了像素区315的宽度为d1，而数据线312的宽度设定为d。尽管没有示出栅线311的宽度，但是在本示例中可以使得栅线311具有与数据线312相同的宽度d，以便于以类似的方式进行设置。当然，还可以将数据线312和栅线311设置成具有不同的宽度，但是在本示例中为了更加清楚地说明本公开的内容，将它们设置成具有相同的宽度。

在本示例中，将显示面板310中的遮挡物认为是显示面板310内的数据线312或栅线311(或它们一起形成的金属网格)作为示例，当然该遮挡物在另一些示例中还可以包括黑矩阵等其它的遮挡物。

参考图5A和5B分别示出了根据本公开的一个实施例的显示装置在成像装置成像时的光路图和图5A中显示的显示装置上的光学结构与成像装置的几何关系示意图。在图5A和5B中仅示出了凹透镜阵列330’中的一个凹透镜和凸透镜阵列340’中的一个凸透镜所构成的凹透镜-凸透镜对作为示例来进行说明。

在图5A中示出，来自外部环境的环境光(由带箭头的直线示出)首先入射到凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331上，之后该凹透镜331将这一部分环境光发散。这样就可以将这部分环境光的至少一部分绕过数据线312。之后通过凹透镜-凸透镜对中的凸透镜341的折射使它们会聚成与入射到凹透镜331上时相同的角度，并入射到成像装置320上。从图5A可以看出，图示出的这部分环境光，如果没有设置本公开的凹透镜-凸透镜对的话，这部分环境光将被数据线312遮挡住而不能入射到成像装置320上。

参考图5B，每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331和凸透镜341具有相同的焦点f。为了达到不影响显示效果的目的，所述每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜需要满足以下关系：

所述凸透镜的孔径D2满足以下条件：d≤D2≤d+d1 (2)。

其中，参数F1表示所述凹透镜的焦距，参数D1表示所述凹透镜的孔径，所述参数D表示所述显示面板310的厚度，所述参数F2和D2分别表示所述凸透镜的焦距和孔径。

另外，参数d表示栅线311或数据线312的宽度，d1表示显示面板310内与凹透镜-凸透镜对对应的像素区315的宽度。

在一些实施例中，凹透镜的孔径D1可以选择为栅线311或数据线312的宽度d。凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331和凸透镜341之间的距离可以选择为显示面板310的厚度D。

已知参数d、D以及凸透镜到成像装置320的距离b2的情况下，可以通过上述的公式(1)和(2)，求出凹透镜331和凸透镜341的孔径及焦距等参数。

具体地，在一个以500PPI手机的显示面板参数为例的示例中，D1可以取10μm，D取200μm，d1为像素区315的宽度，可以取50μm，即10μm≤D2≤60μm，取D2＝40μm，那么根据公式(1)，可知F1＝F2＝67μm。

图6A示出根据本公开的一些实施例的显示装置在成像装置成像时的光路图。图6B示出了图6A中显示的显示装置上的光学结构与成像装置的几何关系示意图。

图6A和6B中的凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331和凸透镜341设置成具有不同的焦点。即在图中仅示出了凹透镜331的焦点f1。与图5A和5B所显示的示例不同之处在于，通过将凹透镜331和凸透镜341设置成具有不同的焦点，来实现环境光在绕过数据线312之后能够被凸透镜341收拢或会聚以使环境光入射到成像装置320上更多的成像区域上或入射到更靠近对应的成像区域的中心处。在一些实施例中，通过调整凹透镜-凸透镜对中的透镜的参数，达到环境光入射到成像装置320的光路上没有任何遮挡物相同或基本上相同的成像效果。

如上所述，每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331和凸透镜341具有不相同的焦点，所述每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜的光学参数满足以下关系：

a2＝F1+D (4)，

其中，参数F1和D1分别表示凹透镜331的焦距和孔径，参数F2和D2分别表示凸透镜341的焦距和孔径，参数b2表示所述成像装置320到所述凸透镜341的距离，参数a2表示所述凹透镜-凸透镜对中的凸透镜341到凹透镜331的焦点f1的距离，参数D表示所述显示面板310的厚度。

所述凸透镜341的孔径D2满足以下条件：d≤D2≤d+d1

其中，参数d表示所述栅线311或数据线312的宽度，参数d1表示所述显示面板310内与所述凹透镜-凸透镜对对应的像素区315的宽度。

在一些实施例中，凹透镜331的孔径D1为所述栅线311或数据线312的宽度d，凹透镜-凸透镜对中的凹透镜331和凸透镜341之间的距离为显示面板310的厚度D。

根据上述的公式(3)、(4)和(5)，已知参数D1、D、b2和D2，可以求出F1和F2。

在以500PPI手机的显示面板的参数为例的示例中，D1可以取10μm，D取200μm，b2取50μm，d1为像素区315的宽度或开口区域，可以取50μm，即10μm≤D2≤60μm，取D2为40μm。

通过公式(5)可求得F1＝67μm，通过公式(3)&(4)可求得F2＝42μm，然后根据下述的透镜焦距公式进行计算。

在公式(6)中，参数F表示凹透镜或凸透镜的焦点，参数r表示曲率半径，参数n表示折射率。

根据公式(6)，已知透镜折射率即可求的曲率半径。

在一些实施例中，如果凹透镜331和凸透镜341的折射率为1.5，且通过上述可知，凹凸镜331和凸透镜341的焦距F1，F2已经求出，即可求得凹透镜331和凸透镜332的曲率半径分别为33.5μm，21μm。

通过图5A和5B的示例以及图6A和6B的示例可知，本公开的实施例中提供的第一光学结构330和第二光学结构340的位置根据不同的光学参数可以设置在显示面板的不同位置上，例如它们中的一个或两者设置成在显示面板内、在显示面板的表面上、或在显示面板的外面。

在一些实施例中，可以将第一光学结构330和/或第二光学结构340设置成膜层的形式，以便于集成到显示面板310的制作工艺中。例如凹透镜阵列或凸透镜阵列做成膜层的形式。在第一光学结构330和/或第二光学结构340为膜层的情况下，可以例如通过贴附或粘结以及其它固定方式将第一光学结构330和第二光学结构340形成于所选择的位置。例如可以将第一光学结构330和第二光学结构340直接设置或贴附在显示面板310的第一面313和第二面314上。

在一些实施例中第一光学结构330中的凹透镜阵列可以设置成至少部分地包括柱状透镜和/或球形透镜。相应地，第二光学结构340中的凸透镜阵列可以设置成至少部分地包括柱状透镜和/或球形透镜。

在一些实施例中，以手机或平板电脑的显示屏为例，在将听筒等其它装置都设置在显示装置的除第一面之外的其它位置上(例如边框)，本公开提供的显示装置的显示面板的整个第一面全部可以用于图像显示。

根据本公开的实施例，还提供了一种制造上述的显示装置的方法。

如图3A所示，根据本公开实施例的显示装置的制造方法包括：提供显示面板310，将成像装置320位于显示面板310的第二面314上，以及在环境光依次穿过第一面313和第二面314进入到成像装置320的光路上设置光学结构330、340。

另外，如上所述的，本公开实施例中的光学结构330、340包括第一光学结构330和第二光学结构340。第一光学结构330是光发散器件，而第二光学结构340是光会聚器件。在一些实施例中，第一光学结构330可以是凹透镜阵列330’，当然其还可以是一个尺寸较大的凹透镜或其它类型的光发散器件。类似地，第二光学结构340可以是凸透镜阵列340’，当然其还可以是一个尺寸较大的凸透镜或其它类型的光会聚器件。

在第一光学结构330是凹透镜阵列330’，第二光学结构340是凸透镜阵列340’，并且它们分别位于显示面板310的两侧时，所述设置光学结构330、340的步骤可以包括：在显示面板310的第一面313一侧设置凹透镜阵列330’并且在显示面板310的第二面314一侧设置凸透镜阵列340’。在一些实施例中，凹透镜阵列330’和凸透镜阵列340’中的至少一个设置成膜层形式。例如，可以通过掩模和蚀刻等工艺在一个膜层中形成凹透镜阵列330’和凸透镜阵列340’，并将它们设置在期望的位置处。

在图3A中示出，在一些实施例中，可以将凹透镜阵列330’和凸透镜阵列340’恰好布置在显示面板310的第一面313和第二面314上。此时，可以将成所述膜层形式的凹透镜阵列330’或凸透镜阵列340’直接覆盖在显示面板310的第一面313或第二面314上，例如贴覆或粘结在第一面313或第二面314上。

在一些实施例中，将凹透镜阵列330’和凸透镜阵列340’布置在显示面板310内的膜层中，在显示面板的制造过程中将凹透镜阵列330’和凸透镜阵列340’分别集成在显示面板310的膜层结构中。

在本公开实施例提供的显示装置以及制造该显示装置的方法中，通过在显示面板的第一面和第二面一侧设置光学结构的技术手段，解决了显示面板内的金属线(栅线或数据线)会遮挡外部环境光线的信息，造成前置摄像头拍摄的图片信息有缺失的技术问题。在其他实施例中，光学结构包括第一光学结构和第二光学结构。第一光学结构和第二光学结构分别为凹透镜和凸透镜阵列，形状与遮光的金属线的位置一致，且为柱状透镜。这样，通过选择不同的透镜参数可以实现显示面板内的金属网格不能遮挡全部环境信息的技术效果。

上述实施例仅例示性的说明了本公开的原理及构造，而非用于限制本公开，本领域的技术人员应明白，在不偏离本公开的总体构思的情况下，对本公开所作的任何改变和改进都在本公开的范围内。本公开的保护范围，应如本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板包括相对的第一面和第二面；

成像装置，位于所述显示面板的第二面上；

光学结构，所述光学结构位于环境光依次穿过所述第一面和第二面进入到所述成像装置的光路上，并且配置成对至少部分环境光进行折射以绕过所述显示面板内的遮挡物入射到所述成像装置上。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述光学结构包括位于显示面板的第一面一侧的第一光学结构和位于显示面板的第二面一侧的第二光学结构。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第一光学结构包括光发散器件；所述第二光学结构包括光会聚器件。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述光发散器件包括凹透镜阵列；所述光会聚器件包括凸透镜阵列。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中

所述显示面板中的遮挡物包括显示面板内的栅线和数据线；

所述凹透镜阵列包括多个凹透镜，所述凸透镜阵列包括多个凸透镜，所述多个凹透镜和所述多个凸透镜一一对应设置并构成多对凹透镜-凸透镜对，

其中每对凹透镜-凸透镜对设置成与所述显示面板内的栅线或数据线的位置对准。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其中每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜具有相同的焦点，且每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜的光学参数满足以下关系：

参数F1和D1分别表示所述凹透镜的焦距和孔径，参数D表示所述显示面板的厚度，参数F2和D2分别表示所述凸透镜的焦距和孔径；

所述凸透镜的孔径D2满足以下条件：d≤D2≤d+d1

其中参数d表示所述栅线或数据线的宽度，d1表示所述显示面板内与所述凹透镜-凸透镜对对应的像素区的宽度。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述凹透镜的孔径D1为所述栅线或数据线的宽度d，所述凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜之间的距离为所述显示面板的厚度D。

8.根据权利要求5所述的显示装置，其中每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜具有不相同的焦点，且每对凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜的光学参数满足以下关系：

a2＝F1+D，

其中，参数F1和D1分别表示所述凹透镜的焦距和孔径，参数F2和D2分别表示所述凸透镜的焦距和孔径，参数b2表示所述成像装置到所述凸透镜的距离，参数a2表示所述凹透镜-凸透镜对中的凸透镜到凹透镜的焦点的距离，参数D表示所述显示面板的厚度；

所述凸透镜的孔径满足以下条件：d≤D2≤d+d1

其中，参数d表示所述栅线或数据线的宽度，d1表示所述显示面板内与所述凹透镜-凸透镜对对应的像素区的宽度。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述凹透镜的孔径D1为所述栅线或数据线的宽度d，所述凹透镜-凸透镜对中的凹透镜和凸透镜之间的距离为所述显示面板的厚度D。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的显示装置，其中，所述成像装置对应的显示面板内的像素区至少部分地透过穿过第一面至第二面的环境光。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的显示装置，其中所述第一光学结构和第二光学结构中的至少一个为膜层形式；所述第一光学结构和第二光学结构中至少一个的膜层直接位于显示面板的第一面或第二面上。

12.根据权利要求1-9中任一项所述的显示装置，其中所述第一光学结构和第二光学结构中的至少一个的至少一部分包括柱状透镜和/或球形透镜。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的显示装置，其中所述显示面板的整个第一面全部用于图像显示。

14.一种制造如权利要求1所述的显示装置的方法，包括：

提供所述显示面板；

将所述成像装置设置在所述显示面板的所述第二面上；

在环境光依次穿过所述第一面和第二面进入到所述成像装置的光路上设置所述光学结构。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述设置光学结构的步骤包括：

在所述显示面板的第一面一侧设置凹透镜阵列并且在所述显示面板的第二面一侧设置凸透镜阵列，其中所述凹透镜阵列和所述凸透镜阵列中的至少一个设置成膜层形式；所述膜层形式的凹透镜阵列或凸透镜阵列集成在显示面板的膜层的制造过程中或直接覆盖在显示面板的第一面或第二面上。