CN110632798B - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备，其具有彼此相对的显示侧与背侧，且包括第一、第二基板，显示介质，第一、第二框胶以及相机模块。第一、第二基板分别具有第一、第二透光区域，且分别包括第一、第二基材。第一透光区域对应于第二透光区域。第二基板设置于第一基板上。第二框胶围绕出容置空间。容置空间对应于第一、第二透光区域。相机模块包括光学成像镜头。光学成像镜头由显示侧至背侧沿光轴依序包括第一、第二透镜。第一透镜设置于第一基材与第二基材中的一者的邻近于显示介质的一表面上且设置于容置空间内。

Description

显示设备
技术领域
本发明涉及一种显示设备，且特别是一种有关于设有相机模块的显示设备。
背景技术
随着科技的进步，手机已经广泛地用于生活中的各种产品。并且，随着多元化应用的出现，消费者对于手机便携性的需求也更为强烈。因此，手机发展的方向是往轻薄的方向发展。
在一般的手机中，通常会设置前置相机来实现使用者对于自拍或实时影像通讯的需求，而其制作方式通常是会在屏幕的主动区内挖设孔洞，并使相机对应设置于孔洞处，以使相机收光，从而使手机实现照相功能。但是，挖设孔洞的方式需要机械钻孔，易使基板破裂，并且，钻孔的过程中也会衍生机械应力的问题，导致制造良率下降。
发明内容
本发明提供一种显示设备，其具有良好的制造良率以及较薄的厚度。
在本发明的一实施例中提供一种显示设备，其具有彼此相对的显示侧与背侧。显示设备包括第一基板、第二基板、显示介质、第一框胶、第二框胶以及相机模块。第一基板具有第一透光区域，且包括第一基材。第二基板与第一基板相对设置，且具有第二透光区域。第二基板包括第二基材。第一透光区域对应于第二透光区域。显示介质设置于第一基板与第二基板之间。第一框胶围绕显示介质，且位于第一基板与第二基板之间。第二框胶位于第一框胶内且位于第一基板与第二基板之间。第二框胶围绕出容置空间。容置空间对应于第一透光区域以及第二透光区域。相机模块包括光学成像镜头。光学成像镜头由显示侧至背侧沿一光轴依序包括第一透镜与第二透镜。第一透镜设置于第一基材与第二基材中的一者的邻近于显示介质的表面上且设置于容置空间内。第二透镜设置于背侧。
基于上述，在本发明实施例的显示设备中，由于第一、第二基板分别具有第一、第二透光区域，此二透光区域有利于使相机模块收光，既可以实现使用者对照相的需求，亦避免了现有技术在基板挖设孔洞的做法，大幅地降低基板破裂的机率，因此显示设备具有较高的制造良率。并且，光学成像镜头的至少一透镜设置于位于两基板之间的容置空间中，因此位于两基板外的透镜设置片数可以有效地降低。因此，显示设备可具有较薄的厚度，有利于薄型化的发展。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的一实施例的一种显示设备的俯视示意图。
图1B是图1A中剖面A-A’的剖面示意图。
图1C是光学成像镜头中的透镜的焦距与中心厚度的关系图。
图2至图5为本发明不同实施例的显示设备的剖面示意图。
图中：
100、100a～100d：显示设备
110：第一基板
112：第一基材
114：绝缘层
116：钝化层
120：第二基板
122：第二基材
124：彩色滤光层
126：覆盖层
130：显示介质
140：第一框胶
150：第二框胶
160：相机模块
162、162a～162d：光学成像镜头
164：镜筒
166：影像传感器
A-A’：剖面
A：光圈
AS：容置空间
B：蓝色滤光片
BM：黑矩阵
BS：背侧
CR：照相区域
D：容置空间的直径
DR：显示区域
DS：显示侧
FL：菲涅耳透镜
G：绿色滤光片
I：光轴
L1、L1a～L1d：透镜
L2～L7：透镜
LC：液晶材料
R：红色滤光片
S1、S2：表面
SP：间隙组件
T1：第一透光区域
T2：第二透光区域
T：中心厚度
具体实施方式
图1A是依照本发明的一实施例的一种显示设备的俯视示意图。图1B是图1A中剖面A-A’的剖面示意图。图1C是光学成像镜头中的透镜的焦距与中心厚度的关系图。
首先，先介绍显示设备100中不同区域分别对应具有的功能。
请先参照图1A，在本实施例中，显示设备100具有显示区域DR与照相区域CR。显示区域DR为显示设备100中用以显示影像画面的区域。照相区域CR为显示设备100中用以实现照相功能的区域。
请参照图1B，于本实施例中，显示设备100例如是液晶显示设备(Liquid crystaldisplay apparatus)，且具有彼此相对的一显示侧DS与背侧BS。显示设备100包括第一基板110、第二基板120、显示介质130、第一框胶140、第二框胶150与相机模块160。于以下的段落中会详细地说明上述各组件与各组件之间的配置关系。
第一基板110例如是像素陈列基板(pixel array substrate)，其包括第一基材112、绝缘层114以及钝化层116。第一基材112具有朝向显示侧DS的表面S1。绝缘层114以及钝化层116依序堆叠于表面S1上。第一基材112包括多个像素结构(未示出)与多个金属层(未示出)，其中这些像素结构用于显示出影像画面，以使位于显示侧DS的用户观赏，而金属层则用以形成第一基材112内的线路。各像素结构内设有主动组件，且主动组件例如是薄膜晶体管(Thin film transistor,TFT)，但不以此为限。绝缘层114的材料例如是绝缘且具有高透光性的材料，其例如是氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅，但不以此为限。钝化层116的材料例如是有机且高透光性材料，但不以此为限。钝化层116的折射率例如是落在1.4至1.8的范围内。并且，于本实施例中，第一基板110具有第一透光区域T1。于此第一透光区域T1中，第一基材112不设有像素结构与金属层，且绝缘层114与钝化层116皆具有高透光性，因此外界光束可适于借由此第一透光区域T1穿透第一基板110。
第二基板120例如是彩色滤光片基板，且对向设置于第一基板110。第二基板120包括第二基材122、彩色滤光层124与覆盖层126。第二基材122具有朝向背侧BS的表面S2。彩色滤光层124与覆盖层126设置于表面S2上。第二基材122的材料例如是透光材料，其例如是石英、玻璃或其他具有高透光性的材料，但不以此为限。彩色滤光层124包括多个红色滤光片R、多个绿色滤光片G、多个蓝色滤光片B与黑矩阵BM，其中黑矩阵BM设置于两相邻的滤光片之间。覆盖层126包覆彩色滤光层124，且其材料例如是有机且高透光性材料，但不以此为限。覆盖层126的折射率例如是落在1.4至1.8的范围内。并且，于本实施例中，第二基板120具有与第一透光区域T1对应的一第二透光区域T2。于此第二透光区域T2中，由于第二基材122具有高透光性，因此外界光束可适于借由此第二透光区域T2穿透第二基板120。
显示介质130例如是包括液晶材料LC，且其位于第一基板110与第二基板120之间。液晶材料LC内设有间隙组件SP。间隙组件SP用以维持第一、第二基板110、120之间的间隙，因而可保持设置于两基板110、120内的显示介质130的厚度均一性。
第一框胶140与第二框胶150的材料例如是光学胶。第一框胶140围绕显示介质130，且位于第一基板110与第二基板120之间。第二框胶150则位于第一框胶140内，且围绕出容置空间AS。容置空间AS对应于第一透光区域T1与第二透光区域T2。于本实施例中，容置空间AS内的介质例如是空气，但不以此为限。
相机模块160包括光学成像镜头162、镜筒164与影像传感器166。光学成像镜头162由显示侧DS至背侧BS沿一光轴I依序包括透镜L1、透镜L2、透镜L3、光圈A、透镜L4、透镜L5、透镜L6以及透镜L7。于本实施例中，透镜L1为具有一朝向显示侧DS的凸面的凸透镜。透镜L1设置于第一基材112的邻近于显示介质130的表面S1上且设置于容置空间AS中，并与第一基板110的钝化层116一体成型。镜筒164与影像传感器166位于背侧BS。其他的透镜L2～L7、光圈A与影像传感器166装设于镜筒164中。影像传感器166的种类例如是电荷耦合组件(Charge Coupled Device,CCD)型的影像传感器或者是互补式金属氧化半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)型的影像传感器，本发明并不以此为限。
因此，当位于显示侧DS的一待拍摄物所发出的外界光束发出后，其依序经由第二透光区域T2、容置空间AS内的介质、透镜L1(光学成像镜头162的一部分)、第一基材112、透镜L2、透镜L3、光圈A、透镜L4、透镜L5、透镜L6以及透镜L7(光学成像镜头162的另一部分)之后，并在影像传感器166的影像感测面上形成一影像，以使影像传感器166感测影像而可实现照相的效果。
应注意的是，上述的光学成像镜头162例如是具有七片透镜的光学成像镜头，上述的透镜数量、光圈以及相对应的排列方式仅为举例，于其他的实施例中亦可以采用不同面形、数量的透镜，本发明并不以此为限制。
承上述，在本实施例的显示设备100中，由于第一、第二基板110、120分别具有第一、第二透光区域T1、T2，此二透光区域T1、T2有利于使相机模块160收光，既可以实现使用者对照相的需求，亦避免了现有技术在基板挖设孔洞的做法，而大幅地降低基板破裂的机率，因此显示设备100具有较高的制造良率。并且，光学成像镜头162的至少一透镜(例如是透镜L1)设置于位于两基板110、120之间的容置空间AS中，因此位于两基板110、120外的透镜设置片数可以有效地降低。如此一来，本实施例的显示设备100可具有较薄的厚度，有利于薄型化的发展。
由另一观点观之，在本实施例的显示设备100中，光学成像镜头160的至少一透镜(例如是透镜L1)整合于两基板110、120中的至少一基板(例如是第一基板110)中，换言之，就是借由将基板110、120内的物质层(例如是第一基板110的钝化层116)且对应于第一、第二透光区域T1、T2的一部分设计成光学成像镜头160的至少一透镜的面形，因此位于两基板110、120外的透镜设置片数可以有效地降低，本实施例的显示设备100可具有较薄的厚度。
请参照图1B与图1C，值得一提的是，于本实施例中，可以借由设计对应于容置空间AS的基板的物质层的中心厚度T与容置空间AS的直径D大小来设计透镜的焦距f，其中中心厚度T被定义为透镜在光轴I上的厚度减去位于显示区DR的物质层的厚度。于此处以第一基板110的钝化层116作为透镜L1当做说明的范例，其中钝化层116的折射率n例如是1.8，直径D的大小例如是落在2毫米(mm)至4毫米的范围内，且例如是2毫米。透镜的焦距f可以由以下公式(1)计算而得：
Figure BDA0002259628580000061
图1C即为借由上述公式，并且固定特定参数(即折射率n、直径D)所得到的中心厚度与焦距之间的关系图。由图1C可以看出，本实施例可以借由形成不同大小的中心厚度T而可对应设计出透镜L1的不同焦距。
在此必须说明的是，以下的实施例沿用上述实施例的组件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。
图2至图5为本发明不同实施例的显示设备的剖面示意图。
请参照图2，图2的显示设备100a大致类似于图1A与图1B中的显示设备100，其主要差异在于：透镜L1a例如是菲涅耳透镜FL(Fresnel Lens)。借由将透镜L1a设计为菲涅耳透镜，本实施例的光学成像镜头160a可以在有限的厚度下具有更大的变焦范围。
此外，于本实施例中，菲涅耳透镜FL为具有凸面的菲涅耳透镜，于其他的实施例中，菲涅耳透镜FL亦可以是具有凹面的菲涅耳透镜，本领域的通常知识者可以依据光学需求对应采用不同种类的菲涅耳透镜，本发明并不以此为限。
请参照图3，图3的显示设备100b大致类似于图1A与图1B中的显示设备100，其主要差异在于：透镜L1b例如是凹透镜，且其具有一朝向显示侧DS的凹面。
请参照图4，图4的显示设备100c大致类似于图1A与图1B中的显示设备100，其主要差异在于：透镜L1c与第二基板120的覆盖层126一体成型。换言之，即透镜L1c整合于第二基板120内的物质层(例如是第二基板120的覆盖层126)中。并且，透镜L1c例如是凸透镜，且其具有一朝向背侧BS的凸面。透镜L1c设置于第二基材122的邻近于显示介质130的表面S2上。
因此，于本实施例中，外界光束经过的组件顺序略有不同。当位于显示侧DS的一待拍摄物所发出的外界光束发出后，其依序经由第二透光区域T2、透镜L1c、容置空间AS内的介质、第一基材112、透镜L2、透镜L3、光圈A、透镜L4、透镜L5、透镜L6以及透镜L7(光学成像镜头162c的另一部分)之后，并在影像传感器166的影像感测面上形成一影像，而可实现照相的效果。
请参照图5，图5的显示设备100d大致类似于图4中的显示设备100c，其主要差异在于：透镜L1d例如是凹透镜，且其具有一朝向背侧BS的凹面。
此外，在上述的实施例中，光学成像镜头(160、160a～160d)的一透镜例如是整合于二基板110、120的其中之一。于其他未示出的实施例中，亦可以将光学成像镜头的两个透镜分别整合于二基板110、120中，即借由将基板110、120内的二物质层所对应于第一、第二透光区域T1、T2的二部分设计成光学成像镜头160的二透镜的面形，且此二透镜分别设置于第一基材112的邻近于显示介质130的表面S1与第二基材122的邻近于显示介质130的表面S2上。或者是，亦可以将光学成像镜头中的多个透镜整合于单一基板的不同物质层中，本发明并不以此为限制。此外，上述的物质层并不限定于是基板的钝化层或者是覆盖层，也可以是其他层，本发明并不以此为限制。
此外，上述的透镜形式以凸透镜、凹透镜或菲涅耳透镜做为说明示范的例子，于其他的实施例中，亦可以是其他种类的透镜形式，本发明并不以此为限。
综上所述，在本发明实施例的显示设备中，由于第一、第二基板分别具有第一、第二透光区域，此二透光区域有利于使相机模块收光，其避免了现有技术在基板挖设孔洞的做法，大幅地降低基板破裂的机率，因此显示设备具有较高的制造良率。并且，光学成像镜头的至少一透镜设置于位于两基板之间的容置空间中，因此位于两基板外的透镜设置片数可以有效地降低。如此一来，本发明实施例的显示设备可具有较薄的厚度，有利于薄型化的发展。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种显示设备，具有彼此相对的一显示侧与一背侧，该显示设备包括：
一第一基板，具有一第一透光区域，且包括一第一基材；
一第二基板，与该第一基板上相对设置，且具有一第二透光区域，该第二基板包括一第二基材，其中该第一透光区域对应于该第二透光区域；
一显示介质，设置于该第一基板与该第二基板之间；
一第一框胶，围绕该显示介质，且位于该第一基板与该第二基板之间；
一第二框胶，位于该第一框胶内且位于该第一基板与该第二基板之间，该第二框胶围绕出一容置空间，其中该容置空间对应于该第一透光区域以及该第二透光区域；以及
一相机模块，包括一光学成像镜头，该光学成像镜头由该显示侧至该背侧沿一光轴依序包括一第一透镜与一第二透镜；
其中，该第一透镜设置于该第一基材与该第二基材中的一者的邻近于该显示介质的一表面上，且该第一透镜设置于该容置空间内，且该第二透镜设置于该背侧，其中该第一基板的一第一物质层与该第一透镜一体成型。
2.一种显示设备，具有彼此相对的一显示侧与一背侧，该显示设备包括：
一第一基板，具有一第一透光区域，且包括一第一基材；
一第二基板，与该第一基板上相对设置，且具有一第二透光区域，该第二基板包括一第二基材，其中该第一透光区域对应于该第二透光区域；
一显示介质，设置于该第一基板与该第二基板之间；
一第一框胶，围绕该显示介质，且位于该第一基板与该第二基板之间；
一第二框胶，位于该第一框胶内且位于该第一基板与该第二基板之间，该第二框胶围绕出一容置空间，其中该容置空间对应于该第一透光区域以及该第二透光区域；以及
一相机模块，包括一光学成像镜头，该光学成像镜头由该显示侧至该背侧沿一光轴依序包括一第一透镜与一第二透镜；
其中，该第一透镜设置于该第一基材与该第二基材中的一者的邻近于该显示介质的一表面上，且该第一透镜设置于该容置空间内，且该第二透镜设置于该背侧，其中该第二基板的一第二物质层与该第一透镜一体成型。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中该光学成像镜头还包括一第三透镜，其中该第三透镜设置于该第一基材与该第二基材中的另一者的邻近于该显示介质的一表面上，且第三透镜设置于该容置空间内。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中该第一物质层的折射率的范围落在1.4至1.8的范围内。
5.如权利要求3所述的显示设备，其中该第二基板的一第二物质层与该第三透镜一体成型。
6.如权利要求2或5所述的显示设备，其中该第二物质层的折射率的范围落在1.4至1.8的范围内。
7.如权利要求1或3所述的显示设备，其中该第一透镜与该第二透镜的种类包括一凸透镜、一凹透镜或一菲涅耳透镜。
8.如权利要求1所述的显示设备，其中该容置空间内的介质为空气。
9.如权利要求1所述的显示设备，其中该第一基板为一像素陈列基板。
10.如权利要求1所述的显示设备，其中该第二基板为一彩色滤光片基板。
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