CN113433734B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示装置。显示装置包括：显示面板，包括沿显示面板厚度方向相背的出光面和背面，显示面板还具有透光显示区；功能器件，至少部分的功能器件位于显示面板的背面一侧，在沿显示面板厚度方向，功能器件的投影与透光显示区的投影至少部分交叠；光学组件，位于功能器件与显示面板之间、对应透光显示区设置；其中，光学组件包括至少一个凸透镜结构件和至少一个凹透镜结构件；凸透镜结构件位于凹透镜结构件背离功能器件的一侧。本申请的显示装置通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，能够减小色差对成像清晰度的影响，还能够减小球差对成像清晰度的影响。

Description

显示装置

技术领域

本申请属于显示面板技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

显示面板设置屏下摄像头时，屏下摄像头通过凸透镜来使光线汇聚，提高光线的利用率。但是，使用凸透镜也会产生色差和球差，造成屏下摄像头的成像清晰度下降，获得的图像模糊。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种显示装置，能够减少色差和球差，提高成像清晰度。

一方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：显示面板，包括沿显示面板厚度方向相背的出光面和背面，显示面板还具有透光显示区；功能器件，至少部分的功能器件位于显示面板的背面一侧，在沿显示面板厚度方向，功能器件的投影与透光显示区的投影至少部分交叠；光学组件，位于功能器件与显示面板之间、对应透光显示区设置；其中，光学组件包括至少一个凸透镜结构件和至少一个凹透镜结构件；凸透镜结构件位于凹透镜结构件背离功能器件的一侧。

本申请实施例提供的显示装置中，凸透镜结构件比凹透镜结构件更靠近显示面板，使得更多的光线能够被汇聚，在成像过程中，光线可以更有效地被利用。通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，显示装置能够减小不同颜色的光线在功能器件上成像的位置偏差，进而减小色差对成像清晰度的负面影响。此外，通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，显示装置还能够减小靠近光轴和远离光轴的光线在功能器件上成像的位置偏差，进而减小球差对成像清晰度的负面影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为色差的原理示意图。

图2为球差的原理示意图。

图3为本申请实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图。

图4为图3所示显示装置沿A-A的剖面结构示意图。

图5为图3所示显示装置透光显示区的光路示意图。

图6为本申请实施例提供的反射凸透镜的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的反射凹透镜的结构示意图

图8为本申请实施例提供的显示装置用反射凸透镜和反射凹透镜的一种排布结构示意图。

图9为本申请实施例提供的显示装置用反射凸透镜和反射凹透镜另一种排布结构示意图。

图10为本申请实施例提供的显示装置采用的反射凸透镜的一种结构示意图。

图11为图10所示反射凸透镜的结构示意图。

图12为本申请实施例提供的显示装置又一种结构示意图。

图13为本申请实施例提供的显示装置的另一种光路示意图。

图14为本申请实施例提供的显示装置采用的透射凸透镜的结构示意图。

图15为图3所示显示装置沿A-A的另一种剖面结构示意图。

附图标记：

110、背光模组；111、发光装置；112、导光板；113、反射片；114、扩散片；115、增光片；116、遮光片；

120、液晶模组；121、第一基板；122、驱动电路层；123、第一偏振片；124、像素电极；125、液晶；126、公共电极；127、滤光片；128、第二偏振片；129、第二基板；

210、衬底；

220、阵列层；

230、平坦化层；

240、发光功能层；241、阳极；242、有机发光层；243、阴极；244、像素定义层、245、像素定义开口；246、发光器件；

270、封装层；

280、盖板；

300、光学组件；

310、凸透镜结构件；311A、反射凸透镜；312A、迎光面；313A、第一反射面；314A、第一微型透镜膜；315A、第一本体；316A、第一微透镜部；311B、透射凸透镜；312B、第一透射面；313B、第二透射面；314B、第二微型透镜膜；315B、第二本体；316B、第二微透镜部；

320、凹透镜结构件；321A、反射凹透镜；322A、背光面；323A、第二反射面；321B、透射凹透镜；322B、第三透射面；323B、第四透射面；

330、辅助凸透镜；331、第三微型透镜膜；332、第三本体；333、第三微透镜部；

400、功能器件；

MA、主显示区；TA、透光显示区；C、功能区。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本申请实施例中，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

在进行显示装置的屏下成像时，相关技术通常会在显示面板上的成像区设置凸透镜，以提高成像过程中光线的利用率。

图1为色差的原理示意图。图2为球差的原理示意图。

参考图1，申请人发现不同颜色的光在经过凸透镜的折射后，成像的像距存在偏差，从而产生色差，会造成最终成像清晰度下降。此外，参考图2，靠近光轴的光线与原理光轴的光线在经过凸透镜的折射后，成像的像距也存在偏差，从而产生球差，也会造成最终成像清晰度下降。

鉴于上述问题以及机理，本申请实施例提供了一种显示装置，通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，在保证了具备良好的光线利用率的前提下，能够减少球差和色差，进而提高屏下成像的清晰度。

参考图3和图4，图3为本申请实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图。图4为图3所示显示装置沿A-A的剖面结构示意图。如图3和图4所示，本申请实施例提供了一种显示装置。显示装置包括显示面板、功能器件400和光学组件300。显示面板，包括沿显示面板厚度方向相背的出光面和背面，显示面板还具有透光显示区TA；功能器件400，至少部分的显示面板的背面一侧，在沿显示面板厚度方向，功能器件400的投影与透光显示区TA的投影至少部分交叠；光学组件300，位于功能器件400与显示面板之间、对应透光显示区TA设置；其中，光学组件300包括至少一个凸透镜结构件310和至少一个凹透镜结构件320；凸透镜结构件310位于凹透镜结构件320背离功能器件400的一侧。需要说明的是，显示面板可以为液晶显示面板，也可以为OLED显示面板(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)。以显示面板为液晶显示面板为例对本申请实施例进行说明。

具体的，显示面板还包括主显示区MA，至少部分的主显示区MA围绕透光显示区TA。主显示区MA和透光显示区TA都具备显示功能。作为屏下成像的主要区域，透光显示区TA与主显示区MA相比，具备更高的透光性，即，透光显示区TA的部分区域不会被液晶模组120的遮挡。显示面板外的光线可以经由透光显示区TA照射在功能器件400上进行成像。

如图4，液晶显示面板包括液晶模组120和背光模组110。背光模组110包括出光面，液晶模组120位于背光模组110的出光面一侧。

在一些可选实施例中，背光模组110可以采用侧入式背光的形式。背光模组110包括发光装置111、导光板112、反射片113、扩散片114、增光片115和遮光片116。导光板112包括沿背光模组110的出光方向设置的第一侧面、第二侧面，以及连接第一侧面和第二侧面的第三侧面。发光装置111位于导光板112的第三侧面。反射片113位于导光板112的第二侧面。扩散片114位于导光板112的第一侧面。增光片115位于扩散片114背离导光板112的一侧，增光片115背离扩散片114的一侧为背光模组110的出光面。发光装置111朝向导光板112的第三侧面发出光线，发光装置111发出的光线在导光板112内传播。经过反射片113的反射，进入导光板112的光线从第一侧面射出。经过扩散片114和增光片115的折射，光线从背光模组110的出光面射出。遮光片116位于增光片115背离扩散片114的一侧。遮光片116能够使从增光片115射出的光线更加均匀，使背光模组110形成亮度均匀的面光源。可选的，导光板112可以由有机玻璃(PMMA)材料形成，扩散片114可以由有机玻璃(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或PC/PMMA共混材料形成。

液晶模组120包括第一基板121、驱动电路层122、第一偏振片123、像素电极124、液晶125、公共电极126、滤光片127、第二偏振片128和第二基板129。背光模组110位于第一基板121的一侧。第二基板129位于第一基板121背离背光模组110的一侧，液晶125封装于第一基板121和第二基板129之间。驱动电路层122位于第一基板121与液晶125之间，包括多个TFT结构(Thin Film Transistor薄膜晶体管)，TFT结构与像素电极124电连接。公共电极126位于液晶125与第二基板129之间。通过控制像素电极124的电位来改变像素电极124与公共电极126之间的电场，从而使液晶125发生偏转，改变经过液晶125的光线的偏振方向。第一偏振片123位于第一基板121朝向背光模组110的一侧。滤光片127位于公共电极126与第二基板129之间。第二偏振片128位于第二基板129背离液晶125的一侧。背光模组110发出的面光经过第一偏振片123，形成沿第一方向偏振的偏振光。偏振光经过液晶125的偏转，偏振方向发生改变。偏振方向改变的偏振光经过滤光片127，形成与滤光片127颜色一致的某一颜色的偏振光。该颜色的偏振光，沿第二偏振片128的第二偏振方向的分量通过第二偏振片128，分量越大，光强越高，分量越小，光强越低，通过几种不同颜色的偏振光的不同亮度混合实现颜色的显示。

进一步地，显示面板包括多个像素单元；至少一个像素单元位于透光显示区TA内；至少一个像素单元位于主显示区MA内；透光显示区TA的像素单元的密度小于主显示区MA的像素单元的密度。透光显示区TA内和主显示区MA内均设有至少一个像素单元，从而保证透光显示区TA和主显示区MA均具备显示功能。透光显示区TA的像素单元的密度小于主显示区MA的像素单元的密度，使得单位面积内，透光显示区TA的更多的区域无需设置像素单元，可以设置透光结构，从而保证光线能够通过透光显示区TA照射到功能器件400并成像。

功能器件400用于进行光学成像，示例性地，包括摄像单元，摄像单元为具备摄像功能的单一部件。需要说明的是，摄像单元可以全部位于显示面板的背面，此时显示面板的液晶模组120和背光模组110都设有透光显示区TA，光线透过透光显示区TA，在摄像单元上进行成像。或者，摄像单元也可以部分地穿过背光模组110，位于液晶模组120的朝向背光模组110的一侧。由于摄像单元穿过背光模组110，整个显示装置的厚度会更薄，成像时光线无需穿过背光模组110，能够提高成像的清晰度。

需要说明的是，凸透镜结构件310能够使更多的外部光线汇聚，并经由光学组件300在功能器件400上进行成像，从而提高了光线的利用率，使成像能够更加准确。光线经过凸透镜结构件310汇聚，再经过凹透镜结构件320的发散，才在功能器件400上成像。针对不同颜色的光线，光学组件300能够平衡不同颜色的光线产生的成像位置偏差，使不同颜色的光线的成像位置基本一致，并在功能器件400上成像，减少色差对成像清晰度的影响。针对到光学组件300光轴距离不同的光线，光学组件300能够平衡到光学组件300光轴距离不同的光线的成像位置偏差，使到光学组件300光轴距离不同的光线的成像位置基本一致，并在功能器件400上成像，减少球差对成像清晰度的影响。

示例性地，经过透光显示区TA的光线包括第一光线和第二光线，第一光线和第二光线的颜色不同，例如第一光线为红色，第二光线为紫色。第一光线经过光学组件300后在功能器件400上成像，第二光线经过光学组件300后在功能器件400上成像。第一光线和第二光线成像的像距相等，即色差为零。

图5为图3所示显示装置透光显示区的光路示意图。

参考图5，凸透镜结构件310和凹透镜结构件320之间的距离H满足：H≥D·tan(90°-α)；D为所述透光显示区TA的外接圆直径，α为透过所述透光显示区TA的光线的最大入射角度。被测对象的光线经由透光显示照射入光学组件300。当透光显示区TA的外接圆直径D为定值时，可以根据实际需要来设计最大入射角度α，从而确定凸透镜结构件310与凹透镜结构件320之间的距离H的最小值，以使得显示装置能够具备较小的厚度。需要说明的是，上述距离均指中心之间的距离，即，凸透镜结构件310和凹透镜结构件320之间的距离为凸透镜结构件310的中心和凹透镜结构件320的中心之间的距离

可选的，参考图5，光学组件300采用反射式透镜组，凹透镜结构件320包括反射凹透镜321A，反射凹透镜321A用于将透过透光显示区TA的光线朝向凸透镜结构反射；凸透镜结构件310包括反射凸透镜311A，反射凸透镜311A用于将反射凹透镜321A反射的光线朝向功能器件400反射；功能器件400包括功能区；在显示面板所在平面上，至少部分的透光显示区TA的投影位于反射凸透镜311A的投影外部，且至少部分的透光显示区TA的投影与反射凹透镜321A的投影交叠；至少部分的反射凸透镜311A的投影位于反射凹透镜321A的投影外部，且至少部分的反射凸透镜311A的投影与功能区的投影交叠。

可以理解的是，反射凸透镜311A和反射凹透镜321A形成卡塞格林式透镜组，射入透光显示区TA的光线，先经由透光显示区TA未与反射凸透镜311A重叠的区域照射到反射凹透镜321A上。光线在反射凹透镜321A上反射，并射向反射凸透镜311A。光线进一步在反射凸透镜311A上反射，并最终在功能器件400上成像。为了使光学组件300形成卡塞格林式透镜组，透光显示区TA至少有一部分未与反射凹透镜321A重叠，使得光线可以直接从透光显示区TA的边缘与反射凸透镜311A的边缘之间的区域射入，并直接照射在反射凹透镜321A上。因此，在显示面板所在平面上，至少部分的透光显示区TA的投影位于反射凸透镜311A的投影外部，且至少部分的透光显示区TA的投影与反射凹透镜321A的投影交叠。

图6为本申请实施例提供的反射凸透镜的结构示意图。图7为本申请实施例提供的反射凹透镜的结构示意图。

参考图6和图7，反射凸透镜311A包括沿显示面板厚度方向相背的迎光面312A和第一反射面313A，迎光面312A为平面，第一反射面313A为曲面；迎光面312A朝向显示面板，第一反射面313A朝向功能器件400；反射凹透镜321A包括沿显示面板厚度方向相背的背光面322A和第二反射面323A，背光面322A为平面，第二反射面323A为曲面；背光面322A朝向功能器件400，第二反射面323A朝向显示面板；第一反射面313A的曲率与第二反射面323A的曲率相等。反射凸透镜311A和反射凹透镜321A均采用平面与曲面结合的形式。由于反射凸透镜311A的迎光面312A为平面，且反射凹透镜321A的背光面322A为平面，使得反射凸透镜311A和反射凹透镜321A形成的光学组件300沿显示面板的厚度方向的尺寸一致，充分利用了显示面板内的空间，有利于减小显示面板的厚度。此外，第一反射面313A的曲率与第二反射面323A的曲率相等，可以使得反射凸透镜311A反射光线时的发散效果与反射凹透镜321A反射光线时的汇聚效果相互抵消，从而进一步削弱球差和色差对成像清晰度的影响。另外，由于反射凸透镜311A的迎光面312A为平面、第一反射面313A为曲面，因此反射凸透镜311A的焦距只与第一反射面313A的曲率有关，使得可以通过调整第一反射面313A的曲率来调整反射凸透镜311A的焦距。由于第一反射面313A的曲率与第二反射面323A的曲率相等，可以通过调整第一反射面313A的曲率来实现对光学组件300的成像位置的调整，使得成像位置位于功能器件400上。

图8为本申请实施例提供的显示装置用反射凸透镜和反射凹透镜的一种排布结构示意图。图9为本申请实施例提供的显示装置用反射凸透镜和反射凹透镜另一种排布结构示意图。

具体地，参考图8和图9，反射凹透镜321A的个数为至少两个；反射凹透镜321A位于同一平面内，平面与显示面板所在平面平行；每个反射凹透镜321A与功能器件400沿显示面板厚度方向的中心线之间的距离均相等，且任意两个反射凹透镜321A之间的距离大于或等于第一距离。由于从透光显示区TA的边缘与反射凸透镜311A的边缘之间的区域射入的光线需要尽量能够照射到反射凹透镜321A上，因此反射凹透镜321A的个数为至少两个。此外，为了保证光学组件300具备较高的光线利用率，在不影响光路的前提下反射凸透镜311A和反射凹透镜321A可以适当地使用大半径透镜。为了避免反射凸透镜311A之间的相互干涉，任意相邻的两个反射凹透镜321A之间的距离大于或等于第一距离，示例性地，第一距离为1mm，优选地，任意相邻的两个反射凹透镜321A之间的距离为2mm。

示例性地，继续参考图8，本申请实施例中，透光显示区TA为圆形，反射凸透镜311A也为圆形，透光显示区TA的边缘与反射凸透镜311A的边缘形成同心圆环时，反射凹透镜321A设有多个，且在平行于显示面板所在平面的参考面上，在同心圆环对应的区域内环形均布设置。从同心圆环内射入的光线能够尽量地照射在反射凹透镜321A上，提高光线的利用率。在对应同心圆环区域内环形均布设置的多个反射凹透镜321A中，任意相邻的两个反射凹透镜321A的中心距为1mm。

示例性地，继续参考图9，本申请的另一实施例中，透光显示区TA为长方形，反射凸透镜311A为圆形，反射凸透镜311A的圆心与透光显示区TA的中心重合，透光显示区TA的边缘与反射凸透镜311A的边缘形成两个具有一个内凹曲边的长方形，反射凹透镜321A设有两个，沿长方形的长边延伸方向，两个反射凹透镜321A分别位于反射凸透镜311A的两侧。从两个具有一个内凹曲边的长方形内射入的光线能够尽量地照射在反射凹透镜321A上，提高光线的利用率。两个反射凹透镜321A的中心距为2mm。

进一步地，沿显示面板的厚度方向，反射凸透镜311A和反射凹透镜321A之间的距离大于或等于第二预设距离。由于反射凸透镜311A和反射凹透镜321A形成卡塞格林式透镜组，因此光路存在“N”字形的折线。在光路的总行程相同的前提下，“N”字形的折线有利于减小反射凸透镜311A和反射凹透镜321A沿透镜组光轴方向的距离，也就是说，有利于减小反射凸透镜311A和反射凹透镜321A之间沿显示面板的厚度方向的距离，进一步有利于减小显示面板的厚度。沿显示面板的厚度方向，如果反射凸透镜311A和反射凹透镜321A之间的距离过小，“N”自行的折线光路的中间段将更加倾斜，导致光路发散不利于光线最终的汇聚成像，也会导致一部分光线难以通过反射凸透镜311A和反射凹透镜321A之间的反射用于成像，使光线损耗。示例性地，第二预设距离可以为2mm，此时沿显示面板的厚度方向，反射凸透镜311A和反射凹透镜321A之间的距离大于等于2mm。

图10为本申请实施例提供的显示装置采用的反射凸透镜的一种结构示意图。图11为图10所示反射凸透镜的结构示意图。

可选地，参考图10，反射凹透镜321A和反射凸透镜311A中至少一者为第一微型透镜膜314A；第一微型透镜膜314A包括：第一本体316A和多个第一微透镜部317A；多个第一微透镜部317A均布于第一本体316A的表面；第一微透镜部317A的直径小于或等于第一预设尺寸。以反射凸透镜311A为第一微型透镜膜314A为例，第一本体316A形成反射凸透镜311A的本体，第一微透镜部317A为形成在第一本体316A上的多个凸起结构，通过多个第一微透镜部317A来实现光线的反射。为了保证光线的利用率，多个第一微透镜部317A可以在第一本体316A上阵列，增加第一本体316A的有效反射面积，从而使更多的光线能够被第一微透镜部317A的曲面反射，提高光线的利用率。示例性地，参考图11，第一预设尺寸为30μm，即，第一微透镜部317A的直径小于等于30μm。优选地，第一微透镜部317A的直径为10.7μm。进一步优选地，第一微透镜部317A的厚度为4.3μm。从而有效地降低第一微型透镜膜314A的厚度，可以减小显示面板的整体厚度。相似地，反射凹透镜第一微透镜部为第一微型透镜膜时，第一本体形成反射凹透镜的本体，第一微透镜部为形成在第一本体上的多个凹陷结构，通过多个第一微透镜部来实现光线的反射。

图12为本申请实施例提供的显示装置又一种结构示意图。

可选地，参考图12，光学组件300还包括辅助凸透镜330，辅助凸透镜330位于凸透镜结构件310与显示面板之间。辅助凸透镜330能够对外界的光线进行汇聚，使得原本入射角度过大而无法照射到反射凹透镜321A的光线相对反射凹透镜321A的入射角变小，从而使这一部分光线能够照射到反射凹透镜321A，并依次通过反射凹透镜321A和反射凸透镜311A的反射在功能器件400上成像。优选地，辅助凸透镜330的折射率大于1.6，使得辅助凸透镜330能够具备良好的光线汇聚效果。通过设置辅助凸透镜330可以提高屏下成像的光线利用率，从而使获得的图像能够更加真实地反映成像对象。

继续参考图12，辅助凸透镜330为第三微型透镜膜331；第三微型透镜膜331包括：第三本体332和多个第三微透镜部333；多个第三微透镜部333均布于第三本体332的表面；第三微透镜部333的直径小于或等于第三预设尺寸。第三本体332形成辅助凸透镜330的本体，第三微透镜部333为形成在第三本体332上的多个凸起结构，通过多个第三微透镜部333来实现光线的折射。为了保证光线的利用率，多个第三微透镜部333可以在第三本体332上阵列，增加第三本体332的有效折射面积，从而使更多的光线能够被第三微透镜部333汇聚，并用于成像，提高光线的利用率。示例性地，第三预设尺寸为30μm，即，第三微透镜部333的直径小于等于30μm。优选地，第三微透镜部333的直径为10.7μm。进一步优选地，第三微透镜部333的厚度为4.3μm。从而有效地降低第三微型透镜膜331的厚度，可以减小显示面板的整体厚度。

本申请的另一实施例中，光学组件300采用透射式透镜组，此外，其他部件与本申请前述实施例相同，不再赘述。

图13为本申请实施例提供的显示装置的另一种光路示意图。

具体的，参考图13，凸透镜结构件310包括透射凸透镜311B；透射凸透镜311B用于将透过透光显示区TA的光线朝向凹透镜结构折射；凹透镜结构件320包括透射凹透镜321B；透射凹透镜321B用于将透射凸透镜311B折射的光线朝向功能器件400折射；功能器件400包括功能区C；在显示面板所在平面上，功能区C的投影位于透光显示区TA的投影内，且功能区C的投影位于透射凸透镜311B的投影内，且功能区C的投影位于透射凹透镜321B的投影内。

继续参考图13，透射凸透镜311B和透射凹透镜321B形成伽利略式透镜组，射入透光显示区TA的光线，先照射到透射凸透镜311B上。光线经由透射凸透镜311B折射，射向透射凹透镜321B。光线进一步经由透射凹透镜321B折射，在功能器件400上成像。为了使光学组件300形成伽利略式透镜组，沿显示面板的厚度方向，透光显示区TA、透射凸透镜311B和透射凹透镜321B中，三者同时存在交叠区域，且功能器件400的功能区C位于交叠区域内。进入透光显示区TA的光线能够依次穿过透射凸透镜311B和透射凹透镜321B，并照射到功能区C并成像。因此，功能区C的投影位于透光显示区TA的投影内，功能区C的投影位于透射凸透镜311B的投影内，功能区C的投影位于透射凹透镜321B的投影内。

继续参考图13，透射凸透镜311B包括沿显示面板厚度方向相背的第一透射面312B和第二透射面313B，第一透射面312B为平面，第二透射面313B为曲面；第一透射面312B朝向显示面板，第二透射面313B朝向功能器件400；透射凹透镜321B包括沿显示面板厚度方向相背的第三透射面322B和第四透射面323B，第三透射面322B为平面，第四透射面323B为曲面；第三透射面322B朝向功能器件400，第四透射面323B朝向显示面板；第二透射面313B的曲率与第四透射面323B的曲率相等。透射凸透镜311B和透射凹透镜321B均采用平面与曲面结合的形式。由于透射凸透镜311B的第一透射面312B为平面且透射凹透镜321B的第三透射面322B的平面，使得透射凸透镜311B和透射凹透镜321B形成的光学组件300沿显示面板的厚度方向尺寸一致，充分利用的显示面板内的空间，有利于减小显示民办的厚度。此外，第二透射面313B的曲率与第四透射面323B的曲率相等，可以使得透射凸透镜311B折射光线时的汇聚效果和透射凹透镜321B折射光线时的发散效果互相抵消，从而进一步削弱球差和色差对成像清晰度的影响。另外，由于透射凸透镜311B的第一透射面312B为平面、第二透射面313B为曲面，使得可以通过调整第二透射面313B的曲率来调整透射凸透镜311B的焦距。由于第二透射面313B的曲率与第四透射面323B的曲率相等，因此可以通过调整第二透射面313B的曲率来实现对光学组件300的成像位置的调整，使得成像位置位于功能器件400上。

图14为本申请实施例提供的显示装置采用的透射凸透镜的结构示意图。

可选地，参考图14，透射凸透镜311B和透射凹透镜321B中至少一者为第二微型透镜膜314B；第二微型透镜膜314B包括：第二本体315B和多个第二微透镜部316B；多个第二微透镜部316B均布于第二本体315B的表面；第二微透镜部316B的直径小于或等于第二预设尺寸。以透射凸透镜311B为第二微型透镜膜314B为例，第二本体315B形成透射凸透镜311B的本体，第二微透镜部316B为形成在第二本体315B上的多个凸起结构，通过多个第二微透镜部316B来实现光线的折射。为了保证光线的利用率，多个第二微透镜部316B可以在第二本体315B上阵列，增加了第二本体315B的有效透射面积，从而使更多的光线能够在第二微透镜部316B内折射，提高光线的利用率。示例性地，第二预设尺寸为30μm，即，第二微透镜部316B的直径小于等于30μm。优选地，第二微透镜部316B的直径为10.7μm。进一步优选地，第二微透镜部316B的厚度为4.3μm。从而有效地降低第二微型透镜膜314B的厚度，可以减小显示面板的整体厚度。相似地，透射凹透镜321B为第二微型透镜膜时，第二本体3形成透射凹透镜的本体，第二微透镜部为形成在第二本体上的多个凹陷结构，通过多个第二微透镜部来实现光线的折射。

本申请的另一实施例中，显示面板为OLED面板。光学组件300的结构与前述实施例中的光学组件300结构相同，不再赘述。

图15为图3所示显示装置沿A-A的另一种剖面结构示意图。

参考图15，当显示面板为OLED显示面板时，示例性地，OLED显示面板包括：衬底210、阵列层220、发光功能层240和封装层270。陈列层位于衬底210上。发光功能层240位于阵列层220背离衬底210的一侧。封装层270位于发光功能层240背离阵列层220的一侧。发光功能层240包括发光器件248，发光器件248位于显示区内。显示区包括透光显示区TA和围绕透光显示区TA的主显示区MA。光学组件300和功能器件400位于OLED显示面板透光显示区TA的背面。

具体的，继续参考图15，衬底210位于非显示区的部分是透明的。本申请实施例中的衬底210还可以为柔性基板，由厚度较薄的聚合物形成，例如聚酰亚胺。基板还可以包括缓冲层，缓冲层可以包括多层无机、有机层层叠结构，以阻挡氧和湿气，防止湿气或杂质通过基板扩散，并且在基板的上表面上提供平坦的表面，具体结构本申请不再赘述。

具体的，继续参考图15，阵列层220包括多个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)以及由薄膜晶体管构成像素电路，用于控制发光器件248。本申请实施例以顶栅型的薄膜晶体管为例进行的结构说明。阵列层220包括用于形成薄膜晶体管的有源层，有源层包括通过掺杂N型杂质离子或P型杂质离子而形成的源极区域和漏极区域，在源极区域和漏极区域之间区沟道区域；位于有源层上的栅极绝缘层；位于栅极绝缘层上的薄膜晶体管的栅极。位于栅极上的层间绝缘层，层间绝缘层可以由氧化硅或氮化硅等的绝缘无机层形成，可选择地，层间绝缘层可以由绝缘有机层形成。薄膜晶体管的源电极和漏电极位于层间绝缘层上。源电极和漏电极分别通过接触孔电连接(或结合)到源极区域和漏极区域，接触孔是通过选择性地去除栅绝缘层和层间绝缘层而形成的。

可选的，阵列层220还包括钝化层(图中未示出)，位于薄膜晶体管上。具体的，钝化层位于源电极和漏电极上。钝化层可以由氧化硅或氮化硅等的无机层形成或者由有机层形成。

可选的，继续参考图15，OLED显示面板还包括位于阵列层220上的平坦化层230。平坦化层230可以包括压克力、聚酰亚胺(PI)或苯并环丁烯(BCB)等的有机层，平坦化层230具有平坦化作用。

继续参考图15，发光器件248可以为有机发光二极管(OLED)，以下以OLED发光器件为例进行说明，在本申请的其他实施例中，发光器件248也可以为无机发光二极管(LED)。

具体的，继续参考图15，发光功能层240位于平坦化层230上，以发光器件248为OLED为例，发光器件248包括阳极241、覆盖阳极241的像素定义层246、有机发光层242和阴极243。沿背离衬底210的方向阳极241、有机发光层242和阴极243依次设置。阳极241包括与像素单元一对应的阳极图案，阳极图案通过平坦化层230上的过孔与薄膜晶体管的源电极或漏电极连接。像素定义层246位于阳极241背离阵列层220的一侧。像素定义层246可以由诸如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺、苯并环丁烯(BCB)、压克力树脂或酚醛树脂等的有机材料形成，或由诸如SiN_x的无机材料形成。

继续参考图15，像素定义层246包括多个像素定义开口247，像素定义开口247暴露阳极241。像素定义层246覆盖阳极图案的边缘。有机发光层242至少部分填充在像素定义开口247内，并与阳极241接触。像素定义开口247内的有机发光层242形成一个最小的发光器件248，每个发光器件248根据不同的有机发光层242能够发出不同颜色的光线，每个发光器件248和像素电路共同构成子像素，多个子像素形成像素单元，多个像素单元进行画面的显示。

继续参考图15，封装层270可以为薄膜封装层，薄膜封装层位于发光功能层240背离阵列层220的一侧。薄膜封装层包封显示层，即薄膜封装层的四周边缘与阵列层220接触，将发光部件密封起来。可选的，薄膜封装层完全覆盖整个显示区，并且由显示区延伸至非显示区NA，在非显示区NA中与阵列层220接触。

继续参考图15，OLED显示面板还包括盖板280。盖板280位于封装层270背离衬底210的一侧，用于保护OLED显示面板。本申请实施例中，当被测对象靠近盖板280时，能够对被测对象进行屏下成像。

综上所述，本申请实施例提供的显示装置中，凸透镜结构件比凹透镜结构件更靠近显示面板，使得更多的光线能够被汇聚，在成像过程中，光线可以更有效地被利用。通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，显示装置能够减小不同颜色的光线在功能器件上成像的位置偏差，进而减小色差对成像清晰度的负面影响。此外，通过凸透镜结构件和凹透镜结构件形成的光学组件，显示装置还能够减小靠近光轴和远离光轴的光线在功能器件上成像的位置偏差，进而减小球差对成像清晰度的负面影响。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，包括沿所述显示面板厚度方向相背的出光面和背面，所述显示面板还具有透光显示区；

功能器件，至少部分的所述功能器件位于所述显示面板的所述背面一侧，在沿所述显示面板厚度方向，所述功能器件的投影与所述透光显示区的投影至少部分交叠；

光学组件，位于所述功能器件与所述显示面板之间、对应所述透光显示区设置；

其中，所述光学组件包括至少一个凸透镜结构件和至少一个凹透镜结构件；所述凸透镜结构件位于所述凹透镜结构件背离所述功能器件的一侧；

经过所述透光显示区用于所述功能器件成像的光线包括平行射入的第一光线和第二光线，所述第一光线和所述第二光线的颜色不同，所述第一光线和所述第二光线均经过所述光学组件在所述功能器件上成像；所述第一光线和所述第二光线成像的像距相等。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，沿所述显示面板厚度方向，所述凸透镜结构件和所述凹透镜结构件之间的距离H满足：

H≥D·tan(90°-α)；

D为所述透光显示区的外接圆直径，α为透过所述透光显示区的光线的最大入射角度。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述凹透镜结构件包括反射凹透镜，所述反射凹透镜用于将透过所述透光显示区的光线朝向所述凸透镜结构反射；所述凸透镜结构件包括反射凸透镜，所述反射凸透镜用于将所述反射凹透镜反射的光线朝向所述功能器件反射；所述功能器件包括功能区；

在所述显示面板所在平面上，至少部分的所述透光显示区的投影位于所述反射凸透镜的投影外部，且所述至少部分的所述透光显示区的投影与所述反射凹透镜的投影交叠；至少部分的所述反射凸透镜的投影位于所述反射凹透镜的投影外部，且所述至少部分的所述反射凸透镜的投影与所述功能区的投影交叠。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述反射凸透镜包括沿所述显示面板厚度方向相背的迎光面和第一反射面，所述迎光面为平面，所述第一反射面为曲面；

所述迎光面朝向所述显示面板，所述第一反射面朝向所述功能器件；

所述反射凹透镜包括沿所述显示面板厚度方向相背的背光面和第二反射面，所述背光面为平面，所述第二反射面为曲面；所述背光面朝向所述功能器件，所述第二反射面朝向所述显示面板；

所述第一反射面的曲率与所述第二反射面的曲率相等。

5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述反射凹透镜的个数为至少两个；所述反射凹透镜位于同一平面内，所述平面与所述显示面板所在平面平行；每个所述反射凹透镜与所述功能器件沿所述显示面板厚度方向的中心线之间的距离均相等，且任意两个所述反射凹透镜之间的距离大于或等于第一距离。

6.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，沿所述显示面板的厚度方向，所述反射凸透镜和反射凹透镜之间的距离大于或等于第二预设距离。

7.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述反射凹透镜和反射凸透镜中至少一者为第一微型透镜膜；

所述第一微型透镜膜包括：第一本体和多个第一微透镜部；所述多个第一微透镜部均布于所述第一本体的表面；所述第一微透镜部的直径小于或等于第一预设尺寸。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述凸透镜结构件包括透射凸透镜；所述透射凸透镜用于将透过所述透光显示区的光线朝向所述凹透镜结构折射；所述凹透镜结构件包括透射凹透镜；所述透射凹透镜用于将所述透射凸透镜折射的光线朝向所述功能器件折射；所述功能器件包括功能区；

在所述显示面板所在平面上，所述功能区的投影位于所述透光显示区的投影内，且所述功能区的投影位于所述透射凸透镜的投影内，且所述功能区的投影位于所述透射凹透镜的投影内。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述透射凸透镜包括沿所述显示面板厚度方向相背的第一透射面和第二透射面，所述第一透射面为平面，所述第二透射面为曲面；所述第一透射面朝向所述显示面板，所述第二透射面朝向所述功能器件；

所述透射凹透镜包括沿所述显示面板厚度方向相背的第三透射面和第四透射面，所述第三透射面为平面，所述第四透射面为曲面；所述第三透射面朝向所述功能器件，所述第四透射面朝向所述显示面板；

所述第二透射面的曲率与所述第四透射面的曲率相等。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述透射凸透镜和所述透射凹透镜中至少一者为第二微型透镜膜；

所述第二微型透镜膜包括：第二本体和多个第二微透镜部；所述多个第二微透镜部均布于所述第二本体的表面；所述第二微透镜部的直径小于或等于第二预设尺寸。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光学组件还包括辅助凸透镜，所述辅助凸透镜位于所述凸透镜结构件与显示面板之间。

12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述辅助凸透镜为第三微型透镜膜；

所述第三微型透镜膜包括：第三本体和多个第三微透镜部；所述多个第三微透镜部均布于所述第三本体的表面；所述第三微透镜部的直径小于或等于第三预设尺寸。

13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括主显示区，至少部分的所述主显示区围绕所述透光显示区。

14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括多个像素单元；至少一个所述像素单元位于所述透光显示区内；至少一个所述像素单元位于所述主显示区内；所述透光显示区的所述像素单元的密度小于所述主显示区的所述像素单元的密度。

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