CN113641023A - 显示面板及电子装置 - Google Patents

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CN113641023A CN202110900628.7A CN202110900628A CN113641023A CN 113641023 A CN113641023 A CN 113641023A CN 202110900628 A CN202110900628 A CN 202110900628A CN 113641023 A CN113641023 A CN 113641023A
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Abstract

本申请提供一种显示面板及电子装置，电子装置包括显示面板，该显示面板包括显示面板主体、保护层、光源模组以及光学传感器，光源模组发出的出射光线沿第一方向射入至保护层，第一方向与显示面板的厚度方向的夹角大于出射光线在保护层的出光面的临界角，使得光学模组发出的光线在保护层中实现全反射，当用于指纹检测的手指触碰保护层对应显示面板主体的显示区的任意区域时，照射至手指的光线可以被反射至光学传感器，如此可以增大显示面板及电子装置屏下指纹识别的范围，从而增加指纹识别的便捷性。

Description

显示面板及电子装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及电子装置。
背景技术
近年来随着电子技术的发展，手机、平板等移动式显示电子装置已成为人们日常生活中必不可少的社交媒介与信息存储载体。对于此类产品，用于在追求便携、全面屏、轻薄等时尚外观特性的同时，对于个人隐私的保护也提出强烈需求。指纹识别作为移动电子装置的身份识别方式已得到广泛应用，且具有相应的法律效应。
目前，主流的指纹识别技术为电容式和光学式，电容式基本应用于液晶显示装置(liquidcrystaldisplay,LCD)，通常位于电子装置的背面、下边框处或侧面。这种方式不但有损电子装置的美观性，且随着屏占比的不断提升，电容式指纹识别模组无处放置。光学式基本上应用于有机发光二极管(organiclightemittingdiode,OLED)显示装置，指纹识别区域可以位于显示区，使得电子装置可以具有良好的美观性。虽然以上两种方案目前已得到广泛的应用，但均采用的是单点式指纹识别工作方式，指纹识别只能固定在特定的小区域范围内，在操作上欠缺便携性。
综上所述，现有显示面板及电子装置存在指纹识别只能固定在特定的小区域范围内的问题。故，有必要提供一种显示面板及电子装置来改善这一缺陷。
发明内容
本申请实施例提供一种显示面板及电子装置，用于解决现有显示面板及电子装置存在的指纹识别只能固定在特定的小区域范围内的问题。
本申请实施例提供一种显示面板，包括：
显示面板主体；
保护层，设置于所述显示面板主体的出光侧；
光源模组，所述光源模组的出光面朝向所述保护层的入光面；以及
光学传感器，设置于所述显示面板主体背离所述保护层的一侧；
其中，所述光源模组发出的出射光线沿第一方向射入至所述保护层，在截面视角下，所述第一方向与所述保护层的厚度方向的夹角大于所述出射光线在所述保护层的出光面的临界角。
根据本申请一实施例，所述光源模组包括：
导光件，所述导光件的出光面朝向所述保护层的所述入光面；以及
光源，设置于所述导光件的入光面的侧部。
根据本申请一实施例，所述导光件的表面上设置有反射层，所述反射层暴露出所述导光件的入光面和出光面。
根据本申请一实施例，所述导光件具有与所述出光面相对设置的反射面，所述反射面上设有阵列结构，所述阵列结构具有不平坦的表面。
根据本申请一实施例，所述阵列结构包括沿与所述第一方向相反的方向凸出所述反射面的多个凸部，所述凸部为棱锥、半球体或半椭球体中的任意一种；
或者，所述阵列结构包括由所述反射面沿所述第一方向凹陷的多个凹部，所述凹部的截面呈三角形、半圆形或半椭圆形中的任意一种。
根据本申请一实施例，所述显示面板还包括第一粘胶层，所述第一粘胶层贴合于所述光源模组的所述出光面与所述保护层的所述入光面之间；
其中，所述第一粘胶层的折射率大于所述保护层的折射率。
根据本申请一实施例，所述第一粘胶层的折射率大于或等于1.5且小于或等于1.8。
根据本申请一实施例，所述显示面板还包括第二粘胶层，所述第二粘胶层贴合于所述保护层的入光面；
其中，所述第二粘胶层的折射率小于所述保护层的折射率，手指的折射率小于所述保护层的折射率。
根据本申请一实施例，所述保护层的折射率为n1，所述第二粘胶层的折射率为n2，所述手指的折射率为n3，所述出射光线射入至所述保护层的入射角为α；
其中，arcsin(n2/n1)≤α＜arcsin(n3/n1)。
根据本申请一实施例，所述第二粘胶层的折射率大于或等于1.1且小于或等于1.3，所述保护层的折射率大于或等于1.4且小于或等于1.6。
根据本申请一实施例，所述显示面板主体包括显示区和围绕所述显示区的边框区，所述光源模组设置于所述边框区内。
本申请实施例还提供一种电子装置，包括如上述的显示面板。
本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供一种显示面板及电子装置，所述电子装置包括所述显示面板，所述显示面板包括显示面板主体、保护层、光源模组以及光学传感器，所述保护层设置于所述显示面板主体的出光侧，所述光源模组的出光面朝向所述保护层的入光面，所述光学传感器设置于所述显示面板主体背离所述保护层的一侧，所述光源模组发出的出射光线沿第一方向射入至所述保护层，所述第一方向与所述保护层的厚度方向的夹角大于所述出射光线在所述保护层的出光面的临界角，使得光学模组发出的光线在保护层中实现全反射，当用于指纹检测的手指触碰保护层对应显示面板的显示区的区域时，照射至手指的光线可以被反射至光学传感器，如此可以增大显示面板及电子装置屏下指纹识别的范围，从而增加指纹识别的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的显示面板的平面示意图；
图2为本申请实施例提供的第一种显示面板沿A-A方向的截面示意图；
图3为本申请实施例提供的光源模组的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第一种导光件沿B-B方向的截面示意图；
图5为本申请实施例提供的第二种导光件沿B-B方向的截面示意图；
图6为本申请实施例提供的第三种导光件沿B-B方向的截面示意图；
图7为本申请实施例提供的第四种导光件沿B-B方向的截面示意图；
图8为本申请实施例提供的第二种显示面板沿A-A方向的截面示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步的说明。
本申请实施例提供一种显示面板及电子装置，所述电子装置包括所述显示面板100。所述电子装置还可以包括壳体，所述显示面板可以安装于所述壳体上，壳体内可以设置有容置空间，所述容置空间可以用于放置主板、印刷电路板、电池等用于驱动所述柔性显示面板所需的电子元件。
在本申请实施例中，所述电子装置可以车载显示终端，例如车载显示器、行车记录仪等，所述电子装置也可以是移动终端，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等，或者是可穿戴式终端，例如智能手表、智能手环、智能眼镜、增强现实设备等，所述电子装置还可以是固定终端，如台式电脑、电视等，也可以是车载显示终端，如车载显示器或行车记录仪等。
结合图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的显示面板的平面示意图，图2为本申请实施例提供的第一种显示面板沿A-A方向的截面示意图，所述显示面板100包括显示面板主体10、保护层20、光源模组30和光学传感器40，所述保护层20设置于所述显示面板主体10的出光侧，用于保护所述显示面板主体10。所述光源模组30的出光面朝向所述保护层20的入光面21，光源模组30用于为光学传感器40提供光源。所述光学传感器40设置于所述显示面板主体10背离所述保护层20的一侧。
在一实施例中，所述显示面板主体10为液晶显示面板，液晶显示面板可以包括背光模组、阵列基板、液晶层和彩膜基板。光源模组30发出的光线照射至保护层20，经手指200反射后可以穿过显示面板主体10并被光学传感器40接收。在实际应用中，显示面板主体10的种类不仅限于上述的液晶显示面板，还可以为有机发光二极管显示面板或者微发光二极管显示面板等其他类型的显示面板。
显示面板100还包括胶框11，胶框11的竖直侧壁上设有卡槽，光源模组30可以固定安装于所述卡槽内。
在一实施例中，所述保护层20为盖板，盖板由透光材料制备形成。在实际应用中，保护层20不仅限于上述的盖板，也可以为透光的硬质涂层。
如图2所示，光源模组30发出的出射光线L1沿第一方向a1射入至所述保护层20，所述第一方向a1与所述保护层20的厚度方向y的夹角α大于所述出射光线L1在所述保护层20的出光面的临界角。如此，可以使光源模组30发出的出射光线L1在保护层20内实现全反射，从而可以使得保护层20的任意区域都可以分布有光源模组30发出的光线。
如图1和图2所示，显示面板100包括显示区110和围绕所述显示区110的边框区120，当手指200与保护层20对应显示区110的区域接触时，手指200可以打破所述光源模组30发出的光线在保护层20内的全反射，并使得照射至手指200的光线从保护层20的入光面21射出，穿过显示面板主体10后被光学传感器40接收，从而可以实现对手指200的光学检测。
在本申请实施例中，如图2所示，手指200的指纹具有间隔分布的脊处210和位于相邻脊处210之间的谷处220。
可以理解的是，当用户的手指200与保护层20对应显示区110的区域中的任意区域接触时，脊处210与保护层20的出光面22之间无空气间隙，脊处210会打破照射至脊处210的光线在保护层20内的全反射，并将该部分光线反射至被光学传感器40接收，使得与脊处210对应的区域会有较多的光线被反射至光学传感器40；谷处220与保护层20的出光面22之间存在空气间隙，照射至保护层20对应谷处220的区域的部分光线的全反射会被破坏，并被反射至光学传感器40，其他部分光线仍会保持全反射，使得与谷处220对应的区域会有较少的光线被反射至光学传感器40，从而形成脊亮谷暗的生物特征信息，即指纹信息。携带指纹信息的光线进入位于保护层20下方的显示面板主体10，进而通过准直光路达到光学传感器40，从而增大显示面板100及电子装置的屏下指纹识别的范围。
结合图1和图2所示，在本申请实施例中，显示面板100可以仅包括一个光源模组30，所述光源模组30可以设置于显示区110下边缘处的边框区120内。在实际应用中，所述光源模组30也可以设置于显示区110上边缘、左边缘或右边缘处的边框区120内。此外，显示面板100也可以包括多个光源模组30，该多个光源模组30可以分布于显示区110的四周边缘处的边框区120内。
结合图2和图3所示，图3为本申请实施例提供的光源模组的结构示意图，所述光源模组30包括导光件31和光源32，光源32设置于导光件31的入光侧，导光件31的出光面朝向保护层20的入光面21。
光源32为红外光源，用于提供用于进行指纹识别所需的红外光线。红外光线可以不被人眼所察觉，且能够穿透显示面板主体10，从而可以在实现屏下指纹识别功能的同时，保证显示面板100的显示效果不受影响。在实际应用中，光源32的种类也不仅限于红外光源，也可以为紫外光源或其他不可见光源等。
在本申请实施例中，导光件31为棒状结构(即导光棒)，包括一个出光面310、位于出光面310的相对端的第一入光面311和第二入光面312、位于出光面310相对端且均与第一入光面311和第二入光面312连接的第一连接面313和第二连接面314、以及与出光面310相对设置的反射面315。其中，第一入光面311和第二入光面312均与第一方向a1平行，并垂直于第二方向a2，第一连接面313和第二连接面314与第一方向a1和第二方向a2所界定的平面平行，出光面310平行于第二方向a2并垂直于第一方向a1。
在本申请实施例中，第一方向a1与保护层20的厚度方向y之间的夹角也为α，保护层20的厚度方向y为竖直方向，保护层20的厚度方向y垂直于水平方向x。反射面315垂直连接于所述第一连接面313和第二连接面314，光源32发出的光线经反射面315反射后，可以沿第一方向a1从光源模组30出射，即形成出射光线L1，出射光线L1射入保护层20时的入射角为α，所述入射角α大于42°。
光源模组30具有两个光源32，两个光源32分别与第一入光面311和第二入光面312相对设置。两个光源32分别通过第一入光面311和第二入光面312向导光件31中射入红外光线，以此加导光件31中红外光线的量，使得有更多的光线可以被反射至光学传感器40，从而提高电子装置的指纹识别的准确率。
在本申请实施例中，显示面板100还可以包括第一粘胶层50，所述第一粘胶层50贴合于光源模组30的所述出光面与所述保护层20的所述入光面21之间，所述第一粘胶层50的折射率大于所述保护层20的折射率。
如图2所示，导光件31的出光面310通过第一黏胶层50与保护层20的入光面21贴合。通过在导光件31与保护层20之间设置折射率大于保护层20的第一粘胶层50，可以减小出射光线L1从导光件31射入至保护层20中的折射程度，从而可以使光源32发出的光线更多的进入保护层20中发生全反射，提高光源模组30的光线利用率。
具体的，所述第一粘胶层50的折射率为1.6。在实际应用中，所述第一粘胶层50的折射率不仅限于上述的1.6，还可以为1.5、1.7或1.8等，仅需要大于或等于1.5且小于或等于1.8即可。
进一步的，所述导光件31的表面上设置有反射层316，所述反射层316暴露出所述导光件31的所述入光面和所述出光面。
如图1所示，在本申请实施例中，第一入光面311、第二入光面312、第一连接面313、第二连接面314以及反射面315上均设置有反射层316，反射层316可以避免光源32发出的光线从导光件31除出光面310以外的其他面射出，从而可以提高光源膜组30的光线利用率。反射层316可以通过蒸镀、涂布或其他工艺直接在上述各面上形成，反射层316的材料可以包括但不限于Ag或Al等金属材料中的至少一种。
进一步的，所述反射面315设有阵列结构33，所述阵列结构33用于破坏所述光源32发出的光线在所述导光件31中的全反射并使所述光线沿所述第一方向a1出射。
在一实施例中，如图3和图4所示，图4为本申请实施例提供的第一种导光件沿B-B方向的截面示意图，阵列结构33包括沿与第一方向a1相反的方向凸出所述反射面315的多个凸部331，所述凸部331用于打乱光源32发出的光线在所述导光件31中的全反射。当光源32发出的光线照射至凸部331的侧壁时，凸部331可以将该光线沿第一方向a1反射并从导光件31的出光面310射出。所述凸部331与所述导光件31可以通过注塑成型工艺一体成型。
具体的，如图4所示，所述凸部331为半椭球体，在B-B方向的截面呈半椭圆状。在其他一些实施例中，如图5所示，图5本申请实施例提供的第二种导光件沿B-B方向的截面示意图，所述凸部331的形状不仅限于上述的半椭球体，还可以为棱锥或半球体。当所述凸部331为棱锥时，所述凸部331具体可以为三棱锥、四棱锥等，所述凸部331在沿B-B方向的截面呈三角形。
进一步的，如图4所示，所述凸部331在第二方向a2上的宽度d为40微米。在实际应用中，所述凸部331在第二方向a2上的宽度d不仅限于上述的40微米，也可以为30微米、35微米、45微米或50微米等，仅需要大于或等于30微米且小于或等于50微米即可。如此，可以使单个凸部331保持在合理的大小范围，避免凸部331在第二方向a2上的宽度过大导致凸部331打乱导光件31内光线的全反射的效果降低，同时还可以避免凸部331在第二方向a2上的宽度过大导致阵列结构33中凸部331的密度减小进而影响反射面315对光线的反射作用，从而可以保证光源模组30的光线利用率。
进一步的，如图4所示，所述凸部331在所述第一方向a1上的高度h为3微米。在实际应用中，所述凸部331在所述第一方向a1上的高度h不仅限于上述的3微米，也可以为2微米、2.5微米、3.5微米或4微米等，仅需要大于或等于2微米且小于或等于4微米即可。如此，可以避免凸部331的高度h过小导致凸部331对光线的反射作用降低，同时还可以避免凸部331的高度h过大导致红外光线无法传递至导光件31中距离光源32较远的区域，从而可以提高光源模组30的光线利用率。
进一步的，如图4所示，相邻所述凸部331之间的距离b为0.5毫米。在实际应用中，相邻所述凸部331之间的距离b不仅限于上述的0.5毫米，也可以为0.3毫米、0.4毫米或0.6毫米等，仅需要大于或等于0.3毫米且小于或等于0.6毫米即可，如此可以避免相邻凸部331之间的尺寸过大使得阵列结构33中凸部331的密度减小导致阵列结构33对光线的反射作用降低，从而可以保证光学模组30的光线利用率。
在另一实施例中，如图6和图7所示，图6为本申请实施例提供的第三种导光件沿B-B方向的截面示意图，图7为本申请实施例提供的第四种导光件沿B-B方向的截面示意图，阵列结构33包括由所述反射面315沿所述第一方向a1凹陷的多个凹部332。凸部331的作用与图4和图5所示的导光件中的凸部331的作用相同，也是用于打乱光源32发出的光线在所述导光件31中的全反射。
具体的，如图6所示，所述凹部332在所述第一方向a1和第二方向a2所在平面的截面呈半椭圆形，其中第一方向a1和第二方向a2所在的平面即为沿B-B方向的截面，第二方向a2垂直于所述第一方向a1。在实际应用中，所述凹部332沿B-B方向的截面形状不仅限于上述的半椭圆形，也可以为半圆形或如图7所示的三角形。
进一步的，与图4所示的第一种导光件31的凸部331的结构相似，所述凹部332的直径d可以为30微米、35微米、40微米、45微米或50微米等，仅需要大于或等于30微米且小于或等于50微米即可。
所述凹部332在所述第一方向a1上的深度h可以为2微米、2.5微米、3微米、3.5微米或4微米等，仅需要大于或等于2微米且小于或等于4微米即可。
相邻所述凹部332之间的距离b可以为0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米或0.6毫米等，仅需要大于或等于0.3毫米且小于或等于0.6毫米即可。
进一步的，如图2所示，所述显示面板100还包括第二粘胶层60，所述第二粘胶层60贴合于所述保护层20的入光面21，所述保护层20通过所述的第二粘胶层60与显示面板主体10贴合。
所述第二粘胶层60的折射率小于所述保护层20的折射率，如此可以保证出射光线L1能够在保护层20内发生全反射。手指200的折射率小于所述保护层20的折射率，可以保证手指200能够破坏保护层20中红外光线的全反射。
进一步的，所述保护层20的折射率为n1，所述第二粘胶层60的折射率为n2，手指200为用户的手指，其折射率为n3，所述出射光线L1射入至所述保护层20的入射角为α，其中上述各折射率满足：arcsin(n2/n1)≤α＜arcsin(n3/n1)。如此，既可以保证红外光线在保护层20中发生全反射，又可以保证手指的脊处210可以破坏保护层20中红外光线的全反射，实现指纹特征信息的提取。
具体的，在本申请实施例中，所述第二粘胶层60的折射率n2为1.2，所述保护层20的折射率n1为1.5，手指的折射率n3测得为1.42左右。在实际应用中，所述第二粘胶层60的折射率不仅限于上述的1.2，也可以为1.1或1.3等，仅需要大于或等于1.1且小于或等于1.3即可，所述保护层20的折射率不仅限于上述的1.5，也可以为1.6或1.7等，仅需要大于或等于1.5且小于或等于1.7即可。
如图2所示，所述显示面板100还包括准直光栅结构70，所述准直光栅结构70设置于所述光学传感器40靠近所述显示面板主体10的一侧。所述准直光栅结构70的作用在于提供准直光路，收敛经由手指反射并穿透所述显示面板主体10的携带指纹特征信息的红外光线，以此增加光学传感器40接收到的携带有指纹特征信息的红外光线，从而提高电子装置的指纹识别的准确率。
如图8所示，图8为本申请实施例提供的第二种显示面板沿A-A方向的截面示意图，与图2所示的第一种显示面板不同的是，图8所示的第二种显示面板中不包含准直光栅结构70，而是采用微透镜阵列结构80，所述微透镜阵列结构80设置于所述光学传感器40靠近所述显示面板主体10的一侧。所述微透镜阵列结构80由多个呈阵列排布的透镜组成，其作用与所述准直光栅结构70的作用相同，此处不再赘述。
本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供一种显示面板及电子装置，所述电子装置包括所述显示面板，所述显示面板包括显示面板主体、保护层、光源模组以及光学传感器，所述保护层设置于所述显示面板主体的出光侧，所述光源模组的出光面朝向所述保护层的入光面，所述光学传感器设置于所述显示面板主体背离所述保护层的一侧，所述光源模组发出的出射光线沿第一方向射入至所述保护层，所述第一方向与所述保护层的厚度方向的夹角大于所述出射光线在所述保护层的出光面的临界角，使得光学模组发出的光线在保护层中实现全反射，当用于指纹检测的手指触碰保护层对应显示面板主体的显示区的任意区域时，照射至手指的光线可以被反射至光学传感器，如此可以增大显示面板及电子装置屏下指纹识别的范围，从而增加指纹识别的便捷性。
综上所述，虽然本申请以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本申请，本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为基准。

Claims (12)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
显示面板主体；
保护层，设置于所述显示面板主体的出光侧；
光源模组，所述光源模组的出光面朝向所述保护层的入光面；以及
光学传感器，设置于所述显示面板主体背离所述保护层的一侧；
其中，所述光源模组发出的出射光线沿第一方向射入至所述保护层，在截面视角下，所述第一方向与所述保护层的厚度方向的夹角大于所述出射光线在所述保护层的出光面的临界角。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述光源模组包括：
导光件，所述导光件的出光面朝向所述保护层的所述入光面；以及
光源，设置于所述导光件的入光面的侧部。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述导光件的表面上设置有反射层，所述反射层暴露所述导光件的所述入光面和所述出光面。
4.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述导光件具有与所述出光面相对设置的反射面，所述反射面上设有阵列结构，所述阵列结构具有不平坦的表面。
5.如权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述阵列结构包括沿与所述第一方向相反的方向凸出所述反射面的多个凸部，所述凸部为棱锥、半球体或半椭球体中的任意一种；
或者，所述阵列结构包括由所述反射面沿所述第一方向凹陷的多个凹部，所述凹部的截面呈三角形、半圆形或半椭圆形中的任意一种。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括第一粘胶层，所述第一粘胶层贴合于所述光源模组的所述出光面与所述保护层的所述入光面之间；
其中，所述第一粘胶层的折射率大于所述保护层的折射率。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第一粘胶层的折射率大于或等于1.5且小于或等于1.8。
8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括第二粘胶层，所述第二粘胶层贴合于所述保护层的入光面；
其中，所述第二粘胶层的折射率小于所述保护层的折射率，手指的折射率小于所述保护层的折射率。
9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述保护层的折射率为n1，所述第二粘胶层的折射率为n2，所述手指的折射率为n3，所述出射光线射入至所述保护层的入射角为α；
其中，arcsin(n2/n1)≤α＜arcsin(n3/n1)。
10.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第二粘胶层的折射率大于或等于1.1且小于或等于1.3，所述保护层的折射率大于或等于1.5且小于或等于1.7。
11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板主体包括显示区和围绕所述显示区的边框区，所述光源模组设置于所述边框区内。
12.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的显示面板。
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