CN113937128A - 一种显示屏结构及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种显示屏结构及电子设备，应用于具有屏下指纹采集功能的电子设备，所述显示屏为OLED显示屏，所述显示屏包括基板，所述基板上设置有一层变色层，所述变色层由光致变色材料制成；所述变色层至少覆盖所述基板的与指纹采集模组对应区域。通过在OLED显示屏的基板上设置由光致变色材料制成的变色层，使得显示屏上与指纹采集模组对应的区域，以及显示屏的其他区域，在阳光下的反射效果基本保持一致，避免OLED显示屏指纹采集区域在阳光下出现暗斑，提升用户的使用体验。

Description

一种显示屏结构及电子设备
技术领域
本公开涉及智能设备领域，尤其涉及一种显示屏结构及电子设备。
背景技术
随着科技的发展，显示屏的面积越来越大，以提供给用户更好的视觉享受。为了增大手机等电子设备的屏占比，摄像头、指纹采集模块等转移至显示屏的下方。
对于OLED屏的屏下指纹采集方案，用户在使用过程中发现，显示屏的设置光学传感器的位置在阳光下会出现显示暗斑，影响用户的使用体验。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种显示屏结构及电子设备。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种显示屏结构，应用于具有屏下指纹采集功能的电子设备，所述显示屏为OLED显示屏，所述显示屏包括基板，所述基板上设置有一层变色层，所述变色层由光致变色材料制成；
所述变色层至少覆盖所述基板的与指纹采集模组对应区域。
可选地，所述变色层由通过非可见光激发的有机光致变色材料制成。
可选地，所述变色层未被激发的情况下，所述变色层呈无色透明态；
所述变色层被激发的情况下，所述变色层呈非透明态。
可选地，所述变色层被激发的情况下，具有反射性能。
可选地，所述变色层由包含螺恶嗪的有机光致变色材料制成。
可选地，所述变色层由包含螺吡喃的有机光致变色材料制成。
可选地，所述变色层通过真空蒸镀方式设置在所述基板上。
可选地，所述显示屏包括显示封装层和所述基板，所述基板设置于所述显示封装层的朝向电子设备内部的一侧；
所述基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
可选地，所述显示屏包括硬性OLED显示屏，所述硬性OLED显示屏包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板与所述第二玻璃基板之间设置所述显示封装层，所述第二玻璃基板设置于所述显示封装层的朝向电子设备内部的一侧，所述第二玻璃基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
可选地，所述显示屏包括柔性OLED显示屏，所述柔性OLED显示屏包括柔性基板；
所述柔性基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
可选地，所述显示面板的朝向电子设备的一侧设置有反射层，所述反射层与所述变色层具有重叠区域。
可选地，所述非可见光为紫外光。
根据本公开实施例的第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的任一显示屏结构和设置于显示屏下的指纹采集模组。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过在OLED显示屏的基板上设置由光致变色材料制成的变色层，使得显示屏上与指纹采集模组对应的区域，以及显示屏的其他区域，在阳光下的反射效果基本保持一致，避免OLED显示屏指纹采集区域在阳光下出现暗斑，提升用户的使用体验。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据相关技术示出的显示屏的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的显示屏的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的显示屏的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的显示屏的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
相关技术中，手机、pad等电子设备使用的屏幕大多为液晶屏(LCD屏)和OLED屏，由于OLED显示屏的发光原理与LCD显示屏的发光原理不同，因此，OLED显示屏相比于液晶屏具有厚度小、可弯曲程度大、耗电量少、色彩细腻等优点，使得OLED显示屏受到广泛好评。
随着科技的发展，显示屏的面积越来越大，以提供给用户更好的视觉享受。为了增大手机等电子设备的屏占比，摄像头、指纹采集模块等辅助功能的设计方案也随之发生改变，对于指纹采集模块，相关技术中主要有前置、后置和屏下三种设置方案。然而，随着全面屏时代的到来，指纹采集模块的后置方案和屏下方案成为主流。
对于OLED屏的屏下指纹采集方案，目前主流的方案是在OLED屏下设置光学传感器，为了保证光学传感器发出的光能够有效穿过OLED显示屏，即提高光学传感器的光穿透率，要求在OLED显示屏的朝向电子设备内部一侧的辅材上挖孔，光学传感器与挖孔对应设置。同时，为了保证显示屏的显示亮度，在显示屏的朝向电子设备内部的一侧上涂布有一层反射材料，以反射透过显示屏摄入至反射材料上的光线，提升显示屏的显示亮度。而为了提高光学传感器的光透过率，在显示屏的与光学传感器对应的位置没有涂布反射材料。
由于显示屏有的区域设置有反射材料，有的区域没有设置反射材料，设置有反射材料的区域能够对光线进行反射，没有设置反射材料的区域无法反射外界光线。因此，当显示屏处于阳光下设置反射材料的区域和没有设置反射材料的区域对光线的反射程度不同。设置反射材料的区域在阳光下的亮度会高于没有设置反射材料的区域，进而造成没有设置反射材料的区域，即设置光学传感器的区域形成显示暗斑，影响用户的使用体验。
如图1所示，相关技术中的OLED显示屏100包括玻璃盖板110和显示面板130，玻璃盖板110和显示面板130通过光学胶层120粘接连接。OLED显示屏100还包括设置在显示面板130的远离玻璃盖板110一侧的辅材140，在辅材140上开设有透光孔150，在辅材140的远离玻璃盖板110的一侧设置光学传感器160，光学传感器160与透光孔150对应设置。OLED显示屏100的显示面板130的远离玻璃盖板110的一侧划分为两个区域，与开设有透光孔150的区域对应的显示面板130上的区域为第一区域170，该区域上没有设置反射材料；与没有开设透光孔150的区域对应的显示面板130上的区域为第二区域180，该区域上设置有反射材料形成的反射层(图中未示出)。当OLED显示屏100处于阳光下时，显示屏的第一区域170由于没有设置反射材料，因此，无法反射外界环境中入射至显示屏的环境光，从而在第一区域170形成暗斑。
本公开提供了一种显示屏结构，应用于具有屏下指纹采集功能的电子设备，显示屏为OLED显示屏，显示屏包括基板，基板上设置有一层变色层，变色层由光致变色材料制成；变色层至少覆盖基板的与指纹采集模组对应区域。通过在OLED显示屏的基板上设置由光致变色材料制成的变色层，使得显示屏上与指纹采集模组对应的区域，以及显示屏的其他区域，在阳光下的反射效果基本保持一致，避免OLED显示屏指纹采集区域在阳光下出现暗斑，提升用户的使用体验。
在一个示例性实施例中，光致变色材料的激发波长不落入OLED材料自发光波段即可。其中，光致变色材料在未被激发的情况下，呈无色透明态；在被激发的情况下，呈非透明态。
在一个示例性实施例中，如图2所示，本实施例中的显示屏结构可以应用在硬性OLED显示屏上，也可以应用在柔性OLED显示屏上。本实施例描述过程中涉及到的上、下等方位以图2中示出的方位为准。
本实施例中的OLED显示屏200包括玻璃盖板210和显示面板230，玻璃盖板210和显示面板230通过光学胶层220粘接连接。OLED显示屏200还包括设置在显示面板230的远离玻璃盖板210一侧的辅材240，即由上至下，显示屏依次包括玻璃盖板210、光学胶层220、显示面板230和辅材240。在辅材240上开设有透光孔250，其中，辅材240比如可以是泡棉等。在辅材240的远离玻璃盖板210的一侧设置指纹采集模组260，指纹采集模组260比如可以是光学传感器，光学传感器与透光孔250对应设置。OLED显示屏200的显示面板230的远离玻璃盖板210的一侧划分为两个区域，显示面板230上与开设有透光孔250的区域对应的区域为第一区域231，该区域上没有设置反射材料形成的反射层270。显示面板230上与没有开设透光孔250的区域对应的区域为第二区域232，该区域上设置有反射材料形成的反射层270。
本实施例中的显示面板包括基板233，基板233上设置有一层由光致变色材料制成的变色层280，变色层280至少覆盖基板233的与指纹采集模组260对应的区域，其中，指纹采集模组260比如可以是光学传感器。在一个示例中，参照图2所示，显示屏的显示面板230包括显示封装层234和基板233，基板233设置在显示封装层234的下方，变色层280设置在基板233的朝向电子设备(图中未示出)内部的一侧，即变色层280设置在基板233的下表面。
由上述相关技术中的记载可知，由于开设有透光孔250的第一区域231上没有设置反射材料，没有开设透光孔250的第二区域232上设置有反射材料，因此，在阳光下第一区域231相对第二区域232较暗，形成暗斑。本实施例中，在基板233的与第一区域231对应的位置上设置变色层280，变色层280会根据第一区域231中接收到的光线发生变化，当第一区域231接收到的光线能够激发变色层280时，变色层280变为不透明的状态，并具有反射功能，能够对透过显示屏入射的光线进行反射。当第一区域231接收的光线无法激发变色层280时，变色层280始终保持无色透明状态，保持较好的透过率。
本实施例在第一区域231对应的位置设置变色层280后，当显示屏处于阳光下时，变色层被激发的情况下，变色层280能够反射其接收到的大约80％左右的光线，从而与基板233上设置有反射层270的区域的反射效果基本保持一致，整个显示屏的显示效果一致性更好，不会出现显示暗区，提升用户的使用体验。
本实施例中，在选择用于制备变色层280的光致变色材料时，应当遵循三个基本原则。第一，光致变色材料在非可见光照射下，也即被激发的状态下，应当呈非透明状态，以使设置有变色层的指纹采集模组对应的区域能够和显示屏的其他位置一样对光线进行反射；第二，光致变色材料处于未被激发的状态下，应当呈现无色透明态，以确保指纹采集模组能够进行指纹采集；第三，被选择的光致变色材料在被激发态与未激发态之间的切换过程所需的时长不宜过长，避免影响用户的使用体验。
在上述三个基本原则的基础上，可以根据实际情况选择由非可见光激发的有机光致变色材料或者无机光致变色材料来制备白色层280。
在一个示例性实施例中，依旧参照图2，本实施例中的显示屏结构与上述实施例相同，本实施例中的显示屏结构与上述实施例中的显示屏结构的不同之处在于，本实施例中的显示屏结构上的变色层280由通过非可见光激发的有机光致变色材料制成。变色层280未被激发的情况下，变色层呈无色透明态；变色层280被激发的情况下，变色层呈非透明态，且具有反射功能。由OLED显示屏200的显示原理可知，OLED显示屏200的光由自发光材料在电压的作用下发光产生，OLED显示屏200发出的光波的波长均在可见光波长范围内，也即显示屏在显示过程中发出的光为可见光，为了对OLED显示屏200的自发光波段(780nm至400nm)进行避让，避免变色层280的光致变色反应受到显示屏发出的可见光的影响，以免误激发的情况出现，在选择用于制备变色层280的有机光致变色材料时，应当选择由非可见光激发的有机光致变色材料。其中，非可见光比如可以是紫外线、红外线、远红外线等。
而自然光包含的非可见光中的紫外线的量较多，因此，为了保证变色层280能够发挥出较好的效果，提升使用可靠性和使用准确性，变色层280可以选择由紫外线激发的有机光致变色材料制成。本实施例中的变色层280由通过紫外线激发的有机光致变色材料制成，该有机光致变色材料只能通过紫外线被激发。紫外线的波段范围为10nm至400nm，能够有效避开OLED显示屏200的自发光波段，当显示屏在阳光照射下时，显示屏变色层变为非透明态，且具有反射功能，对接收到的光线进行反射，起到与反射材料相同的作用，避免显示屏在阳光照射下出现显示暗斑，提升品牌竞争力。
在实施过程中，变色层280可以由包含螺恶嗪的有机光致变色材料制成，也可以由包含螺吡喃的有机光致变色材料制成。上述两种有机光致变色材料是本领域中常见的光致变色材料，可以通过购买方式获得。由于选择有机光致变色材料制备变色层280，确保变色层280的光致变色反应及逆反应的衰减周期可以缩小至十几微秒，以确保变色层280在接收到紫外线或者紫外线消失后，能够快速在激发态与未激发态之间转换，以确保在阳光照射下也能够实现快速解锁，提升解锁速度。根据相关实验显示，使用本实施例中的变色层280，可以保证变色层在激发态和未激发态之间切换的时长在0.5秒至1秒之间。
本实施例中，变色层280可以通过真空蒸镀方式设置在基板233上。其中，真空蒸镀是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(即有机光致变色材料)并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。在一个示例性实施例中，如图3所示，本实施例中的OLED显示屏300为硬性OLED显示屏，硬性OLED显示屏包括玻璃盖板310和显示面板330，玻璃盖板310和显示面板330通过光学胶层320粘接连接。OLED显示屏300还包括设置在显示面板330的远离玻璃盖板310一侧的辅材340，即由上至下，显示屏依次包括玻璃盖板310、光学胶层320、显示面板330和辅材340。显示面板330包括第一玻璃基板331和第二玻璃基板333，第一玻璃基板331与第二玻璃基板333之间设置显示封装层332，第二玻璃基板333设置于显示封装层332的朝向电子设备(图中未示出)内部的一侧，第二玻璃基板333的朝向电子设备内部的一侧设置变色层350，同时，在第二玻璃基板333的下表面还设置有反射材料形成的反射层360。本实施例中的变色层350的位置可以与指纹采集模组370的对应设置，即辅材340上开设的用于供指纹采集模组370进行指纹采集的透光孔380的区域的位置、大小与变色层350的位置大小一致。这样的设置方式，既能够节约变色层350的成本，又能够避免出现显示暗斑。
本实施例中的变色层350由紫外线光致变色材料制成，比如由包含螺恶嗪的有机光致变色材料制成。当显示屏在室外环境中接收到较强的光照时，其接收到较多的紫外线，有机光致变色材料吸收紫外线，激发变色层350的光变反应，变色层350处于激发态，也即高反射态。在激发态下，变色层350变为具有较高反射率的反射层，此时，变色层350的反射率大约可以达到反射材料的80％，确保用户在强光下观察显示屏时，变色层350所在区域与反射层360涂布区域之间的明暗变化相差不大，避免指纹采集区域出现显示暗斑，提升光照下显示屏的视觉美观性。
用户从室外环境中移步至室内环境中，由于玻璃等建材对阳光中的紫外线进行了阻挡，在室内中的紫外线量非常低，不足以使有机光致变色材料被激发。此时，变色层350处于未激发状态，在此状态下，变色层350处于透明无色状态，具有非常好的透光率，对入射至其上的光线几乎不反射。同时，变色层也不会对作为指纹采集模组370使用的光学传感器发出的光线进行遮挡，确保在需要对指纹信息进行采集时，光学传感器发出的光能够无遮挡地作用在用户的指纹上，提升了指纹采集准确性和高效性。
当然，可以理解的是，本实施例中的变色层280除了可以选择由紫外线激发的光致变色材料制成外，还可以选择由红外线激发的光致变色材料，即光致变色材料中的红外光敏材料，比如二芳烯光致变色化合物。
在一个示例性实施例中，如图4所示，本实施例中的OLED显示屏400为柔性OLED显示屏，柔性OLED显示屏包括玻璃盖板410和显示面板430，玻璃盖板410和显示面板430通过光学胶层420粘接连接。OLED显示屏400还包括设置在显示面板430的远离玻璃盖板410一侧的辅材440，即由上至下，显示屏依次包括玻璃盖板410、光学胶层420、显示面板430和辅材440。显示面板430包括柔性基板431，柔性基板431为聚酰亚胺膜，即PI膜。柔性基板431的上表面上涂布有机发光层432，并通过TFE进行封装，柔性基板431的朝向电子设备(图中未示出)内部的一侧，即柔性基板431的下表面设置变色层450，变色层450的位置可以与指纹采集模组460的对应设置，柔性基板431的其余位置(除变色层外的全部区域)涂布有反射材料，形成反射层470。为了确保变色层450能够将辅材440上开设的供指纹采集模组460发射出的光通过的透光孔480完全覆盖，反射层470和变色层450可以具有重叠区域(图中未示出)。比如，变色层450与透光孔480周向方向的反射层部分重叠。
本实施例中的变色层450由紫外线光致变色材料制成，比如由包含螺吡喃的有机光致变色材料制成。当显示屏在室外环境中接收到较强的光照时，其接收到较多的紫外线，有机光致变色材料吸收紫外线，激发变色层450的光变反应，变色层450处于激发态，也即高反射态。在激发态下，变色层变450为具有较高反射率的反射层，确保用户在强光下观察显示屏时，变色层450所在区域与反射材料涂布区域之间的明暗变化相差不大，避免指纹采集区域出现显示暗斑，提升光照下显示屏的视觉美观性。
当用户想要在强光下进行指纹解锁、指纹支付等操作时，用户将手指按压在显示屏上的预设区域。由于预设区域与指纹采集模组和透光孔的位置对应设置，用于的手指对通过透光孔入射至变色层上的紫外线进行遮挡，变色层上无法接收到足够的紫外线，变色层在0.5秒至1秒之间，由具有高反射率的激发态变为具有高透光率的未激发态。在未激发态下，指纹采集模组发出用于采集指纹信息的光，照射至用户的手指上，根据反射回的信息确定指纹信息，进而完成指纹解锁或指纹支付等操作。
本公开还提供了一种电子设备，电子设备比如可以是手机、平板电脑、智能穿戴设备等终端设备。电子设备包括OLED显示屏，OLED显示屏比如可以是硬性OLED显示屏，也可以是柔性OLED显示屏。
电子设备上设置有上述显示屏结构，并且电子设备的显示屏下设置有指纹采集模组，采用本公开中的电子设备能够有效避免电子设备的显示屏在室外阳光照射下，在指纹采集模组对应的区域出现显示暗斑，提升品牌形象，扩大品牌知名度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种显示屏结构，应用于具有屏下指纹采集功能的电子设备，所述显示屏为OLED显示屏，其特征在于，所述显示屏包括基板，所述基板上设置有一层变色层，所述变色层由光致变色材料制成；
所述变色层至少覆盖所述基板的与指纹采集模组对应区域。
2.根据权利要求1所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层由通过非可见光激发的有机光致变色材料制成。
3.根据权利要求2所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层未被激发的情况下，所述变色层呈无色透明态；所述变色层被激发的情况下，所述变色层呈非透明态。
4.根据权利要求2或3所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层被激发的情况下，具有反射性能。
5.根据权利要求1所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层由包含螺恶嗪的有机光致变色材料制成。
6.根据权利要求1所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层由包含螺吡喃的有机光致变色材料制成。
7.根据权利要求1所述的显示屏结构，其特征在于，所述变色层通过真空蒸镀方式设置在所述基板上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的显示屏结构，其特征在于，所述显示屏包括显示面板，所述显示面板包括显示封装层和所述基板，所述基板设置于所述显示封装层的朝向电子设备内部的一侧；
所述基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
9.根据权利要求8所述的显示屏结构，其特征在于，所述显示屏包括硬性OLED显示屏，所述硬性OLED显示屏包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板与所述第二玻璃基板之间设置所述显示封装层，所述第二玻璃基板设置于所述显示封装层的朝向电子设备内部的一侧，所述第二玻璃基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
10.根据权利要求8所述的显示屏结构，其特征在于，所述显示屏包括柔性OLED显示屏，所述柔性OLED显示屏包括柔性基板；
所述柔性基板的朝向电子设备内部的一侧设置所述变色层。
11.根据权利要求8所述的显示屏结构，其特征在于，所述显示面板的朝向电子设备的一侧设置有反射层，所述反射层与所述变色层具有重叠区域。
12.根据权利要求2所述的显示屏结构，其特征在于，所述非可见光为紫外光。
13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至12任一项所述的显示屏结构和设置于显示屏下的指纹采集模组。
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