CN114089557A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，该显示装置包括液晶显示面板，位于液晶显示面板背部的背光模组；显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域，摄像区域为可透明区域，背光模组对应摄像区域设置有背光孔，背光孔内设置有可切换摄像组件和出光模块；本发明采用屏下摄像头模块和光源模块相互替换，当显示装置处于屏下摄像时，背光孔内选择设置摄像组件，摄像区域的像素单元采用R/G/B/W设计方案、遮光层宽度细线化方案、金属信号线遮光方案、局部低色域方案等实现外界光高穿透，确保穿透率为10％至40％，本发明的一系列设计方案可以满足成本可控、效果较佳的屏下摄像显示装置的要求。

Description

显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示装置。
背景技术
随着手机行业的发展，屏下摄像头逐渐成为发展的趋势，屏下摄像头带来更好的视觉享受，无干扰的全方位显示。如图1所示，目前多数厂商乃是将显示装置10包括显示区11和摄像区12，背光模组设置面朝内的开孔，以供屏下摄像头对应放置，当屏下摄像头对应地设置于所述显示装置所具有的背光模组的开孔内时，所述开孔将仅仅作为所述屏下摄像头用以接收环境光的收发通道。
进入全面屏时代后，减小挖孔、弹出式摄像头等设计纷纷出现，但依旧有其局限和不方便之处，屏下摄像头技术可以打破该局限性，但是实现难度极大，主要原因便是屏幕的透光率较低，增大像素之间的间距是一种解决方案，但图1这种方案会使摄像区12的屏幕像素密度变低，分辨率下降，影响使用体验，拍出来的照片也会有一些模糊，只能通过算法后期优化。另一种方案，如图2所示，摄像区13采用透明电极方案，存在着成本较高，信赖性较差，隐藏摄像头位置显示区域因透光高于正常显示区，会存在目视感官可见的问题，影响体验。因此，现有的屏下摄像头方案存在的成本过高、穿透率较低的问题。
综上所述，需要提出一种新的显示装置，以解决上述技术问题中的屏下显示区出光效果与正常显示区产生差异，降低了用户的体验感的技术问题。
发明内容
本申请依据现有技术问题，提供一种显示装置，基于LCD屏幕的模块化屏下摄像头解决方案，该技术方案模组光穿透可以做到10％～40％之间，同时显示效果可以得到有效保障。
本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置包括液晶显示面板，位于所述液晶显示面板背部的背光模组；所述显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域，所述摄像区域为可透明区域，所述背光模组对应所述摄像区域设置有背光孔，所述背光孔内设置有可切换摄像组件和出光模块；
当所述显示装置处于正常显示时，所述背光孔内选择设置所述出光模块，当所述显示装置处于屏下摄像时，所述背光孔内选择设置所述摄像组件。
根据本发明一优选实施例，所述出光模块和所述摄像组件均为形状相同的结构；凸台状所述出光模块的两端台阶上均设置有光增益层，凸台状所述所述摄像组件的两端台阶上均设置有应力缓冲层。
根据本发明一优选实施例，所述出光模块包括基底、位于所述基底上的面光源、以及位于所述面光源上的偏光层；所述光增益层贴合于所述面光源侧面，并延伸至所述偏光层的表面；其中，所述面光源为OLED光源、LED光源、Mini-LED光源或Micro-LED光源中的一种。
根据本发明一优选实施例，所述液晶显示面板的正常显示区域与所述摄像区域之间还设置有过渡区域，所述背光模组在所述过渡区域的中线处隔断；在隔断面上贴合有透明支撑材料层，所述透明支撑材料层为亚克力胶材薄膜。
根据本发明一优选实施例，所述背光模组对应所述背光孔两侧均设置有平行的滑道，当所述摄像组件位于所述背光孔内，所述出光模块位于所述滑道上；或者，当所述出光模块位于所述背光孔内，所述摄像组件位于所述滑道上。
根据本发明一优选实施例，所述摄像区域的像素单元的尺寸比所述液晶显示面板的正常显示区域的像素单元的尺寸小，且所述摄像区域的像素单元的间隙比所述正常显示区域的像素单元的间隙大。
根据本发明一优选实施例，所述正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B子像素；所述摄像区域包括括阵列分布的R/G/B/W子像素。
根据本发明一优选实施例，所述正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B/W子像素；所述摄像区域的像素单元包括括阵列分布的R/G/B/W子像素；且所述摄像区域的W子像素开口面积大于所述正常显示区域的W子像素开口面积。
根据本发明一优选实施例，所述摄像区域的遮光层设置有镂空结构或者缩窄结构；或者，所述摄像区域不设置遮光层，利用扫描线和数据线进行遮光。
根据本发明一优选实施例，所述摄像区域的像素单元连接有独立驱动电路，所述独立驱动电路仅仅控制所述所述摄像区域中的液晶的偏转，所述独立驱动电路与所述摄像区域以外的液晶驱动电路是相互独立。
本发明的有益效果在于：本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置包括液晶显示面板，位于液晶显示面板背部的背光模组；显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域，摄像区域为可透明区域，背光模组对应摄像区域设置有背光孔，背光孔内设置有可切换摄像组件和出光模块；显示时会用出光模块，拍照时切换摄像组件，该设计方案实现成本可控、整体出光效果品质较佳显示装置的要求。
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发明的一些实施例，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和2为现有技术中两种屏下摄像的显示装置俯视结构示意图。
图3为本发明的实施例提供一种显示装置的膜层结构示意图。
图4为本发明的实施例提供一种显示装置的出光模块和摄像组件切换示意图。
图5为本发明的实施例提供一种显示装置的出光模块膜层结构示意图。
图6为本发明的实施例提供一种显示装置的摄像组件膜层结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，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发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。
本发明针对现有的屏下摄像头技术的应用存在局限性，主要原因便是摄像区的透光率较低，增大像素之间的间距是一种解决方案，但这种方案会使屏幕的像素密度变低，另外一种方案采用透明电极方案，存在着成本较高，信赖性较差，隐藏摄像头位置显示区域因透光高于正常显示区，会存在目视感官可见的问题，影响体验，且该摄像头方案存在的成本过高、穿透率较低的问题，总之现有的屏下显示区出光效果与正常显示区产生差异，降低了用户的体验感的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
如图3、图4、图5和图6所示，本发明的实施例提供一种显示装置100的膜层示意图，该显示装置100包括液晶显示面板，位于液晶显示面板背部的背光模组；显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域103，摄像区域103为可透明区域，背光模组对应摄像区域103设置有背光孔106，背光孔106内设置有可切换摄像组件300和出光模块200；当显示装置100处于正常显示时，背光孔106内选择设置出光模块200，当显示装置100处于屏下摄像时，背光孔106内选择设置摄像组件300。本实施例的液晶显示面板两侧分别设置有第一偏光片125和第二偏光片124，第二偏光片124在背光孔106位置处隔断。
具体地，如图3所示，液晶显示面板包括阵列基板121、与阵列基板121对位设置的彩膜基板123、以及位于阵列基板121和彩膜基板123之间的液晶层122，阵列基板121优选为薄膜晶体管基板，阵列基板包括第一衬底、设置于第一衬底上的多个薄膜晶体管、位于多个薄膜晶体管上方的像素电极。液晶层122包括胶框及液晶、胶框让液晶两侧玻璃能够紧密黏住；液晶一般为椭圆状，顺着长轴方向串接，每一列的液晶为一个液晶畴，任意相邻的两个液晶畴彼此独立，且任意相邻的两个液晶畴之间的边界为连续地变化的区域，液晶的偏转角度由位于液晶层两侧的彩膜基板123中的公共电极层和阵列基板121中的像素电极层之间的电场大小决定的。彩膜基板123包括第二衬底、制备于第二衬底上遮光层和色阻层、以及制备于遮光层和色阻层上的公共电极。
本实施例的液晶显示面板包括第一正常显示区域101、第二正常显示区域102、位于第一正常显示区域101和第二正常显示区域102之间的摄像区域103、位于第一正常显示区域101和摄像区域103之间的第一过渡区域104、以及位于第二正常显示区域102和摄像区域103之间的第二过渡区域105。摄像区域103的像素单元的尺寸优选比液晶显示面板的正常显示区域的像素单元的尺寸小，且摄像区域103的像素单元的间隙优选比正常显示区域的像素单元的间隙大，过渡区域的像素单元的尺寸大小优选介于正常显示区域的像素单元的尺寸和摄像区域103的像素单元的尺寸之间。
该背光模组包括背框111、位于背框111上的口字胶112、位于口字胶112上的光源113、位于光源113上的光学透明胶层115、位于光学透明胶层115上的导光板116，导光板116将光源113出射的点光源转化为垂直的光线。本实施例中导光板116上还设置光学膜材，光学膜材包括扩散板、棱镜片和增亮膜，扩散板、棱镜片和增亮膜用于使导光板116发出的入射光经过多次折射、反射、以及散射，射出发散光聚集在预设范围内出射，并提升背光模组的亮度。
如图4所示，摄像区域103的像素单元连接有独立驱动电路，独立驱动电路仅仅控制摄像区域103中的液晶的偏转，独立驱动电路与摄像区域以外的液晶驱动电路是相互独立。显示装置100开启摄像模式时，摄像区域103中像素单元为透光状态，摄像组件300选择地设置在背光孔106内，采集外界图像信息。显示装置100关闭摄像模式时，出光模块200选择地设置在背光孔106内，出光模块200出射光点亮以恢复显示功能。本实施例中的出光模块200和摄像组件300其中一模块位于背光孔106内，另一模块移除背光孔106，箭头表示移动的方向。背光模组300对应背光孔106两侧均优选设置有平行的滑道，当摄像组件300位于背光孔106内，出光模块200位于滑道上；或者，当出光模块200位于背光孔106内，摄像组件300位于滑道上，滑道有利出光模块200和摄像组件300移动和放置。在另外一种实施例中的出光模块200和摄像组件300均为可拆卸的模块化的，需要摄像时，及时安装上摄像组件300，需要显示时，及时安装上出光模块200。
如图5和图6所示，出光模块200和摄像组件300均为形状相同的凸台结构，凸台状出光模块200的两端台阶上均设置有光增益层，光增益层的材料为透明二氧化硅。凸台状摄像组件的两端台阶上均设置有应力缓冲层，应力缓冲层优选为透明的有机材料。
详细地，如图4所示，出光模块200包括基底201、位于基底201上的面光源202、以及位于面光源202上的偏光层203；光增益层204缩窄设置在基底201，两侧形成有台阶状结构，光增益层205和光增益层204贴合于面光源204侧面，并延伸至偏光层204的表面；其中，面光源202为OLED光源、LED光源、Mini-LED光源或Micro-LED光源中的一种。如图5所示，摄像组件300两端的台阶处分别设置第一应力缓冲层301和第二应力缓冲层302。
图5和图6结合图3，液晶显示面板的正常显示区域与摄像区域之间还设置有过渡区域，背光模组在过渡区域的中线处隔断；在隔断面上贴合有透明支撑材料层，透明支撑材料层为亚克力胶材薄膜。例如第一正常显示区域101和摄像区域103之间设置有第一过渡区域104，第二正常显示区域102和摄像区域103之间设置有第二过渡区域105。背光模组在第一过渡区域104的中线上设置第一透明支撑材料层117，背光模组在第二过渡区域105的中线上设置第二透明支撑材料层118，第一透明支撑材料层117和第二透明支撑材料层118一方面引导背光模组的光线进入过渡区，另一方面形成锲型缺口，便于出光模块200和摄像组件300过渡性与背光孔106配合。
为了实现摄像区的透光率较大，确保穿透预计10％至40％，实现成本可控、效果较佳的LCD屏下摄像设计，本发明还采取一些设计方案。第一种设计方案：正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B子像素；摄像区域包括括阵列分布的R/G/B/W子像素，达到降低摄像区域的分辨率目的。第二种设计方案：正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B/W子像素；摄像区域的像素单元包括括阵列分布的R/G/B/W子像素；且摄像区域的W子像素开口面积大于正常显示区域的W子像素开口面积，提高摄像区域的外界光透过率。第三种设计方案：摄像区域的遮光层设置有镂空结构或者缩窄结构；或者，摄像区域不设置遮光层，利用扫描线和数据线进行遮光，进一步提高摄像区域的外界光透过率。第四种设计方案：摄像区域设置白色光阻层或生长型有机膜层，以降低光阻膜厚，白色光阻层优选为染料系光阻材料。
本发明提供一种显示装置，该显示装置包括液晶显示面板，位于液晶显示面板背部的背光模组；显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域，摄像区域为可透明区域，背光模组对应摄像区域设置有背光孔，背光孔内设置有可切换摄像组件和出光模块；本发明采用屏下摄像头模块和光源模块相互替换，当显示装置处于屏下摄像时，背光孔内选择设置摄像组件，摄像区域的像素单元采用R/G/B/W设计方案、遮光层宽度细线化方案、金属信号线遮光方案、局部低色域方案等实现高穿透，确保穿透率为10％至40％，本发明的一系列设计方案可以满足成本可控、效果较佳的屏下摄像显示装置的要求。
综上，虽然本发明已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发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括液晶显示面板，位于所述液晶显示面板背部的背光模组；所述显示面板包括至少一用于接受外界光的摄像区域，所述摄像区域为可透明区域，所述背光模组对应所述摄像区域设置有背光孔，所述背光孔内设置有可切换摄像组件和出光模块；
当所述显示装置处于正常显示时，所述背光孔内选择设置所述出光模块，当所述显示装置处于屏下摄像时，所述背光孔内选择设置所述摄像组件。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述出光模块和所述摄像组件均为形状相同的结构；凸台状所述出光模块的两端台阶上均设置有光增益层，凸台状所述所述摄像组件的两端台阶上均设置有应力缓冲层。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述出光模块包括基底、位于所述基底上的面光源、以及位于所述面光源上的偏光层；所述光增益层贴合于所述面光源侧面，并延伸至所述偏光层的表面；其中，所述面光源为OLED光源、LED光源、Mini-LED光源或Micro-LED光源中的一种。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶显示面板的正常显示区域与所述摄像区域之间还设置有过渡区域，所述背光模组在所述过渡区域的中线处隔断；在隔断面上贴合有透明支撑材料层，所述透明支撑材料层为亚克力胶材薄膜。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组对应所述背光孔两侧均设置有平行的滑道，当所述摄像组件位于所述背光孔内，所述出光模块位于所述滑道上；或者，当所述出光模块位于所述背光孔内，所述摄像组件位于所述滑道上。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摄像区域的像素单元的尺寸比所述液晶显示面板的正常显示区域的像素单元的尺寸小，且所述摄像区域的像素单元的间隙比所述正常显示区域的像素单元的间隙大。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B子像素；所述摄像区域包括括阵列分布的R/G/B/W子像素。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述正常显示区域的像素单元包括阵列分布的R/G/B/W子像素；所述摄像区域的像素单元包括括阵列分布的R/G/B/W子像素；且所述摄像区域的W子像素开口面积大于所述正常显示区域的W子像素开口面积。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述摄像区域的遮光层设置有镂空结构或者缩窄结构；或者，所述摄像区域不设置遮光层，利用扫描线和数据线进行遮光。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摄像区域的像素单元连接有独立驱动电路，所述独立驱动电路仅仅控制所述所述摄像区域中的液晶的偏转，所述独立驱动电路与所述摄像区域以外的液晶驱动电路是相互独立。
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