CN117939961A - 显示屏及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种显示屏及电子设备，涉及屏下摄像技术领域。其中，显示屏，包括：上层基板、下层基板；上层基板上设置有若干微透镜；下层基板上设置有驱动电路层，驱动电路层上方有像素层；显示屏包括前摄区域，对应于显示屏的前摄区域的驱动电路层中设有感光材料，感光材料用于实现对环境光的感光功能，前摄区域的像素层中的多个像素用于实现对环境光的滤光功能，对应于显示屏的前摄区域的微透镜、多个像素和感光材料构成摄像模组。本公开的显示屏通过将显示屏内的微透镜作为镜头，将具有感光功能的感光材料集成到驱动电路层，通过像素实现滤光功能，实现在显示屏的面板内构成摄像模组，可以使前摄区域的进光量更好，优化前摄效果。

Description

显示屏及电子设备

技术领域

本公开涉及屏下摄像技术领域，尤其涉及一种显示屏及电子设备。

背景技术

CUP(Camera Under Panel，屏下摄像)技术是目前手机等电子设备的显示屏与前置摄像头相结合的前沿技术，其可以使前置摄像头隐藏于显示屏下部，无需对屏幕再进行挖孔挖槽，实现真正的全面屏。OLED(Organic light emitting devices，有机发光二极管)显示屏由于没有背光结构、像素可以自发光，现阶段是屏下摄像技术最合适搭配的显示技术。

相关技术中，针对OLED显示屏的屏下摄像技术，如图1所示，相比于正常显示区域(对应图1中Normal区域)，前摄区域(对应图1中CUP区域)将显示屏的像素变得相对稀疏，这样的目的在于既能保证在前摄区域进行正常显示，又能保证足够的透光率，使前摄像头能够成像。但前摄区域的前摄成像效果还是不尽如人意，用户对于CUP的体验比较差。

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及电子设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种显示屏，包括：上层基板、下层基板；

所述上层基板上设置有若干微透镜；

所述下层基板上设置有驱动电路层，以及位于所述驱动电路层上方的像素层；

所述显示屏还包括前摄区域，对应于所述显示屏的前摄区域的驱动电路层中设置有感光材料，所述感光材料用于实现对环境光的感光功能，对应于所述显示屏的前摄区域的像素层中的多个像素用于实现对所述环境光的滤光功能；其中，对应于所述显示屏的前摄区域的微透镜、所述多个像素和所述感光材料构成摄像模组。

在一些实施例中，所述感光材料在所述像素层上的正投影位于所述像素层的多个像素之间的空隙处。

在一些实施例中，所述感光材料通过刻蚀和蒸镀工艺集成到所述驱动电路层中。

在一些实施例中，通过改变对应于所述显示屏的前摄区域的多个像素的亮度实现对所述环境光的滤光功能。

在一些实施例中，所述上层基板上均布若干微透镜，或者所述显示屏的前摄区域均布若干微透镜。

在一些实施例中，所述微透镜为V型凸起结构。

在一些实施例中，所述微透镜为纳米级的。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括显示屏、显示驱动芯片，所述显示屏为第一方面中任一项所述的显示屏，所述显示驱动芯片电连接所述显示屏中的所述感光材料。

在一些实施例中，所述感光材料通过所述显示屏中的引线电连接所述显示驱动芯片。

在一些实施例中，所述显示驱动芯片中集成图像信号处理芯片，所述图像信号处理芯片用于处理所述感光材料输出的模拟信号。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过将显示屏内的微透镜作为镜头，再将用于实现图像传感器的感光功能的感光材料集成到显示屏的驱动电路层，以及通过像素层的多个像素实现滤光片的滤光功能，以便通过前摄区域的微透镜、像素和感光材料构成摄像模组，从而实现在显示屏的面板内集成摄像模组，可以使前摄区域的进光量更好，优化前摄效果；同时还能将前摄结构做的更薄。

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是相关技术中CUP技术的显示区域的示意图。

图2是相关技术中完整的摄像头的成像过程的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种显示屏的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的CUP技术的显示区域的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子装置的框图。

图中：

1-下层基板，2-驱动电路层，3-像素层，4-上层基板，5-微透镜，6-感光材料，7-封框胶，8-外界光线。

10-显示屏，11-显示驱动芯片，12-显示屏FPC，13-主板，14-DSP芯片，15-CUP区域。

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。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在屏下摄像技术领域，如图2所示，为相关技术中的完整的摄像头的成像过程，镜头聚光，通过滤光片汇聚到图像传感器上，图像传感器包括感光单元，感光单元用于将光信号转化为电信号。目前应用广泛的图像传感器包括CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物场效应管)这两种，图像传感器将输出信号通过图像信号处理(Image Signal Processing，ISP)芯片处理后传输到数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片，最终形成图像信息或视频信息；其中，ISP芯片用于进行信号的ADC(analog-to-digital converter，模数转换)转换，将图像传感器输出的模拟信号转换为数字信号。

相关技术中的摄像头的镜头、滤光片以及图像传感器均是设置在显示屏背面，且摄像头的受光面朝向显示屏，摄像时，光线从显示屏透过之后，由镜头汇聚光线到图像传感器进行成像。虽然，将显示屏的前摄区域的显示像素变得稀疏可以增加前摄的透光率，但是，CUP区域仍然有像素存在，像素遮挡了部分外界的光线，导致前摄区域的进光量不足，使前摄像头的成像效果欠佳，影响用户体验。

为了解决相关技术中的前摄像头的成像效果欠佳的问题，本公开提供了一种屏下摄像头的实现结构，将摄像头的部分摄像模组集成在显示屏中，以减少显示屏对于外界光线的遮挡，提高进光量，从而提升前摄像头的成像效果。

图3是根据一示例性实施例示出的一种显示屏的结构示意图。如图3所示，该显示屏包括：下层基板1和上层基板4，下层基板1和上层基板4平行相对设置；下层基板1上设置有驱动电路层2、以及位于驱动电路层2上方的像素层3。

本公开实施例的显示屏为OLED(Organic light emitting devices，有机发光二极管)显示屏，OLED显示屏的下层基板1和上层基板4均为玻璃层，下层基板1上设置有驱动电路层2，驱动电路层2为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)驱动电路层。像素层3为有机发光层(图2中，3个小块分别代表红、绿、蓝RGB像素)，有机发光层可以通过蒸镀工艺在基板上实现，实现时，在下层基板1上蒸镀有机发光材料。

上层基板4上设置有若干微透镜5(micro lens)，显示屏还包括前摄区域(即CUP区域)，对应于显示屏的前摄区域的驱动电路层2中设置有感光材料6，该感光材料6用于实现对环境光的感光功能，也就是说感光材料6用于将光信号转化为电信号；对应于显示屏的前摄区域的像素层3中的多个像素用于实现对环境光的滤光功能；对应于显示屏的前摄区域的微透镜5、多个像素和感光材料6构成摄像模组。

因为，相关技术中的摄像模组包括镜头、图像传感器和滤光片。因此，本实施例相当于在显示屏中集成了镜头、滤光片和图像传感器，即相当于在显示屏的面板内集中了摄像模组。

也就是说，将微透镜5作为摄像模组的镜头，通过感光材料6实现图像传感器的感光功能，通过像素层3中对应位置的多个像素实现滤光功能，实现将构成摄像模组的镜头、滤光片以及图像传感器均集成到显示屏的面板内，即在显示屏内部实现摄像模组功能，在实现摄像功能时，这种结构则减少了显示屏对于外界光线8的遮挡，提高了前摄区域的进光量，从而提高摄像效果。

需要说明的是，相关技术中，有部分OLED显示屏的屏体内部设置有微透镜5，微透镜5均匀分布在整个显示屏中，微透镜5可以起到聚光的作用。可见，显示屏的基板上设置微透镜5的目的是为了聚光，将光聚集到中间区域，以实现通过更小的电流达到原来较大电流才能达到的亮度，以降低显示屏的光耗。

因为微透镜5可以起到聚光的作用，同样可以实现定焦镜头的功能，因此，本公开实施例通过微透镜5实现摄像模组的镜头的功能。

在本实施例中，通过改变对应于显示屏的前摄区域的多个像素的亮度实现对环境光的滤光功能。RGB是三原色，RGB像素可以产生红、绿或蓝的光，从而可以使用显示屏内的RGB像素来实现相当于滤光片的滤光功能，具体通过控制RGB像素的亮度可以调出各种颜色，依次在感光材料6上方形成不同颜色的透光层状结构，从而能够对不同颜色的光实现滤光，以实现滤光片的效果。

作为一个示例，要通过RGB像素实现一个黄色的滤光片，则控制红绿像素变亮，蓝像素不亮即可。

在上层基板4和下层基板1处理好之后，将上层基板4和下层基板1之间的边框位置通过封框胶7进行封框，即可得到显示屏。

本公开实施例的显示屏，通过将显示屏内的微透镜作为镜头，再将用于实现相当于图像传感器的感光功能的感光材料集成到显示屏的驱动电路层，以及通过像素层的多个像素实现相当于滤光片的滤光功能，以便通过前摄区域的微透镜、像素和感光材料构成摄像模组，从而实现在显示屏的面板内集成摄像模组，优化前摄效果；同时还能将前摄结构做的更薄。

可选的，上层基板4上均布若干微透镜5，或者，显示屏的前摄区域均布若干微透镜5。

可以理解为，相关技术中是在显示屏的整个基板上设置微透镜，但是这种结构的成本比较高。所以本公开实施例也可以选择只在显示屏的前摄区域设置微透镜，将该前摄区域的微透镜作为前摄像头的镜头，从而可以有效降低成本。

在本实施例中，感光材料6在像素层3上的正投影位于像素层的多个像素之间的空隙处。

将实现摄像模组的图像传感器的感光功能的感光材料6布局在驱动电路层2中对应于像素层3的像素之间的空隙处，则像素不会对感光材料6产生遮挡，以便实现前摄区域更好的透光率，提高摄像效果。

作为一个示例，如图4所示，图中的CUP区域15的像素间隙处的若干圆点表示感光材料6，避开有机发光层的RGB像素的位置，分布在像素之间的空隙处。

可选的，感光材料6通过刻蚀和蒸镀工艺集成到驱动电路层2中。

蒸镀工艺是将材料在真空环境中加热，使之气化并沉积到基片而获得薄膜材料的方法，又称为真空蒸镀或真空镀膜。采用蒸镀工艺在下层基板上加工感光材料6，工艺成熟，容易实现，加工质量可靠。

作为一种可能的实现方式，在下层基板1上蒸镀有机发光材料和感光材料6，通过感光材料6实现图像传感器的感光功能。

可选的，微透镜5为V型凸起结构，微透镜5可以将光照汇聚到感光材料6所在的感光区域，V型凸起结构可以增加感光面积，提高感光材料6的感光度。

可选的，微透镜5为纳米级的，以便实现更好的聚光作用。

如图5所示，本公开实施例还提供一种电子设备，包括显示屏10、显示驱动芯片(Display Driver Integrated Circuit，DDIC)11，显示驱动芯片11电连接显示屏中的感光材料6。

该电子设备还包括显示屏FPC(Flexible Printed Circuit Board，柔性电路板)12、主板13以及DSP芯片14，其中，显示屏10、显示驱动芯片11、显示屏FPC12、主板13以及DSP芯片14依次电连接，显示屏10为上述实施例的显示屏，显示驱动芯片11电连接感光材料6，该显示驱动芯片11中集成图像信号处理芯片(ISP芯片)。

在本实施例中，CUP区域15的感光材料6将输出信号传输到显示驱动芯片11内集成的图像信号处理芯片，图像信号处理芯片将感光材料6输出的信号处理后依次通过显示屏FPC12和主板13传输到DSP芯片14，通过DSP芯片14得到图像信息或者视频信息。

本公开的电子设备，由于将显示屏内的微透镜作为镜头，再将用于实现图像传感器的感光功能的感光材料集成到显示屏的像素层，以及通过像素层的多个像素实现滤光片的滤光功能，以便通过前摄区域的微透镜、像素和感光材料构成摄像模组，可以使前摄区域的进光量更好，优化前摄效果。而感光材料将输出信号传输到显示驱动芯片，在由显示驱动芯片中集成的图像信号处理芯片处理该输出信号后传输到与显示驱动芯片连接的显示屏FPC，再通过电子设备的主板最终传输到DSP芯片。采用显示驱动芯片、显示屏FPC以及主板将感光材料的输出信号传输到DSP芯片，设计合理，容易实现。

可选的，感光材料6通过显示屏10中的引线电连接显示驱动芯片11。

由于不能实现无线传输，感光材料6将输出信号通过显示屏中的引线电连接显示驱动芯片11，再由显示驱动芯片11进行处理，连接简单，容易实现。

在一些实施例中，图像信号处理芯片用于将感光材料6输出的模拟信号转换为数字信号，从而将该数字信号进行传输。

显示驱动芯片11的主要功能是控制OLED显示面板，需要配合OLED显示屏实现轻薄、弹性和可折叠的结构，并提供广色域和高保真的显示信号，并不具有图像信号处理的功能。因此，在本实施例中，将显示驱动芯片11中集成图像信号处理芯片，通过图像信号处理芯片将感光材料6输出的模拟信号转换为数字信号，实现相关技术中单独的ISP芯片的功能，减少了芯片组成，节省空间。

本公开实施例的电子设备为移动终端，移动终端可以为手机、平板电脑、可穿戴设备等涉及CUP技术的任何终端设备。

本公开实施例的电子设备，由于将显示屏内的微透镜作为镜头，再将用于实现图像传感器的感光单元和滤光片的功能的感光材料集成到显示屏的像素层，以便通过微透镜和感光材料构成摄像模组，从而实现在显示屏的面板内集成摄像模组，可以使前摄区域的进光量更好，优化前摄效果，；同时还能将前摄做的更薄。而感光材料将输出信号传输到显示驱动芯片，在由显示驱动芯片中集成的图像信号处理芯片处理该输出信号后传输到与显示驱动芯片连接的显示屏FPC，再通过电子设备的主板最终传输到DSP芯片。采用显示驱动芯片、显示屏FPC以及主板将感光材料的输出信号传输到DSP芯片，完成整个的摄像成像过程，设计合理，容易实现。

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 (10)

1.一种显示屏，其特征在于，包括：上层基板、下层基板；

所述上层基板上设置有若干微透镜；

所述下层基板上设置有驱动电路层，以及位于所述驱动电路层上方的像素层；

所述显示屏还包括前摄区域，对应于所述显示屏的前摄区域的驱动电路层中设置有感光材料，所述感光材料用于实现对环境光的感光功能，对应于所述显示屏的前摄区域的像素层中的多个像素用于实现对所述环境光的滤光功能；其中，对应于所述显示屏的前摄区域的微透镜、所述多个像素和所述感光材料构成摄像模组。

2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述感光材料在所述像素层上的正投影位于所述像素层的多个像素之间的空隙处。

3.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述感光材料通过刻蚀和蒸镀工艺集成到所述驱动电路层中。

4.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，通过改变对应于所述显示屏的前摄区域的多个像素的亮度实现对所述环境光的滤光功能。

5.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述上层基板上均布若干微透镜，或者所述显示屏的前摄区域均布若干微透镜。

6.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述微透镜为V型凸起结构。

7.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述微透镜为纳米级的。

8.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏、显示驱动芯片，所述显示屏为权利要求1-7中任一项所述的显示屏，所述显示驱动芯片电连接所述显示屏中的所述感光材料。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述感光材料通过所述显示屏中的引线电连接所述显示驱动芯片。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述显示驱动芯片中集成图像信号处理芯片，所述图像信号处理芯片用于处理所述感光材料输出的模拟信号。