CN208488937U - 显示屏和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种显示屏，包括显示面板和背光源；所述显示面板具有显示区，所述显示区内设有第一子像素，所述第一子像素包括第一薄膜晶体管和光传感器；所述背光源包括可见光光源，所述可见光光源用于为所述显示面板提供可见光；所述光传感器用于感应大气中的不可见光。本申请还提供了一种电子设备，包括所述显示屏。本申请的方案能提升电子设备的屏占比。

Description

显示屏和电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种显示屏和具有所述显示屏的电子设备。

背景技术

电子设备中通常会设计光传感器，以实现光线传感功能。但是，现有设计中光传感器布置在屏幕的非显示区，这限制了电子设备的屏占比。

申请内容

本申请提供了一种显示屏和具有所述显示屏的电子设备。

一种显示屏，包括显示面板和背光源；所述显示面板具有显示区，所述显示区内设有第一子像素，所述第一子像素包括第一薄膜晶体管和光传感器；所述背光源包括可见光光源，所述可见光光源用于为所述显示面板提供可见光；所述光传感器用于感应大气中的不可见光。

一种电子设备，包括所述显示屏。

本申请的方案中，由于所述光传感器设于显示屏的显示区中，无需占用所述显示屏的非显示区，使得非显示区相较于传统显示屏能够减小，而所述显示区相较于传统显示屏能够增加，从而提高了应用所述显示屏的所述电子设备的屏占比。

附图说明

为更清楚地阐述本申请的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本申请实施例的电子设备的整体结构示意图；

图2是图1的电子设备的显示面板的像素结构示意图；

图3是图2中显示面板的一种局部横截面结构示意图；

图4是图2中显示面板的一种像素电路结构示意图；

图5是图4中的第一子像素的结构示意图；

图6是图2中显示面板的另一种像素电路结构示意图；

图7是图2中显示面板的另一种像素电路结构示意图；

图8是图2中显示面板的另一种局部横截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

此外，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。本申请中所提到的方向用语，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，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例提供了一种电子设备，本申请电子设备可以是任何具备通信和存储功能的设备，例如：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等设备。电子设备可以包括显示屏和壳体，显示屏安装在壳体上。

具体的，如图1所示，电子设备10包括壳体11和显示屏12。本实施例的显示屏可以是液晶显示屏，其包括用于显示画面的显示面板121，及用于给显示面板121提供背光线的背光源。显示面板121外可以扣合一保护盖板以对显示面板121进行防护。所述电子设备10具有触控功能，触控功能可以集成在显示面板121上，或者集成在保护盖板中。

如图2所示，显示面板121具有显示区DA及环绕在显示区DA外周的非显示区NA。显示区DA内设有多个阵列排布的像素单元122，每个像素单元122可以包括多个子像素单元122。例如一个像素单元122包括三个子像素，三个子像素分别用于显示红色、绿色及蓝色；或者，一个像素单元122包括四个子像素，四个子像素分别用于显示红色、绿色、蓝色及白色，或四个子像素分别用于显示红色、绿色、蓝色及黄色。

如图2所示，本实施例中，显示区DA内设有第一子像素1222，第一子像素1222包括第一薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称为TFT)12221和光传感器12222，其中第一薄膜晶体管12221作为第一子像素1222的开关器件，通过第一薄膜晶体管12221的导通与截止控制液晶分子的不同偏转状态，以改变第一子像素1222的发光状态。当然，第一子像素1222还可以包括其他器件，如与第一薄膜晶体管12221电连接的像素电极等。光传感器12222可以感测不可见光(包括但不限于红外光、紫外光等)。优选的，光传感器12222与第一薄膜晶体管12221间隔分布而非叠层设置，这样能够减小显示面板121的厚度。当然，光传感器12222与第一薄膜晶体管12221也可以是部分或全部层叠设置。本实施例中，光传感器12222与第一薄膜晶体管12221可以在显示面板121的成型工艺中一并形成。

本实施例中，背光源包括可见光光源和不可见光光源。可见光光源用于为显示面板121提供可见光，可见光光源包括但不限于为白光LED。不可见光光源用于发出不可见光(包括但不限于为红外光、紫外光)，不可见光光源也可以采用LED。不可见光光源发出的不可见光能够透过显示面板121射出；经过目标对象(例如建筑物、车辆、人体)反射后，该不可见光又能够折回到显示面板121的显示区内被光传感器12222感应。光传感器12222能够感测大气中的不可见光(并非由不可见光光源发出)，还能够感应由不可见光光源发出的目标不可见光。此目标不可见光被目标对象反射之后形成反射光信号，光传感器12222能够接收并感测所述反射光信号。在其他实施例中，背光源可以仅包括可见光光源，此时光传感器仅用于感应大气中的不可见光。

本实施例中，一方面可以直接利用光传感器12222感测大气中的不可见光，以通过显示屏的显示区DA实现环境光检测，如检测紫外线强度、获取环境光光谱等；另一方面，可以利用显示区DA内的不可见光光源发出不可见光，不可见光射出后遇到目标生物反射回来，被光传感器12222接收并识别，由此通过显示屏的显示区(也即为显示面板121的显示区)便能实现血氧检测、心率检测、体温检测、指纹检测、人脸检测等生物特征检测；再一方面，还可以利用不可见光光源发出不可见光，不可见光射出后直接作用于目标对象，例如不可见光用于伤口消毒、驱蚊、红外遥控等等。并且，由于光传感器12222设于显示屏的显示区DA中，无需占用显示屏的非显示区NA，使得非显示区NA相较于传统显示屏能够减小，而显示区DA相较于传统显示屏能够增加，从而提高了应用显示屏的电子设备10的屏占比。如图1和图2所示，电子设备10的屏占比较大，甚至能够实现全屏显示。

如图3所示，本实施例中，显示面板121包括层叠且间隔设置的薄膜晶体管基板1213和彩膜(Color Filter,简称为CF)基板1211，薄膜晶体管基板1213与彩膜基板1211相贴合，以将液晶1212密封在薄膜晶体管基板1213与彩膜基板1211之间。具体的，第一薄膜晶体管12221和光传感器12222均可以形成在薄膜晶体管基板1213上，即第一薄膜晶体管12221和光传感器12222均可以在薄膜晶体管基板1213的成型工艺中一并形成。相应的，薄膜晶体管基板1213具有第一单元(用于驱动液晶分子转动)，第一单元包括第一薄膜晶体管12221和光传感器12222；彩膜基板1211具有第二单元(即色阻单元)，第一单元与第二单元相对应，两者合起来称为上述的一个子像素。可以将第一单元在薄膜晶体管基板1213上占据的区域、第二单元在彩膜基板1211上占据的区域均称为一个子像素区。在其他实施例中，光传感器12222也可以形成在彩膜基板1211上。

如图2和图3所示，本实施例中，薄膜晶体管基板1213包括对应第一子像素1222的第一子像素区1222a(根据上述定义，第一子像素区1222a即为第一子像素1222中的第一单元在薄膜晶体管基板1213上占据的区域)，第一薄膜晶体管12221与光传感器12222在第一子像素区1222a域内呈对角排列(不限于图2所示的第一薄膜晶体管12221在左下角、光传感器12222在右上角。例如也可以是第一薄膜晶体管12221在左上角、光传感器12222在右下角等等)。对角排列有利于若干第一子像素1222间的混光，能提升显示面板121的显示效果。当然，第一薄膜晶体管12221与光传感器12222的相对位置可以任意设置，如两者共线。

如图4所示，本实施例中，薄膜晶体管基板1213具有栅极驱动电路1213a、数据驱动电路1213d、多条数据线1213c和多条栅极线1213b。其中，栅极驱动电路1213a与数据驱动电路1213d分别用于提供行驱动信号与列驱动信号。多条数据线1213c均与数据驱动电路1213d电连接，多条栅极线1213b均与栅极驱动电路1213a电连接。多条数据线1213c和多条栅极线1213b交叉绝缘排布形成多个第一子像素区1222a。

结合图4与图5所示，第一薄膜晶体管12221具有栅极T1、第一端T2(可以为源极或漏极)和第二端T3(当第一端T2为源极时，第二端T3为漏极；反之，当第一端T2为漏极时，第二端T3为源极)。栅极T1与一条栅极线1213b电连接，第一端与一条数据线1213c电连接，第二端与像素电极12223电连接。栅极线1213b上可以加载用于导通或截止第一薄膜晶体管12221的信号(来自于栅极驱动电路1213a)，以连通或断开第一薄膜晶体管12221的第一端与第二端。

光传感器12222用于将接收到的不可见光信号转换成电信号，该不可见光信号可以包括大气中的不可见光信号，还可以包括不可见光光源发射的不可见光信号。本实施例中，进一步的，光传感器12222可与第一驱动电路电连接，以将电信号输出到第一驱动电路。

其中，第一驱动电路为栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d。也即光传感器12222所转换的电信号可传输至栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d中进行处理，从而实现上述的各项功能(生物特征检测、环境光检测、对外界进行操作等)。栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d中可集成用于处理光传感器12222所转换的电信号的电路；也可以额外设计控制器，该控制器与第一驱动电路电连接，第一驱动电路所接收的该电信号由该控制器进行处理。由此，通过与第一薄膜晶体管12221共用栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d，实现了栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d的复用，能够简化增设了光感功能的子像素(即第一子像素1222)的电路，使得第一子像素1222电路结构较为简单，产品的成本降低。

如图4和图5所示，本实施例中，进一步的，光电传感器可以为单向器件，其具有输入端d1和输出端d2，电流由输入端d1向输出端d2传输。光电传感器接收到不可见光信号时，将光线信号转换成电信号，电信号由输出端d2输出。其中，输出端d2可与第一驱动电路电连接，且输入端d1与输出端d2形成电势差，以使该电信号由输入端d1输出到输出端d2，进而输出到第一驱动电路进行处理。本实施方式中，输入端d1可以通过加载一定电压(包括以接地的方式)，使得输入端d1与输出端d2形成电势差。

如图6所示，本实施例中，进一步的，光电传感器的输入端d1可与第二驱动电路电连接，以使电信号由输入端d1输出到输出端d2，进而输出到第一驱动电路(此时第二驱动电路加载至输入端d1的电压，与第一驱动电路加载至输出端d2的电压间具有电势差)。其中，当第一驱动电路为栅极驱动电路1213a时，第二驱动电路为数据驱动电路1213d；当第一驱动电路为数据驱动电路1213d时，第二驱动电路为栅极驱动电路1213a。也即光电传感器的输入端d1与输出端d2一样，均可以与第一薄膜晶体管12221共用栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d，实现栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d的复用，从而简化了增设了光感功能的子像素(即第一子像素1222)的电路。

如图4、图6所示，本实施例的第一实施方式中，上文的光传感器12222与第一驱动电路电连接，可以是光传感器12222通过额外的传输线L1、L2(与已有的栅极线1213b、数据线1213c不同)与第一驱动电路电连接，此时可利用第一驱动电路上的空闲端口(除接栅极线1213b、数据线1213c的端口之外的端口)，实现光传感器12222与第一驱动电路之间的信号流。此种设计在实现栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d复用的同时，不影响数据线1213c与栅极线1213b上的信号传输，有利于单独对光传感器12222的电路进行设计与控制。

如图7所示，本实施例的第二实施方式中，与上述第一实施方式不同的是，上文的光传感器12222与第一驱动电路电连接，可以是光传感器12222通过已有的数据线1213c或栅极线1213b与第一驱动电路电连接。并且，当采用数据线1213c时，第一驱动电路为数据驱动电路1213d；当采用栅极线1213b时，第一驱动电路为栅极驱动电路1213a。由此，不仅实现了栅极驱动电路1213a或数据驱动电路1213d复用，还实现了栅极线1213b或数据线1213c的复用，从而极大简化了增设了光感功能的子像素(即第一子像素1222)的电路规模。本第二实施方式中，光传感器12222的输入端d1与输出端d2中的至少一端通过已有的数据线1213c或栅极线1213b与第一驱动电路即可，例如输入端d1通过栅极线1213b与栅极驱动电路1213a电连接，输出端d2通过数据线1213c与数据驱动电路1213d电连接。

在本实施例的其他实施方式中，与上述第一、第二实施方式均不同的是，光传感器12222可以通过传输线与另外的信号处理电路(图未示)电连接，该信号处理电路用于对光传感器12222所转换的电信号进行处理。此实施方式中，传输线可以是额外的传输线，也可以复用数据线1213c或栅极线1213b。

如图2所示，本实施例中，进一步的，显示面板121还可以包括第二子像素1221，第二子像素1221包括第二薄膜晶体管12211但不包括光传感器12222，即第二子像素1221与常规显示面板中的子像素一样。不含光传感器12222的第二子像素1221，与含有光传感器12222的第一子像素1222可以在整个显示区均匀混合，以使显示区的各个画面都具有相同的显示效果，并且在整个显示区都可以进行不可见光的感测。当然，也可以根据需要设计第二子像素1221与第一子像素1222的排布形式，不限于均匀混合的形式。在其他实施例中，显示区的全部子像素都是第一子像素1222，即在显示区的任一位置都能进行不可见光的感测，由此极大扩展了电子设备10的感测功能，提升了用户体验。例如，用户可以在显示区的任一位置进行指纹操作，而不用限定在特定区域，这增加了指纹操作的便利性。

如图8所示，本实施例中，进一步的，背光源123可以包括多个可见光光源1231与多个不可见光光源1232，多个可见光光源1231与多个不可见光光源1232交替间隔排布。由此背光源123所发射的光线(包括可见光与不可见光)能够均匀地射入显示面板121，实现整个显示区各个位置的均匀显示与均匀感测。当然，多个可见光光源1231与多个不可见光光源1232的排列方式可以根据需要设计，例如多个可见光光源1231分布在一起占据一个区域，而多个不可见光光源1232分布在一起占据相邻的区域。应理解，背光源123还包括导光板，可见光光源和不可见光光源发射的光线均经导光板的均光作用后，射入显示面板121。如上所述，在其他实施例中背光源123也可以仅包括多个可见光光源1231。

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，可轻易的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 (10)

1.一种显示屏，其特征在于，

包括显示面板和背光源；所述显示面板具有显示区，所述显示区内设有第一子像素，所述第一子像素包括第一薄膜晶体管和光传感器；所述背光源包括可见光光源，所述可见光光源用于为所述显示面板提供可见光；所述光传感器用于感应大气中的不可见光。

2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，

所述显示面板包括薄膜晶体管基板，所述第一薄膜晶体管和所述光传感器均形成于所述薄膜晶体管基板上。

3.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，

所述薄膜晶体管基板包括对应所述第一子像素的第一子像素区，所述第一薄膜晶体管与所述光传感器在所述第一子像素区域内呈对角排列。

4.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于，

所述薄膜晶体管基板具有栅极驱动电路、数据驱动电路、数据线和栅极线；所述数据线与所述数据驱动电路电连接，所述栅极线与所述栅极驱动电路电连接，所述数据线和所述栅极线相绝缘且交叉排布形成所述第一子像素区；所述第一薄膜晶体管具有栅极和第一端，所述栅极与所述栅极线电连接，所述第一端与所述数据线电连接；所述光传感器用于将接收到的不可见光信号转换成电信号，所述光传感器与第一驱动电路电连接，以将所述电信号输出到所述第一驱动电路，其中，所述第一驱动电路为所述栅极驱动电路或所述数据驱动电路。

5.根据权利要求4所述的显示屏，其特征在于，

所述光传感器具有输入端和输出端，所述输出端与所述第一驱动电路电连接，且所述输入端与所述输出端形成电势差，以使所述电信号由所述输入端输出到所述输出端，进而输出到所述第一驱动电路。

6.根据权利要求5所述的显示屏，其特征在于，

所述输入端与第二驱动电路电连接，以使所述电信号由所述输入端输出到所述输出端，进而输出到所述第一驱动电路，其中，当所述第一驱动电路为所述栅极驱动电路时，所述第二驱动电路为数据驱动电路；当所述第一驱动电路为所述数据驱动电路时，所述第二驱动电路为栅极驱动电路。

7.如权利要求4所述的显示屏，其特征在于，

所述光传感器经由传输线与所述第一驱动电路电连接，其中，当所述传输线为所述数据线时，所述第一驱动电路为所述数据驱动电路；或者，当所述传输线为所述栅极线时，所述第一驱动电路为栅极驱动电路。

8.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，

所述显示区内还设有第二子像素，所述第二子像素包括第二薄膜晶体管且不包括所述光传感器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的显示屏，其特征在于，

所述背光源还包括不可见光光源，所述不可见光光源用于发出可透过所述显示面板的目标不可见光，所述目标不可见光被目标对象反射之后形成反射光信号；所述光传感器还用于感测所述反射光信号。

10.一种电子设备，其特征在于，

包括权利要求1-9任一项所述的显示屏。