TWI708222B - 顯示面板 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，其具有彼此相對的顯示側與背側，且包括第一、第二基板、顯示介質、第一、第二框膠以及相機模組。第一、第二基板分別具有第一、第二透光區域，且分別包括第一、第二基材。第一透光區域對應於第二透光區域。第二基板設置於第一基板上。第二框膠圍繞出容置空間。容置空間對應於第一、第二透光區域。相機模組包括光學成像鏡頭。光學成像鏡頭由顯示側至背側沿光軸依序包括第一、第二透鏡。第一透鏡設置於第一基材與第二基材中的一者的鄰近於顯示介質的一表面上且設置於容置空間內。

Description

顯示面板
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是一種有關於設有相機模組的顯示面板。
隨著科技的進步，手機已經廣泛地用於生活中的各種產品。並且，隨著多元化應用的出現，消費者對於手機便攜性的需求也更為強烈。因此，手機發展的方向是往輕薄的方向發展。
在一般的手機中，通常會設置前置相機來實現使用者對於自拍或即時影像通訊的需求，而其製作方式通常是會在屏幕的主動區內挖設孔洞，並使相機對應設置於孔洞處，以使相機收光，從而使手機實現照相功能。但是，挖設孔洞的方式需要機械鑽孔，易使基板破裂，並且，鑽孔的過程中也會衍生機械應力的問題，導致製造良率下降。
本發明提供一種顯示裝置，其具有良好的製造良率以及較薄的厚度。
在本發明的一實施例中提供一種顯示裝置，其具有彼此相對的顯示側與背側。顯示裝置包括第一基板、第二基板、顯示介質、第一框膠、第二框膠以及相機模組。第一基板具有第一透光區域，且包括第一基材。第二基板設置於第一基板上，且具有第二透光區域。第二基板包括第二基材。第一透光區域對應於第二透光區域。顯示介質設置於第一基板與第二基板之間。第一框膠圍繞顯示介質，且位於第一基板與第二基板之間。第二框膠位於第一框膠內且位於第一基板與第二基板之間。第二框膠圍繞出容置空間。容置空間對應於第一透光區域以及第二透光區域。相機模組包括光學成像鏡頭。光學成像鏡頭由顯示側至背側沿一光軸依序包括第一透鏡與第二透鏡。第一透鏡設置於第一基材與第二基材中的一者的鄰近於顯示介質的表面上且設置於容置空間內。第二透鏡設置於背側。
基於上述，在本發明實施例的顯示裝置中，由於第一、第二基板分別具有第一、第二透光區域，此二透光區域有利於使相機模組收光，既可以實現使用者對照相的需求，亦避免了習知技術在基板挖設孔洞的做法，大幅地降低基板破裂的機率，因此顯示裝置具有較高的製造良率。並且，光學成像鏡頭的至少一透鏡設置於位於兩基板之間的容置空間中，因此位於兩基板外的透鏡設置片數可以有效地降低。是以，顯示裝置可具有較薄的厚度，有利於薄型化的發展。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、100a~100d:顯示裝置
110:第一基板
112:第一基材
114:絕緣層
116:鈍化層
120:第二基板
122:第二基材
124:彩色濾光層
126:覆蓋層
130:顯示介質
140:第一框膠
150:第二框膠
160:相機模組
162、162a~162d:光學成像鏡頭
164:鏡筒
166:影像感測器
A-A’:剖面
A:光圈
AS:容置空間
B:藍色濾光片
BM:黑矩陣
BS:背側
CR:照相區域
D:容置空間的直徑
DR:顯示區域
DS:顯示側
FL:菲涅耳透鏡
G:綠色濾光片
I:光軸
L1、L1a~L1d:透鏡
L2~L7:透鏡
LC:液晶材料
R:紅色濾光片
S1、S2:表面
SP:間隙元件
T1:第一透光區域
T2:第二透光區域
T:中心厚度
圖1A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。
圖1B是圖1A中剖面A-A’的剖面示意圖。
圖1C是光學成像鏡頭中的透鏡的焦距與中心厚度的關係圖。
圖2至圖5為本發明不同實施例的顯示裝置的剖面示意圖。
圖1A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。圖1B是圖1A中剖面A-A’的剖面示意圖。圖1C是光學成像鏡頭中的透鏡的焦距與中心厚度的關係圖。
首先，先介紹顯示裝置100中不同區域分別對應具有的功能。
請先參照圖1A，在本實施例中，顯示裝置100具有顯示區域DR與照相區域CR。顯示區域DR為顯示裝置100中用以顯示影像畫面的區域。照相區域CR為顯示裝置100中用以實現照相功能的區域。
請參照圖1B，於本實施例中，顯示裝置100例如是液晶 顯示裝置(Liquid crystal display apparatus)，且具有彼此相對的一顯示側DS與背側BS。顯示裝置100包括第一基板110、第二基板120、顯示介質130、第一框膠140、第二框膠150與相機模組160。於以下的段落中會詳細地說明上述各元件與各元件之間的配置關係。
第一基板110例如是畫素陣列基板(pixel array substrate)，其包括第一基材112、絕緣層114以及鈍化層116。第一基材112具有朝向顯示側DS的表面S1。絕緣層114以及鈍化層116依序堆疊於表面S1上。第一基材112包括多個畫素結構(未示出)與多個金屬層(未示出)，其中這些畫素結構用於顯示出影像畫面，以使位於顯示側DS的使用者觀賞，而金屬層則用以形成第一基材112內的線路。各畫素結構內設有主動元件，且主動元件例如是薄膜電晶體(Thin film transistor,TFT)，但不以此為限。絕緣層114的材料例如是絕緣且具有高透光性的材料，其例如是氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氮氧化矽，但不以此為限。鈍化層116的材料例如是有機且高透光性材料，但不以此為限。鈍化層116的折射率例如是落在1.4至1.8的範圍內。並且，於本實施例中，第一基板110具有第一透光區域T1。於此第一透光區域T1中，第一基材112不設有畫素結構與金屬層，且絕緣層114與鈍化層116皆具有高透光性，因此外界光束可適於藉由此第一透光區域T1穿透第一基板110。
第二基板120例如是彩色濾光片基板，且對向設置於第一基板110。第二基板120包括第二基材122、彩色濾光層124與覆蓋層126。第二基材122具有朝向背側BS的表面S2。彩色濾光層124與覆蓋層126設置於表面S2上。第二基材122的材料例如是透光材料，其例如是石英、玻璃或其他具有高透光性的材料，但不以此為限。彩色濾光層124包括多個紅色濾光片R、多個綠色濾光片G、多個藍色濾光片B與黑矩陣BM，其中黑矩陣BM設置於兩相鄰的濾光片之間。覆蓋層126包覆彩色濾光層124，且其材料例如是有機且高透光性材料，但不以此為限。覆蓋層126的折射率例如是落在1.4至1.8的範圍內。並且，於本實施例中，第二基板120具有與第一透光區域T1對應的一第二透光區域T2。於此第二透光區域T2中，由於第二基材122具有高透光性，因此外界光束可適於藉由此第二透光區域T2穿透第二基板120。
顯示介質130例如是包括液晶材料LC，且其位於第一基板110與第二基板120之間。液晶材料LC內設有間隙元件SP。間隙元件SP用以維持第一、第二基板110、120之間的間隙，因而可保持設置於兩基板110、120內的顯示介質130的厚度均一性。
第一框膠140與第二框膠150的材料例如是光學膠。第一框膠140圍繞顯示介質130，且位於第一基板110與第二基板120之間。第二框膠150則位於第一框膠140內，且圍繞出容置空間AS。容置空間AS對應於第一透光區域T1與第二透光區域T2。 於本實施例中，容置空間AS內的介質例如是空氣，但不以此為限。
相機模組160包括光學成像鏡頭162、鏡筒164與影像感測器166。光學成像鏡頭162由顯示層DS至背側BS沿一光軸I依序包括透鏡L1、透鏡L2、透鏡L3、光圈A、透鏡L4、透鏡L5、透鏡L6以及透鏡L7。於本實施例中，透鏡L1為具有一朝向顯示側DS的凸面的凸透鏡。透鏡L1設置於第一基材112的鄰近於顯示介質130的表面S1上且設置於容置空間AS中，並與第一基板110的鈍化層116一體成型。鏡筒164與影像感測器166位於背側BS。其他的透鏡L2~L7、光圈A與影像感測器166裝設於鏡筒164中。影像感測器166的種類例如是電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)型的影像感測器或者是互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)型的影像感測器，本發明並不以此為限。
因此，當位於顯示側DS的一待拍攝物所發出的外界光束發出後，其依序經由第二透光區域T2、容置空間AS內的介質、透鏡L1(光學成像鏡頭162的一部分)、第一基材112、透鏡L2、透鏡L3、光圈A、透鏡L4、透鏡L5、透鏡L6以及透鏡L7(光學成像鏡頭162的另一部分)之後，並在影像感測器166的影像感測面上形成一影像，以使影像感測器166感測影像而可實現照相的效果。
應注意的是，上述的光學成像鏡頭162例如是具有七片 透鏡的光學成像鏡頭，上述的透鏡數量、光圈以及相對應的排列方式僅為舉例，於其他的實施例中亦可以採用不同面形、數量的透鏡，本發明並不以此為限制。
承上述，在本實施例的顯示裝置100中，由於第一、第二基板110、120分別具有第一、第二透光區域T1、T2，此二透光區域T1、T2有利於使相機模組160收光，既可以實現使用者對照相的需求，亦避免了習知技術在基板挖設孔洞的做法，而大幅地降低基板破裂的機率，因此顯示裝置100具有較高的製造良率。並且，光學成像鏡頭162的至少一透鏡(例如是透鏡L1)設置於位於兩基板110、120之間的容置空間AS中，因此位於兩基板110、120外的透鏡設置片數可以有效地降低。如此一來，本實施例的顯示裝置100可具有較薄的厚度，有利於薄型化的發展。
由另一觀點觀之，在本實施例的顯示裝置100中，光學成像鏡頭160的至少一透鏡(例如是透鏡L1)整合於兩基板110、120中的至少一基板(例如是第一基板110)中，換言之，就是藉由將基板110、120內的物質層(例如是第一基板110的鈍化層116)且對應於第一、第二透光區域T1、T2的一部分設計成光學成像鏡頭160的至少一透鏡的面形，因此位於兩基板110、120外的透鏡設置片數可以有效地降低，本實施例的顯示裝置100可具有較薄的厚度。
請參照圖1B與圖1C，值得一提的是，於本實施例中， 可以藉由設計對應於容置空間AS的基板的物質層的中心厚度T與容置空間AS的直徑D大小來設計透鏡的焦距f，其中中心厚度T被定義為透鏡在光軸I上的厚度減去位於顯示區DR的物質層的厚度。於此處以第一基板110的鈍化層116作為透鏡L1當做說明的範例，其中鈍化層116的折射率n例如是1.8，直徑D的大小例如是落在2毫米(mm)至4毫米的範圍內，且例如是2毫米。透鏡的焦距f可以以以下的公式(1)計算而得：
Figure 108105260-A0305-02-0012-1
 圖1C即為藉由上述公式，並且固定特定參數(即折射率n、直徑D)所得到的中心厚度與焦距之間的關係圖。由圖1C可以看出，本實施例可以藉由形成不同大小的中心厚度T而可對應設計出透鏡L1的不同焦距。
在此必須說明的是，以下的實施例沿用上述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖2至圖5為本發明不同實施例的顯示裝置的剖面示意圖。
請參照圖2，圖2的顯示裝置100a大致類似於圖1A與圖1B中的顯示裝置100，其主要差異在於：透鏡L1a例如是菲涅耳透鏡FL(Fresnel Lens)。藉由將透鏡L1a設計為菲涅耳透鏡，本 實施例的光學成像鏡頭160a可以在有限的厚度下具有更大的變焦範圍。
此外，於本實施例中，菲涅耳透鏡FL為具有凸面的菲涅耳透鏡，於其他的實施例中，菲涅耳透鏡FL亦可以是具有凹面的菲涅耳透鏡，本領域的通常知識者可以依據光學需求對應採用不同種類的菲涅耳透鏡，本發明並不以此為限。
請參照圖3，圖3的顯示裝置100b大致類似於圖1A與圖1B中的顯示裝置100，其主要差異在於：透鏡L1b例如是凹透鏡，且其具有一朝向顯示側DS的凹面。
請參照圖4，圖4的顯示裝置100c大致類似於圖1A與圖1B中的顯示裝置100，其主要差異在於：透鏡L1c與第二基板120的覆蓋層126一體成型。換言之，即透鏡L1c整合於第二基板120內的物質層(例如是第二基板120的覆蓋層126)中。並且，透鏡L1c例如是凸透鏡，且其具有一朝向背側BS的凸面。透鏡L1c設置於第二基材122的鄰近於顯示介質130的表面S2上。
因此，於本實施例中，外界光束經過的元件順序略有不同。當位於顯示側DS的一待拍攝物所發出的外界光束發出後，其依序經由第二透光區域T2、透鏡L1c、容置空間AS內的介質、第一基材112、透鏡L2、透鏡L3、光圈A、透鏡L4、透鏡L5、透鏡L6以及透鏡L7(光學成像鏡頭162c的另一部分)之後，並在影像感測器166的影像感測面上形成一影像，而可實現照相的效 果。
請參照圖5，圖5的顯示裝置100d大致類似於圖4中的顯示裝置100c，其主要差異在於：透鏡L1d例如是凹透鏡，且其具有一朝向背側BS的凹面。
此外，在上述的實施例中，光學成像鏡頭(160、160a~160d)的一透鏡例如是整合於二基板110、120的其中之一。於其他未示出的實施例中，亦可以將光學成像鏡頭的兩個透鏡分別整合於二基板110、120中，即藉由將基板110、120內的二物質層所對應於第一、第二透光區域T1、T2的二部分設計成光學成像鏡頭160的二透鏡的面形，且此二透鏡分別設置於第一基材112的鄰近於顯示介質130的表面S1與第二基材122的鄰近於顯示介質130的表面S2上。或者是，亦可以將光學成像鏡頭中的多個透鏡整合於單一基板的不同物質層中，本發明並不以此為限制。此外，上述的物質層並不限定於是基板的鈍化層或者是覆蓋層，也可以是其他層，本發明並不以此為限制。
此外，上述的透鏡態樣以凸透鏡、凹透鏡或菲涅耳透鏡做為說明示範的例子，於其他的實施例中，亦可以是其他種類的透鏡態樣，本發明並不以此為限。
綜上所述，在本發明實施例的顯示裝置中，由於第一、第二基板分別具有第一、第二透光區域，此二透光區域有利於使相機模組收光，其避免了習知技術在基板挖設孔洞的做法，大幅 地降低基板破裂的機率，因此顯示裝置具有較高的製造良率。並且，光學成像鏡頭的至少一透鏡設置於位於兩基板之間的容置空間中，因此位於兩基板外的透鏡設置片數可以有效地降低。如此一來，本發明實施例的顯示裝置可具有較薄的厚度，有利於薄型化的發展。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100：顯示裝置 110：第一基板 112：第一基材 114：絕緣層 116：鈍化層 120：第二基板 122：第二基材 124：彩色濾光層 126：覆蓋層 130：顯示介質 140：第一框膠 150：第二框膠 160：相機模組 162：光學成像鏡頭 164：鏡筒 166：影像感測器 A：光圈 AS：容置空間 B：藍色濾光片 BM：黑矩陣 BS：背側 CR：照相區域 D：容置空間的直徑 DR：顯示區域 DS：顯示側 G：綠色濾光片 I：光軸 L1~L7：透鏡 LC：液晶材料 R：紅色濾光片 S1、S2：表面 SP：間隙元件 T1：第一透光區域 T2：第二透光區域 T：中心厚度

Claims (11)

  1. 一種顯示裝置，具有彼此相對的一顯示側與一背側，該顯示裝置包括： 一第一基板，具有一第一透光區域，且包括一第一基材； 一第二基板，設置於該第一基板上，且具有一第二透光區域，該第二基板包括一第二基材，其中該第一透光區域對應於該第二透光區域； 一顯示介質，設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第一框膠，圍繞該顯示介質，且位於該第一基板與該第二基板之間； 一第二框膠，位於該第一框膠內且位於該第一基板與該第二基板之間，該第二框膠圍繞出一容置空間，其中該容置空間對應於該第一透光區域以及該第二透光區域；以及 一相機模組，包括一光學成像鏡頭，該光學成像鏡頭由該顯示側至該背側沿一光軸依序包括一第一透鏡與一第二透鏡； 其中， 該第一透鏡設置於該第一基材與該第二基材中的一者的鄰近於該顯示介質的一表面上，且該第一透鏡設置於該容置空間內， 且該第二透鏡設置於該背側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該光學成像鏡頭更包括一第三透鏡，其中該第三透鏡設置於該第一基材與該第二基材中的另一者的鄰近於該顯示介質的一表面上，且第一透鏡設置於該容置空間內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一基板的一第一物質層與該第一透鏡一體成型。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中該第一物質層的折射率的範圍落在1.4至1.8的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第二基板的一第二物質層與該第一透鏡一體成型。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中該第二基板的一第二物質層該第三透鏡一體成型。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述的顯示裝置，其中該第二物質層的折射率的範圍落在1.4至1.8的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顯示裝置，其中該第一透鏡、該第二透鏡與該第三透鏡的種類包括一凸透鏡、一凹透鏡或一菲涅耳透鏡。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該容置空間內的介質為空氣。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一基板為一畫素陣列基板。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第二基板為一彩色濾光片基板。
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