显示装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月18日提交的韩国专利申请no.10-2018-0164343、2019年9月2日提交的韩国专利申请no.10-2019-0108292的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文中。

本公开涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种在显示屏中具有摄像头孔的屏内开孔(holeindisplay)型显示装置。

背景技术：

随着诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动装置的发展，对显示屏的要求逐渐增加。近年来，正朝着覆盖前表面并增强沉浸感的全屏幕显示发展，以便从移动装置的尺寸和设计中获益。

例如，如果前显示屏上仅保留摄像头孔而隐藏其余所有部分，则它可以是简单的形状。当前显示屏变得简单时，非屏幕区域减小，使得在观看图像等时沉浸感增强。

技术实现要素：

本公开的一个目的是，提供一种显示装置，该显示装置改善了暗区，从而在显示屏中具有摄像头孔的屏内开孔型显示装置中，在视觉上看起来明亮而均匀，并且具有优异的显示质量。

根据用于实现上述目的的本公开的特征，本公开包括具有摄像头孔的背光单元，以及设置在显示装置中的暗区改善器件，所述暗区改善器件向与光源所在的相对侧对应的摄像头孔背侧的暗区产生区域提供光，从而改善暗区产生区域。

暗区改善器件可以包括光纤，该光纤设置在背光单元边缘上设置的导光板中，并接收来自光源的光，以将该光发射到与光源所在的相对侧对应的摄像头孔背侧的暗区产生区域。

或者，暗区改善器件可以包括侧反射部，其设置在背光单元中与光源所在的相对侧对应的摄像头孔的背侧，并使经过摄像头孔两侧的光的一部分反射，以将该光聚集到摄像头孔背侧的暗区产生区域。

或者，暗区改善器件可以设置在液晶面板内。就是说，通过控制位于背光单元上的液晶面板中的多个子像素中的至少一个的驱动，可以实现暗区改善器件，从而改善与光源所在的相对侧对应的摄像头孔背侧的暗区产生区域。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的上述及其他目的、特征以及其他优点，在附图中：

图1是前视图，示出了根据本公开的一个实施例的显示装置；

图2是透视图，示出了根据本公开的一个实施例的显示装置的背光单元；

图3a是平面图，示出了将光纤应用于图2的背光单元的一个实施例的结构；

图3b是剖视图，示出了图3a的a-a部分；

图3c是剖视图，示出了图3a的b部分；

图4是示出了在摄像头孔背侧出现暗区的情形中导光板中的光轮廓的图；

图5a是用于解释光纤的结构和原理的图，而图5b是用于解释图3b的结构中的发光原理的图；

图6a是平面图，示出了将光纤应用于图2的背光单元的另一个实施例的结构；

图6b是放大配置图，示出了图6a的a部分；

图7是出了将光纤应用于背光单元之前和之后暗区对比的照片的图；

图8是平面图，示出了根据本公开的又一个实施例的显示装置的背光单元；

图9是平面图，示出了图8中的导光板和反射片；

图10是平面图，示出了根据本公开的再一个实施例的显示装置；

图11是剖视图，示出了图10的a-a部分和b-b部分。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。

如图1所示，本公开的显示装置1是在显示单元3中具有摄像头孔5的屏内开孔型显示装置。当摄像头孔5设置在显示单元3中时，与围绕显示单元3的边缘相对应的边框7能够变窄，从而实现了简单的设计，并且增强了观看图像等时的沉浸感。

摄像头孔5可以设置在显示单元3的上部的中心或上部的一侧。

显示装置1包括液晶面板和背光单元。液晶面板通过使用从外部接收的光来工作，而背光单元向液晶面板提供光。也就是说，背光单元10向液晶面板均匀地提供光，使得在显示单元3上能够看到图像。

如图2所示，摄像头孔5形成在背光单元10中。摄像头孔5形成在背光单元10中以实现屏内开孔型显示装置。

背光单元10包括导光板11和光源16。导光板11将从其侧面或下端上放置的光源16接收的光均匀地分散到所需要的区域。导光板11可以由聚甲基丙烯酸甲酯树脂(pmma)制成。导光板11可以在其底面上形成不均匀图案，以在特定方向上反射光，或者可以形成v槽以提高光的直线性。

光源16可以采用led。在一个实施例中，光源16以led阵列形式位于导光板11的下端。

反射片12位于导光板11的底面上，使得光不规则地反射并朝着导光板11的正面发射。反射片12能使更多的光传输到液晶面板。

用于调整光路的扩散片13、棱镜片14和保护片15位于导光板11的上表面上，使得穿过导光板11的光在没有损耗的情况下被液晶面板接收。扩散片13、棱镜片14和保护片15对穿过导光板11的光执行扩散、聚集和保护功能，以将其调整为液晶面板所需的特定方向的均匀光。

背光单元10还包括位于导光板11和反射片12之间的导光板17。导光板17附接到反射片12，用作支撑导光板11的边缘，并且在液晶面板固定在背光单元10中时可以层叠。

摄像头孔5形成为穿过反射片12、导光板11、扩散片13、棱镜片14和保护片15，并且摄像头镜头20安装在摄像头孔5中。

如图3a所示，背光单元10包括光纤30。光纤30用作暗区改善器件，以改善摄像头孔5背侧的暗区产生区域。也就是说，光纤30将光传输到与光源16所在的相对侧对应的摄像头孔5背侧的暗区产生区域，从而改善暗区。

当摄像头孔5形成在显示单元3中时，光不能到达摄像头孔5的背侧(图1中的a部分)，从而产生暗区。这是由led光源路径的直线性引起的，并且这是因为从光源16直线前进的光被摄像头孔5阻挡并且无法到达摄像头孔5的背侧。

暗区形成在与图1的a部分相对应的摄像头孔5的背侧，当测量导光板中的光轮廓时，暗区形成在摄像头孔的背侧，如图4所示。在图4的情形中，尽管通过调整导光板11的图案可以有所改善，但是仍会产生暗区区域。当暗区产生时，显示单元的可视性降低，并且显示质量降低。为了解决这个问题，背光单元10包括用于改善暗区的光纤30。

如图3a所示，光纤30位于用作导光板11边缘的导光板17内。光纤30沿着导光板17的纵向位于导光板17内，并且光纤30的两端与光源16接触。导光板17在与摄像头孔5的背侧相对应的位置处形成有开口部18，使得光纤30朝向导光板11露出。

光纤30的芯部在开口部18中朝向导光板11露出。光纤30的芯部在开口部18中露出，使得在光纤30中传输的光可以从露出的芯部中引出。通过切开光纤30外周的与开口部18对应的部分来露出芯部，但方法不限于此。在通过开口部18露出的芯部的表面上可以形成凹凸图案。凹凸图案为光纤的芯部赋予了不规则反射和散射的效果，使得与开口部18对应的芯部中光的内全反射被破坏，从而光从芯部中引出。凹凸图案可以是棱镜形状或随机凹凸形状。光纤30在与光源16接触的两端接收来自光源16的光并传输光，使得通过开口部18露出的部分将光发射到摄像头孔5背侧的暗区产生区域。发射到暗区产生区域的光改善了摄像头孔5背侧的暗区。

在光纤30中全反射的光发射到开口部18。

如图5a所示，光纤30通过内全反射将光从一侧传输到与该一侧相对的另一侧。尽管光纤被弯曲，但是光通过内全反射沿内壁表面反射前进，使得光损耗接近于零。

光纤的结构包括芯、包层和缓冲层。芯的直径可以在5μm至15μm的范围内，或者在40μm至100μm的范围内，包层的厚度可以在125μm至140μm的范围内，缓冲层的厚度可以在250μm至900μm的范围内。光纤的芯的材料与包层的材料不同，因此，由于折射率差异之故，在光纤的芯与包层之间会发生全反射。例如，光纤的芯和包层的材料可以包含选自由石英玻璃、多组分玻璃、压克力和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)组成的组中的一种或多种组分。光纤的缓冲层的材料可以包含选自由硅树脂、环氧丙烯酸酯、尿烷和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)组成的组中的一种或多种组分。

如图3b(图3b是沿图3a的a-a线截取的横截面)所示，光纤30的外周通过导光板17的开口部18朝向导光板11露出。开口部18具有朝向其出口侧向外倾斜的斜面19，以便将光发射到更宽的区域。如图5a所示，在光纤30中，芯部的折射率大于包层的折射率。因此，当光从芯部入射到包层时，入射角大于临界角，使得光不发生折射，而是发生全反射。因此，即使芯部向开口部露出，由于芯部的折射率仍然大于空气的折射率，光也不会从芯部引出。因此，如图5b所示，在与开口部对应的芯部上形成凹凸图案，以便为光纤的芯部赋予不规则反射和散射的效果，从而改变光的反射角，使得光可以从折射率高的芯部向着折射率较低的空气发射出来。

同时，如图3b所示，优选地，开口部18的长度对应摄像头孔5的直径或者更长一些，以便将足够的光发射到暗区区域。尽管在一个实施例中描述了在与摄像头孔5背侧相对应的位置处形成一个开口部18，但是也可以以一定间隔形成多个开口部18，以改善暗区。

如图3c所示，光纤30可以在制造导光板17时通过注入插设在导光板17中。当光纤30与导光板17一体地制造时，在制造背光单元10时便于对准等。

在另一个示例中，可以在注入导光板11时将光纤插设在导光板11中，从而使光纤30位于导光板11内，而不是插设在导光板17中。或者，光纤30也可以位于导光板17和导光板11之间的空间中。

在另一个实施例中，如图6a所示，光纤30可以分成位于用作导光板11边缘的导光板17内的两根光纤导光板。光纤30可以位于导光板17内，使得其两端接触光源16，并且光纤30可以在开口部18a中分开，分开的光纤30a、30b的端部31a、31b面向摄像头孔5。

如图6b所示，开口部18a可以形成为具有与光纤30a、30b的端部31a、31b相对应的尺寸。在一个实施例中，两个开口部18a形成在导光板17中，并且光从位于两个开口部18a中的光纤30a、30b的端部31a、31b发射到摄像头孔5背侧的暗区区域。两个开口部18a彼此相邻，使得光在发射时部分重叠，从而使光均匀地到达整个暗区区域。

具体地，在光纤30的与光源16接触的两端可以接收来自光源16的光，该光可以移动到光纤30a、30b的位于开口部18a中的各端部31a、31b，并且该光可以在开口部18a中发射出来。当光通过光纤30a、30b的各端部31a、31b发射到暗区区域时，光发射效率比一个实施例中通过光纤30的外周发射光的情形更好，从而提高了暗区改善效果。

光纤30可以在制造导光板17时通过注入插设在导光板17中。当光纤30与导光板17一体地制造时，在制造背光单元10时便于对准等。

导光板17也可以通过使用一个模具注入来位于导光板11的边缘，以便光纤30嵌入导光板17中，并且导光板17也可以通过使用两个模具注入来位于导光板11的边缘，以便光纤30a、30b分别嵌入导光板17中。

图7示出了将光纤应用于背光单元之前和之后暗区对比的照片。

如图7所示，图7(a)是示出了应用光纤之前的图，其证实了，当摄像头孔形成在显示单元中时，光不能到达摄像头孔的背侧，从而产生了暗区。图7(b)是示出了将光纤应用于背光单元的图。图7(c)是示出了如图7(b)所示应用光纤之后的图，其证实了，即使在摄像头孔形成在显示单元中时，也能确保明亮和均匀的可视性。因此，可以证实，光纤将光传输到摄像头孔背侧的暗区，从而改善了暗区。

在又一个实施例中，如图8所示，背光单元10b可以包括侧反射部40，侧反射部40用于反射经过摄像头孔5两侧的一部分光，以将光聚集到摄像头孔5背侧的暗区产生区域。侧反射部40用作暗区改善器件，以改善摄像头孔5背侧的暗区产生区域。也就是说，侧反射部40将来自光源16的光反射到摄像头孔5的背侧，从而改善暗区区域。

侧反射部40可以形成为具有“∧”形状，使得经过摄像头孔5两侧的光可以反射并聚集到摄像头孔5的背侧。“∧”形状通过朝向摄像头孔5背侧的聚集功能使光反射效率最大化。“∧”形状通过连接一个斜面的末端和另一个斜面的末端来形成角度。

具体地，背光单元10b包括导光板11和位于导光板11背面上的反射片12，侧反射部40可以形成为使得导光板11中的面向摄像头孔5背侧的部分形成为具有△形状。△形状包括两个斜面和一个水平面，这两个斜面在其一侧彼此直接连接以形成角度，而这两个斜面在其另一侧通过所述一个水平面彼此连接。

光源16以led阵列的形式位于导光板11的下端，并且朝向导光板11的上部照射光。由于led光源的光路的直线性而直线前进的光被摄像头孔5阻挡，不能到达摄像头孔5的背侧。然而，导光板11中的面向摄像头孔5背侧的部分可以形成为具有“∧”形状或“△”形状，经过摄像头孔5两侧的光可以通过“∧”形状或“△”形状发生反射，以聚集到摄像头孔5的背侧。

导光板11中的侧反射部40的“∧”形状或“△”形状形成为，具有使经过摄像头孔5两侧的光能够到达侧反射部40的宽度和角度。例如，优选地，导光板11中的侧反射部的“∧”形状或“△”形状的宽度相对地长于摄像头孔5的直径。

在一个实施例中，摄像头孔5设置在显示单元3的上部，侧反射部40在导光板11的上端的与摄像头孔5背侧相对应的位置处进一步形成△形状，但是当摄像头孔5设置在显示单元3的上部的中心时，“△”形状可以进一步形成在导光板11的上端的中心处，使得侧反射部40的位置也与之相对应。

其中可以包括辅助侧反射部45，辅助侧反射部45设置为在侧反射部40的“△”形状的三角形山峰的两个山腰处，并且用于提高侧反射部40的光反射效率。

通过将反射板附接到导光板11的侧反射部40的两个山腰处，或者通过向导光板11背面上放置的反射片12进一步添加与导光板11的侧反射部40的两个山腰相对应的反射板，可以形成辅助侧反射部45。

在一个实施例中，如图9所示，导光板11在其上端的与摄像头孔5背侧相对应的位置处形成△形状的侧反射部40，并且反射片12形成有与导光板11的侧反射部40的两个山腰对应的辅助侧反射部45。因此，当反射片12位于导光板11的背面上时，辅助侧反射部45就堆叠在侧反射部40上。侧反射部40和辅助侧反射部45可以提高led光源的光反射效率，从而改善摄像头孔5背侧的暗区区域。

在另一个实施例中，如图10和图11所示，显示装置1可以控制液晶面板50中包含的滤色器基板51的白色子像素(w)的驱动，从而改善设置在显示单元3中的摄像头孔5背侧的暗区区域。

具体地，显示装置1可以具有在背光单元10中形成的摄像头孔5，并且可以控制位于背光单元10上部的液晶面板50的白色子像素的驱动，从而改善摄像头孔5背侧的暗区产生区域。

摄像头孔5背侧的暗区产生区域的白色子像素可以开启(on)，而其余区域的白色子像素可以关闭(off)，从而使相对对比度最小化，并且改善摄像头孔5背侧的暗区产生区域。

液晶面板50包括晶体管(tft)、像素电极、液晶、公共电极、滤色器基板51和偏光器。通过薄膜晶体管(tft)所控制的像素电极和公共电极之间的电场，液晶控制背光单元10所发射的光的透射量。

显示单元3整体共用的公共电压施加到公共电极，而每个像素电极所需的数据电压通过数据线单独施加到像素电极。此外，显示单元3包括多个子像素。多个子像素可以包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。此外，每个子像素包括对通过相应子像素区域透射的光进行颜色控制的滤色器基板51。滤色器基板51可以包括红色(r)滤色器、绿色(g)滤色器、蓝色(b)滤色器和白色(w)滤色器。此时，白色子像素可以包括白色(w)滤色器，或者，可以通过不包括单独滤色器的方法实现。

通过施加与白色子像素的像素电极对应的电压，可以驱动白色子像素。具体地，通过控制与白色子像素对应的薄膜晶体管(tft)，以施加与白色子像素的像素电极对应的电压，在像素电极和公共电极之间形成电场，从而控制液晶的操作，以控制与白色子像素(w)对应的透射光的量，从而实现白色子像素的驱动。

如图11所示，从光源16直线前进的光被摄像头孔5阻挡，不能到达摄像头孔5的背侧，从而产生了暗区。

因此，可以在摄像头孔5背侧的暗区区域中开启(on)白色子像素，从而使其明亮地被看到，而在其余区域中可以关闭(off)白色子像素，从而降低暗区区域和其余区域之间的对比度，并且具有均匀的可视性。

也就是说，可以控制液晶面板50中的白色子像素(w)的驱动，以使暗区比其余区域更明亮、更清晰，从而提高暗区与无暗区区域之间的对比度。

然后，在光直线前进的区域中关闭(off)白色子像素，使得整体可视性是均匀的。

或者，在本公开的又一个实施例中，可以控制显示单元中的多个子像素中的红色子像素或绿色子像素或蓝色子像素或白色子像素或者他们中的任何两个或多个子像素的驱动，以增加摄像头孔背侧的暗区区域的亮度，从而使相对于其余区域的对比度最小化，并且改善暗区。也就是说，这可以通过控制多个子像素的液晶来实现，使得位于暗区区域中的多个子像素的透射光的量进一步增加。例如，施加到位于暗区区域中的多个子像素的数据电压可以大幅提高，从而显示更亮的图像，不同于其余区域，从而提高暗区区域的亮度。

在下文中，将描述本公开的操作。

本公开的显示装置配置为，将光传输到插设有摄像头的摄像头孔的背侧的暗区产生区域，从而改善暗区。

也就是说，在一个实施例中，如图3a和图3b所示，本公开配置为使得光纤30位于导光板17内，并且光纤30接收来自光源16的光，并将该光发射到与光源16所在的相对侧对应的摄像头孔5背侧的暗区产生区域。

光纤30可以利用全反射原理将来自光源16的光传输到暗区区域，从而改善暗区，并且在显示单元3的整个表面上提供均匀的可视性。

此时，由于光纤30通过注入一体地嵌入导光板17中，所以在制造背光单元10时可以便于对准。

或者，在另一个实施例中，如图6a和图6b所示，本公开可以配置为使得光纤30的端部31a、31b将光发射到摄像头孔5背侧的暗区产生区域，从而使暗区改善效果最大化。

或者，在又一个实施例中，如图8所示，本公开可以配置为使得经过摄像头孔5两侧的光的一部分发生反射，以将光聚集到摄像头孔5背侧的暗区产生区域，从而改善暗区。

或者，在再一个实施例中，如图10所示，本公开可以控制位于背光单元10上部的液晶面板50中的白色子像素(w)的驱动，从而使摄像头孔5背侧暗区区域与其余区域之间的相对对比度最小化，并改善暗区。

因此，本公开可以实现摄像头的位置位于显示单元内的屏内开孔型显示装置，同时提供优异的显示质量并且提供高质量图像。

上文描述的本公开适用于一个实施例、另一个实施例和又一个实施例中的部分或全部的组合。

此外，本公开的显示装置不仅适用于移动显示器，还适用于lcdtv、导航系统、dmb、监控器等。

本公开利用光纤的全反射原理将来自led光源的光传输到摄像头孔背侧的暗区区域，从而改善了暗区；将经过摄像头孔两侧的光的一部分反射以将光聚集到摄像头孔背侧的暗区产生区域，从而改善了暗区；或者控制液晶面板中的白色子像素(w)的驱动，从而使摄像头孔背侧的暗区区域与其余区域之间的相对对比度最小化，从而改善了暗区。

因此，本公开即使在实现摄像头的位置位于显示单元内的屏内开孔型显示装置的同时，也可以通过改善暗区来提供均匀、明亮的可视性，从而提供具有优异的显示质量的显示装置。

本公开在附图和说明书中公开了最佳实施例。尽管本文中使用了特定术语，但是它们仅用于描述本公开，而不是用于限制权利要求书中描述的本公开的含义或范围。因此，本领域技术人员将理解，可以从中做出各种修改和其他等同的实施例。因此，本公开的真实技术范围应当由所附权利要求书的技术精神来确定。