显示面板及显示设备的制作方法

1.本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示面板及显示设备。


背景技术：

2.为了满足显示设备的高屏占比设计，通常可以将前置摄像头设置于透明显示屏之下，这种方式虽然可以实现显示设备的全面屏显示，但是在采用显示设备进行拍照时，拍摄到的图像通常会比较模糊，这样会导致图像的整体成像效果偏低。


技术实现要素：

3.为改善上述技术问题，本发明提供了一种显示面板及显示设备，通过在可透光区设置衍射光学元件，从而通过衍射光学元件与所述像素单元配合以调制入射至显示面板的入射光，以使射出显示面板(的出射光的发散角小于入射光的发散角。如此，能够使得非准直的入射光穿过显示面板后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
4.本发明实施例的第一方面，提供一种显示面板100，包括：显示区aa以及位于所述显示区aa内的摄像区ca；所述摄像区ca包括周期性设置的像素单元10，以及设置于所述像素单元10之间的可透光区20；所述可透光区20设置有衍射光学元件30，所述衍射光学元件30用于与所述像素单元10配合调制入射至所述显示面板100的入射光，以使射出所述显示面板100的出射光的发散角小于所述入射光的发散角。
5.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述衍射光学元件30为振幅型衍射光学元件31；所述振幅型衍射光学元件31用于衍射部分所述入射光并生成第一出射光，以使得射出所述显示面板100的第一出射光的明条纹和另一部分入射光的暗条纹在设置于所述摄像区ca的摄像头模组中的位置重叠，以及射出所述显示面板100的第一出射光的暗条纹和另一部分入射光的明条纹在设置于所述摄像区ca的摄像头模组中的位置重叠；其中，所述摄像头模组位于所述显示面板100的非显示面。
6.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述振幅型衍射光学元件31包括透光的第一区域311和至少部分不透光的第二区域312；所述第二区域312包括：与设置于所述摄像区ca的所述像素单元10的遮光带位置对应的带状区3121，以及分布于所述带状区3121的两侧的且形状不规则的边带区3122；其中，所述边带区3122不透光，所述边带区3122包括与所述带状区3121的延伸方向相垂直且随机分布在所述带状区3121的两侧的微结构。
7.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述微结构包括不透光的矩形结构3122a；所述矩形结构3122a的一宽边与所述带状区3121的侧边重合，不同长度的矩形结构3122a沿所述带状区3121的延伸方向分布以共同形成所述边带区3122，其中，每个所述矩形结构3122a的长度不大于所述带状区3121的宽度。
8.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述微结构包括不透光的等边三角形结构3122b；所述等边三角形结构3122b的一边与所述带状区3121的侧边重合，不同大小的等边
三角形结构3122b沿所述带状区3121的延伸方向分布以共同形成所述边带区3122，其中，所述等边三角形结构3122b的边长不大于所述带状区3121的宽度。
9.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述微结构包括不透光的半圆形结构3122c；所述半圆形结构3122c的直径与所述带状区3121的侧边重合，不同直径大小的半圆形结构3122c沿所述带状区3121的延伸方向分布以共同形成所述边带区3122，其中，所述半圆形结构3122c的直径不大于所述带状区3121的宽度。
10.在第一方面的一个可替换的实施例中，位于所述带状区3121的两侧的边带区3122相对于所述带状区3121的中轴线对称或互补；优选地，所述边带区3122中的相邻两个微结构彼此邻接或部分重叠。
11.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述振幅型衍射光学元件31包括透明基底以及设置在所述透明基底上的不透光涂层，由所述不透光涂层所在的区域至少形成所述边带区3122；或者所述振幅型衍射光学元件31为不透明基底，由所述不透明基底经缕空处理后保留的区域至少形成所述边带区3122。
12.在第一方面的一个可替换的实施例中，所述衍射光学元件30为相位型衍射光学元件32；所述相位型衍射光学元件32的不同区域具有不同的折射率，用于对所述入射光进行折射，以使射出所述显示面板100的出射光的发散角小于所述入射光的发散角；
13.优选地，所述相位型衍射光学元件32为单层结构，所述相位型衍射光学元件32包括多个折射区域，至少部分所述折射区域的折射率不同；
14.优选地，所述相位型衍射光学元件32为单层结构，所述相位型衍射光学元件32包括多个折射区域，至少部分所述折射区域的厚度不同；
15.优选地，所述相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构的折射率不同；
16.优选地，所述相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构的厚度不同；
17.优选地，所述相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构包括多个折射区域，至少部分所述折射区域的折射率不同；
18.优选地，所述相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构包括多个折射区域，至少部分所述折射区域的厚度不同。
19.本发明实施例的第二方面，提供一种显示设备，包括摄像头模组以及如第一方面所述的显示面板100，所述摄像头模组设置于所述显示面板100的摄像区ca，所述摄像头模组位于所述显示面板100的非显示面。
20.综上所述，相较于现有技术，本发明实施例所提供的显示面板及显示设备，显示面板的摄像区的可透光区设置的衍射光学元件能够与摄像区的周期性像素单元互相配合，以调制入射至显示面板的入射光，使得射出显示面板的出射光的发散角度小于入射光的发散角度。如此设计，能够使得非准直的入射光穿过显示面板后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
附图说明
21.图1为本发明实施例所提供的显示面板的平面示意图
22.图2为本发明实施例所提供的振幅型衍射光学元件的衍射越弱原理图。
23.图3为本发明实施例所提供的振幅型衍射光学元件的结构示意图。
24.图4为图3中所示的第二区域的结构示意图。
25.图5为图3中所示的第二区域的其中一种可能实现方式示意图。
26.图6为图3中所示的第二区域的另一种可能实现方式示意图。
27.图7为图4中所示边带区的第一种可能的微结构示意图。
28.图8为图4中所示边带区的第二种可能的微结构示意图。
29.图9为图4中所示边带区的第三种可能的微结构示意图。
30.图10为图4中所示的边带区的第一分布示意图。
31.图11为图4中所示的边带区的第二分布示意图。
32.图12为图4中所示的边带区的第三分布示意图。
33.图13为图12中所示的边带区的形成示意图。
34.图14为本发明实施例提供的边带区的一种边沿走线示意图。
35.图15为本发明实施例提供的边带区的另一种边沿走线示意图。
36.图16为本发明实施例提供的边带区的又一种边沿走线示意图。
37.图17a-图17f为本发明实施例提供的相位型衍射光学元件的多种实施方式示意图。
38.图标：
39.100-显示面板；
40.10-像素单元；
41.20-可透光区；
42.30-衍射光学元件；
43.31-振幅型衍射光学元件；311-第一区域；312-第二区域；3121-带状区；3122-边带区；3122a-矩形结构；3122b-等边三角形结构；3122c-半圆形结构；
44.32-相位型衍射光学元件；
45.aa-显示区；ca-摄像区。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示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发明的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
48.如前述背景技术所述，为了提高全面屏显示设备拍摄到的图像的清晰度，提高图
像的整体成像效果，本发明创新性地提出了将衍射光学元件与周期性设置的像素单元进行配合以调制入射至显示面板的入射光的技术方案，这样能够使得非准直的入射光穿过显示面板后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
49.请首先参阅图1，示出了本发明实施例所提供的显示面板100的平面示意图，该显示面板100可以包括显示区aa以及位于显示区aa内的摄像区ca，摄像区ca域包括周期性设置的像素单元10以及设置于像素单元10之间的可透光区20，可透光区域20设置有衍射光学元件30。其中，衍射光学元件30可以用于与像素单元10配合调制入射至显示面板100的入射光，以使射出显示面板100的出射光的发散角小于入射光的发散角。这样设计，能够使得非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
50.在实际实施过程中，衍射光学元件30可以选用振幅型衍射光学元件31或者相位型衍射光学元件，两种不同类型的衍射光学元件30对光路的改变原理不同，下面将结合附图分别对两种不同类型的衍射光学元件30进行进一步说明。
51.请结合参阅图2，振幅型衍射光学元件31可以用于衍射部分入射光并生成第一出射光，以使得射出显示面板100的第一出射光的明条纹st11和另一部分入射光的暗条纹st21在设置于摄像区ca的摄像头模组中的位置重叠，以及射出显示面板100的第一出射光的暗条纹st12和另一部分入射光的明条纹st22在设置于摄像区ca的摄像头模组中的位置重叠。其中，摄像头模组位于显示面板100的非显示面。如此设计，明暗条纹互相抵消，摄像头模组中的光照感应面积可以是图2中的第一光照感应面积sa1，相较于未设置振幅型衍射光学元件31的摄像头模组中的第二光照感应面积sa2，本方案能够降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
52.请结合参阅图3和图4，振幅型衍射光学元件31包括透光的第一区域311和至少部分不透光的第二区域312，第二区域312可以包括：与设置于摄像区ca的像素单元10的遮光带位置对应的带状区3121，以及分布于带状区3121的两侧的且形状不规则的边带区3122。带状区3121包括沿第一方向(图3中的x方向)分布的多条第一带状图案3121x以及沿第二方向(图3中的y方向)分布的多条第二带状图案3121y，第一带状图案3121x和第二带状图案3121y互相交叠。
53.可选地，当第一带状图案3121x和第二带状图案3121y不透光时，第二区域312为图5中的黑色阴影部分。当第一带状图案3121x和第二带状图案3121y透光时，第二区域312为图6中的黑色阴影部分。可以理解，图1所示的显示面板100的遮光带与第一带状图案3121x和第二带状图案3121y重合。
54.请继续参阅图4，边带区3122不透光，边带区3122包括与带状区3121的延伸方向相垂直且随机分布在带状区3121的两侧的微结构，微结构能够破坏衍射光束的光路周期性，削弱衍射效应，从而减少拍摄时的星茫相应，提高图像的成像质量。在本实施例中，微结构可以包括多种结构，例如，但不限于，矩形结构、等边三角形结构和半圆形结构等。下面分别对矩形结构、等边三角形结构和半圆形结构进行说明，当然可以理解的是，在具体实施时，并不限于以下三种类型的微结构。
55.请结合参阅图7，微结构可以是矩形结构3122a，矩形结构3122a的一宽边与带状区3121的侧边重合，不同长度的矩形结构3122a沿带状区3121的延伸方向(图7中的y方向)分布以共同形成边带区3122。
56.请结合参阅图8，微结构还可以是等边三角形结构3122b，等边三角形结构3122b的一边与带状区3121的侧边重合，不同大小的等边三角形结构3122b沿带状区3121的延伸方向(如图8中的y方向)分布以共同形成边带区3122。
57.请结合参阅图9，微结构还可以是不透明的半圆形结构3122c，半圆形结构3122c的直径与带状区3121的侧边重合，不同直径大小的半圆形结构3122c沿带状区3121的延伸方向(如图9中的y方向)分布以共同形成边带区3122。
58.在一些示例中，在实际应用时，每个矩形结构3122a的长度l1不大于带状区3121的宽度w，每个等边三角形结构3122b的边长l2不大于带状区3121的宽度w，每个半圆形结构3122c的直径l3不大于带状区3121的宽度w，这样能够确保微结构对衍射光束的周期性进行破坏的前提下，确保透光区域的第一区域面积足够大以保证衍射光学元件3的透光性。
59.进一步地，边带区3122中的相邻两个微结构彼此邻接或部分重叠。以矩形结构3122a为例，相邻两个矩形结构3122a中的其中一个矩形结构3122a的一长边与另一个矩形结构3122a的一长边重合，或者相邻两个矩形结构3122a部分重叠。以等边三角形结构3122b为例，相邻两个等边三角形结构3122b中的其中一个等边三角形结构3122b的一个顶点与另一个等边三角形结构3122b的一个顶点重合，或者相邻两个等边三角形结构3122b部分重叠。以半圆形结构3122c为例，相邻两个半圆形结构3122c中的其中一个半圆形结构3122c的一个端点与另一个半圆形结构3122c的一个端点重合，或者相邻两个半圆形结构3122c部分重叠。
60.在一个可替换的实施方式中，位于带状区3121的两侧的边带区3122相对于带状区3121的中轴线对称或互补。以矩形结构3122a为边带区3122的微结构为例进行说明，如图10所示，位于带状区3121的两侧的边带区3122相对于带状区3121的中轴线s对称，或者如图11所示，位于带状区3121的两侧的边带区3122相对于带状区3121的中轴线s互补。
61.如图12所示，n个不同长度的矩形结构3122a中的其中m个矩形结构3122a以中轴线s为基准朝带状区3121的a侧伸出，另外k个矩形结构3122a以中轴线s为基准朝带状区3121的b侧伸出，其中，n为正整数，m和k为小于n的正整数。进一步地，“互补”可以理解为：位于带状区3121的相对位置的两侧的矩形结构3122a的伸出长度值之和为常量(该常量可以是带状区3121的对应位置处的矩形结构3122a的长度)。
62.请继续参阅图13，m个矩形结构3122a超过带状区3121在a侧的边沿(靠近a侧的虚线)的部分形成带状区3121在a侧的边带区3122，k个矩形结构3122a超过带状区3121在b侧的边沿(靠近b侧的虚线)的部分形成带状区3121在b侧的边带区3122。其中，a侧的边带区3122的面积与b侧的边带区3122的面积可以相同。
63.基于上述对矩形结构3122a、等边三角形结构3122b以及半圆形结构3122c的描述，下面对这些结构如何破坏衍射光束的周期性进行进一步说明。
64.请结合参阅图14，示出了以矩形结构3122a为边带区3122的微结构的示意图。为便于说明，以五个矩形结构a1、a2、a3、a4和a5进行示例性说明。当然，在具体实施时，矩形结构3122a的数量并不限于上述的5个。进一步地，五个矩形结构a1、a2、a3、a4和a5由于其长度不
同，能够在边带区3122的边沿形成不规则的走线line1，该走线line1可以为台阶型。当发生衍射后的相干光通过第一区域311和走线line1之间的结合处时，由于走线line1的线条形状是不规则的，因而能够对发生衍射后的相干光的光路周期性进行破坏，使得不同相干光在经过走线line1后的明暗条纹相互抵消，从而削弱衍射光束对成像的影响。
65.请结合参阅图15，示出了以等边三角形结构3122b为边带区3122的微结构的示意图。为便于说明，以五个等边三角形结构b1、b2、b3、b4和b5进行示例性说明。当然，在具体实施时，等边三角形结构3122b的数量并不限于上述的5个。进一步地，五个等边三角形结构b1、b2、b3、b4和b5由于其边长不同，能够在边带区3122的边沿形成不规则的走线line2，该走线line2可以为锯齿型。当发生衍射后的相干光通过第一区域311和走线line2之间的结合处时，由于走线line2的线条形状是不规则的，因而能够对发生衍射后的相干光的光路周期性进行破坏，使得不同相干光在经过走线line2后的明暗条纹相互抵消，从而削弱衍射光束对成像的影响。
66.请结合参阅图16，示出了以半圆形结构3122c为边带区3122的微结构的示意图。为便于说明，以五个半圆形结构c1、c2、c3、c4和c5进行示例性说明。当然，在具体实施时，半圆形结构3122c的数量并不限于上述的5个。进一步地，五个半圆形结构c1、c2、c3、c4和c5由于其直径不同，能够在边带区3122的边沿形成不规则的走线line3，该走线line3可以为波浪型。当发生衍射后的相干光通过第一区域311和走线line3之间的结合处时，由于走线line3的线条形状是不规则的，因而能够对发生衍射后的相干光的光路周期性进行破坏，使得不同相干光在经过走线line3后的明暗条纹相互抵消，从而削弱衍射光束对成像的影响。
67.进一步地，振幅型衍射光学元件31可以包括透明基底以及设置在透明基底上的不透光涂层，由不透光涂层所在的区域至少形成第二区域312的边带区3122。在本实施例中，为了提高振幅型衍射光学元件31的透光率，透明基底的材料可以选用sio2、sin
x
或al2o3等，在此不作限定。在本实施例中，不透光涂层可以是金属涂层(例如镉涂层)。不透光涂层可以通过光学胶粘接在透明基底上。
68.可选地，为了进一步提高振幅型衍射光学元件31的透光率，振幅型衍射光学元件31还可以通过缕空处理形成。例如，在不透明基底上进行缕空处理，经缕空后保留的区域至少形成第二区域312的边带区3122。
69.在另外的一些示例中，若衍射光学元件30为相位型衍射光学元件32，则可以对相位型衍射光学元件32的制作材料和制作工艺进行适应性改进，使得相位型衍射光学元件32的不同区域具有不同的折射率。这样一来，能够使得相位型衍射光学元件32对入射光进行折射，以使射出显示面板100的出射光的发散角小于入射光的发散角，从而使得非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
70.在一些可能的实现方式中，相位型衍射光学元件32的层级结构可以是单层结构或者多层结构，下面给出了几种可能的实施例，当然，在具体实施时，并不限于以下的实施例。
71.如图17a所示，在第一个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为单层结构，相位型衍射光学元件32包括多个折射区域，至少部分折射区域的折射率不同。可以理解，第一个层级结构实施例可以通过对相位型衍射光学元件32的制作材料进行组合以实现对折射率的局部差异化设计。如此设计，衍射光束通过不同折射率的区域时，光路会发生改变，
从而确保非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光。
72.如图17b所示，在第二个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为单层结构，相位型衍射光学元件32包括多个折射区域，至少部分折射区域的厚度不同。可以理解，第二个层级结构实施例可以通过对厚度进行调整实现对折射率的局部差异化设计。
73.如图17c所示，在第三个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构的折射率不同。可以理解，通过对每层结构的材料进行差异化选择，以实现折射率的差异化设计，能够确保非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光。
74.如图17d所示，在第四个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构的厚度不同。可以理解，通过对每层结构的厚度进行差异化设计，以实现折射率的差异化设计，能够确保非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光。
75.如图17e所示，在第五个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构包括多个折射区域，至少部分折射区域的折射率不同。可以理解，通过对每层结构的制作材料进行组合以实现对折射率的局部差异化设计，能够确保非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光。
76.如图17f所示，在第六个层级结构实施例中，相位型衍射光学元件32为叠层结构，每层结构包括多个折射区域，至少部分折射区域的厚度不同。可以理解，通过对每层结构的厚度进行差异化设计以实现对折射率的局部差异化设计，能够确保非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光。
77.在上述内容的基础上，还提供了一种显示设备，该显示设备包括摄像头模组以及上述显示面板100，摄像头模组设置于显示面板100的摄像区ca，摄像头模组位于显示面板100的非显示面。例如，该显示设备可以是手机、数码相机、平板电脑、笔记本电脑或便携式显示终端等。在采用该显示设备进行图像拍摄时，能够确保拍摄到的图像的清晰度，进而保证图像的整体成像效果。
78.综上，本发明实施例所提供的显示面板100及显示设备，显示面板100的摄像区ca的可透光区20设置的衍射光学元件30能够与摄像区ca的周期性像素单元10互相配合，以调制入射至显示面板100的入射光，使得射出显示面板100的出射光的发散角度小于入射光的发散角度。如此设计，能够使得非准直的入射光穿过显示面板100后变为相对准直的光，从而降低各方向的衍射光斑的汇聚，降低拍照时产生的星茫效应，确保拍摄到的图像的清晰度，提高图像的整体成像效果。
79.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
80.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。