液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置的製作方法
2023-05-21 03:34:56
專利名稱：液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置。
背景技術：
攝像頭(CAMERA)又稱為電腦相機、電腦眼等，它作為一種視頻輸入設備，被廣泛的運用於視頻會議、遠程醫療及實時監控等方面。近年以來，隨著網際網路技術的發展，網絡速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術的成熟並大量用於攝像頭的製造上，通信雙方彼此可以通過攝像頭在網絡進行有影像、有聲音的交談和溝通，另外，人們還可以將其用於當前各種流行的數碼影像、影音處理，在人們的生活和工作中發揮越來越重要的作用。如圖I所示，其為攝像頭的結構示意圖，包括鏡頭(LENS)、光學過濾器、圖像傳感器(SENSOR)、數位訊號處理器(DSP)、壓縮編碼處理器和電源。其中，光線從鏡頭進入，通過光學過濾器進行濾色，圖像傳感器可以是電荷稱合器件(CCD, Charge Couple Device)或者是互補金屬氧化物半導體(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)器件，用於將光學過濾器濾色後的光信號轉為電信號；數位訊號處理晶片(DSP，DigitalSignalProcessing)主要是對數字圖像信號參數進行優化處理。攝像頭內部需要兩種工作電壓3.3V和2. 5V，好的攝像頭內部電源能保證攝像頭穩定的工作。當景物通過鏡頭(LENS)形成的光學圖像投射到圖像傳感器表面上，轉為電信號，然後經過模數(Α/D)轉換後變為數字圖像信號，再送到數位訊號處理晶片(DSP)中加工處理，之後經過壓縮編碼處理器壓縮後通過接口輸出到電腦中處理，通過顯示器就可以看到圖像。當然，攝像頭也需要包括常見的CPU (中央處理器)、RAM (內存)和FLASH (快閃記憶體)等。目前的攝像頭技術已普遍應用於手機、筆記本以及家用商用電視領域，前端的攝像頭一般集成於液晶面板外部的邊框上，但是隨著窄邊框以及無邊框顯示屏的普及，可以用於擺放攝像頭的區域面積減少甚至沒有可以擺放攝像頭的區域，從而，如何在窄邊框以及無邊框的液晶面板上集成攝像頭成為現有技術中亟待解決的技術問題之一。
發明內容
本發明實施例提供一種液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置，用以實現在窄邊框或者無邊框的液晶面板上集成攝像頭的目的。本發明實施例提供一種液晶面板上集成攝像頭的方法，所述液晶面板包括陣列基板和彩膜基板，包括在所述陣列基板上設置有集成晶片，或者在所述陣列基板上直接形成實現所述集成晶片功能的電路，所述集成晶片上集成有實現包括中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路；並在所述彩膜基板和陣列基板之間填充液晶分子，形成液晶透鏡。本發明實施例提供一種液晶面板，包括彩膜基板和陣列基板，其中
所述陣列基板上設置有集成晶片，所述集成晶片上包括中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器；所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶分子，形成液晶透鏡。本發明實施例提供一種液晶顯示裝置，包括背光源、上述液晶面板以及用於向所
述液晶面板提供控制信號的集成電路板。本發明實施例提供的液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置，通過將實現中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路集成於集成晶片上，並通過在陣列基板上粘貼該集成晶片或者在陣列基板上直接形成實現該集成晶片功能的電路，同時，通過在彩膜基板和陣列基板之間填充液晶，形成液晶透鏡，從而實現了將攝像頭功能集成於液晶面板上，無需佔用液晶面板的邊框區域。本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖I為現有技術中，攝像頭的結構示意圖；圖2為本發明實施例中，液晶面板上集成攝像頭的方法；圖3為本發明實施例中，實現壓縮算法處理器功能和實現CPU功能的電路集成於同一晶片上的攝像頭結構示意圖；圖4為本發明實施例中，實現壓縮算法處理器功能、CPU功能以及Flash和RAM功能的電路集成於同一晶片上的攝像頭結構示意圖；圖5為本發明實施例中，實現壓縮算法處理器功能、CPU功能、Flash和RAM以及數位訊號處理器功能的電路集成於同一晶片上的攝像頭結構示意圖；圖6為本發明實施例中，實現壓縮算法處理器功能、CPU功能、Flash、RAM、數位訊號處理器以及圖像傳感器功能的電路集成於同一晶片上的攝像頭結構示意圖；圖7為本發明實施例中，液晶透鏡成像原理示意圖；圖8為本發明實施例中，液晶透鏡折射率的分布示意圖；圖9為本發明實施例中，液晶分子的極角定義示意圖；圖10為本發明實施例中，液晶面板的結構示意圖；圖Ila為本發明實施例中，第一種劃分出的部分空間位置示意圖；圖Ilb為本發明實施例中，第二種劃分出的部分空間位置示意圖；圖Ilc為本發明實施例中，第三種劃分出的部分空間位置示意圖；圖Ild為本發明實施例中，第四種劃分出的部分空間位置示意圖；圖12為本發明實施例中，液晶面板的結構示意圖。
具體實施例方式為了實現在窄邊框以及無邊框的液晶面板上集成攝像頭，本發明實施例提供一種液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置。如圖2所示，為本發明實施例提供的液晶面板上集成攝像頭的方法的實施流程示意圖，其中，液晶面板包括陣列基板和彩膜基板，液晶面板上集成攝像頭的方法可以包括以下步驟S201、在陣列基板上粘貼集成晶片或者在陣列基板上直接形成實現所述集成晶片功能的電路；其中，集成晶片上集成有實現CPU、RAM、Flash、DSP、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路。具體實施時，可以按照以下步驟在集成晶片上集成實現CPU、RAM、Flash、DSP、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路步驟一、在同一晶片上分別形成實現CPU、RAM、Flash、DSP、壓縮編碼處理器功能的電路；步驟二、利用掩膜版光刻技術，在形成了實現CPU、RAM、Flash、DSP、壓縮編碼處理器功能電路的晶片上，集成實現圖像傳感器功能的電路，形成集成晶片。具體實施時，首先可以將圖I中的實現壓縮算法處理器功能和實現CPU功能的電路分別形成在同一晶片上，如圖3所示，為集成後的攝像頭結構示意圖；進一步地，將實現Flash和RAM功能的電路分別形成在該晶片上，如圖4所示，為集成後的攝像頭結構示意圖；進一步地，將實現數位訊號處理器功能的電路形成在該晶片上，如圖5所示，為集成後的攝像頭結構示意圖；最後，利用兼容的掩膜版光刻技術將實現圖像傳感器功能形成在該晶片上得到集成晶片，如圖6所示，為集成後的攝像頭結構示意圖。需要說明的是，本發明實施例對於在同一晶片上分別形成實現各模塊功能電路的先後順序不做限定，其形成順序可以根據實際情況確定。具體實施時，在得到集成晶片之後，可以將該集成晶片通過bonding (粘貼)方式設置於在陣列基板上。另外，具體實施時，也可以在陣列基板上直接形成實現上述集成晶片功能的電路，這種方式下，無需對各模塊功能電路進行集成，可以在陣列基板上分別形成實現CPU、RAM、Flash、DSP、壓縮編碼處理器以及圖像傳感器功能的電路即可。需要說明的是，當在陣列基板上直接形成實現上述集成晶片功能的電路時，可以通過掩膜版的曝光、顯影等光刻工藝與液晶面板的陣列基板製作同步完成。具體實施時，上述陣列基板可以但不限於為單晶矽基板、低溫多晶矽基板、高溫多晶矽基板或者其它能夠滿足周邊集成電路具有較高遷移率的基板。S202、在彩膜基板和陣列基板之間填充液晶分子，形成液晶透鏡。具體的，可以採用TFT-IXD (薄膜電晶體液晶顯示器)工藝在彩膜基板和陣列基板之間填充液晶，即可形成「平面型」液晶透鏡，其可以利用液晶分子雙折射特性以及隨電場分布變化排列特性而讓光束聚焦或者發散，從而實現現有透鏡(塑料或者玻璃的透鏡鏡頭)的功能，如圖7所示，其為液晶透鏡成像原理示意圖。液晶透鏡與現有的透鏡相比，其還具有以下優勢1)現有的透鏡只能通過數位技術放大照片的局部而實現「變焦」的視覺效果，無法實現真正的光學變焦，而液晶透鏡可以通過改變操作電壓來改變液晶分子的排列方向，進而實現調節物理焦距的效果，其輕薄特性更是一大優點，可以在小空間內達到有效的光學變焦效果；2)現有的透鏡均為突出明顯的透鏡鏡頭，使得攝像頭位置明顯，不利於秘密信息的監控保護，而利用液晶分子特性形成的「平面型」液晶透鏡表面看起來與液晶面板毫無差異，具有較強的隱蔽性。如圖8所不,其為液晶透鏡折射率的分布不意圖。其中,
權利要求
1.一種液晶面板上集成攝像頭的方法，所述液晶面板包括陣列基板和彩膜基板，其特徵在於，包括在所述陣列基板上設置有集成晶片，或者在所述陣列基板上直接形成實現所述集成晶片功能的電路，所述集成晶片上集成有實現包括中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路；並在所述彩膜基板和陣列基板之間填充液晶分子，形成液晶透鏡。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，按照以下方法將實現中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路集成於所述集成晶片上在同一晶片上分別形成實現中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器功能的電路；利用掩膜版光刻技術，在所述晶片上集成實現圖像傳感器功能的電路，形成所述集成晶片。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述彩膜基板和陣列基板之間填充液晶，形成液晶透鏡，具體包括採用薄膜電晶體液晶顯示器工藝在所述彩膜基板和陣列基板之間填充液晶，形成液晶透鏡。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於，所述陣列基板包括單晶矽基板或者低溫多晶娃基板或者聞溫多晶娃基板。
5.如權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於，所述液晶分子的非尋常光的有效折射率滿足以下條件
6.如權利要求I、2或3所述的方法，其特徵在於，所述液晶透鏡位於液晶面板的非有效顯示區域。
7.一種液晶面板，包括彩膜基板和陣列基板，其特徵在於，所述陣列基板上設置有集成晶片，所述集成晶片包括中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器；所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶分子，形成液晶透鏡。
8.如權利要求7所述的液晶面板，其特徵在於，所述陣列基板包括單晶矽基板或者低溫多晶娃基板或者聞溫多晶娃基板。
9.如權利要求7或8所述的液晶面板，其特徵在於，所述液晶分子的非尋常光的有效折射率滿足以下條件
10.一種液晶顯示裝置，包括背光源、液晶面板以及用於向所述液晶面板提供控制信號的集成電路板，其特徵在於，所述液晶面板包括權利要求7、8或9所述的液晶面板。
全文摘要
本發明公開了一種液晶面板上集成攝像頭的方法、液晶面板及液晶顯示裝置，用以在窄邊框或者無邊框的液晶面板上集成攝像頭，其中，液晶面板包括陣列基板和彩膜基板，液晶面板上集成攝像頭的方法，包括在所述陣列基板上粘貼集成晶片或者在所述陣列基板上直接形成實現所述集成晶片功能的電路，所述集成晶片上集成有實現包括中央處理器、內存、快閃記憶體、數位訊號處理器、壓縮編碼處理器和圖像傳感器功能的電路；並在所述彩膜基板和陣列基板之間填充液晶分子，形成液晶透鏡。
文檔編號G03B29/00GK102914921SQ201210384120
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者李文波, 武延兵, 張彌 申請人:京東方科技集團股份有限公司