本公開至少一實施例涉及一種背光模組及其制作方法、顯示裝置。

背景技術(shù)：

在目前的直下式發(fā)光二極管(lightemittingdiode，led)的背光處理中，局部動態(tài)背光(localdiming)技術(shù)可以很大程度的減少功耗，提高成像對比度，增加灰階數(shù)以及減少殘影等，所以對于大尺寸液晶顯示面板，使用直下式的背光模組成為一種趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的至少一實施例提供一種背光模組及其制作方法、顯示裝置。該背光模組中的體光柵結(jié)構(gòu)可以將光源發(fā)出的入射光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板中，導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，并由取光結(jié)構(gòu)均勻取出，一方面該背光模組可以使光能得到充分利用，另一方面，該背光模組中的光源不需要混光高度，從而有效降低了背光模組的厚度。

本公開的至少一實施例提供一種背光模組，包括：導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)光板以及體光柵層，體光柵層包括呈陣列排布的多個體光柵部以及位于相鄰的體光柵部之間的導(dǎo)光部，體光柵部被配置為將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板；光源層，設(shè)置在導(dǎo)光板的主板面上，并且導(dǎo)光板設(shè)置在光源層的出光側(cè)，體光柵層設(shè)置在導(dǎo)光板遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，光源層包括呈陣列排布的多個光源，光源在體光柵層的正投影落入體光柵部內(nèi)；以及取光結(jié)構(gòu)，設(shè)置在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率大于光源層以及取光結(jié)構(gòu)的折射率，且導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光板所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，體光柵層的導(dǎo)光部的折射率與導(dǎo)光板的折射率相等。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，體光柵部包括光柵條紋面，光柵條紋面位于體光柵層中的入射光束的入射方向與出射光束的出射方向之間的夾角的角平分線上。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，體光柵層為層疊結(jié)構(gòu)，包括：

第一體光柵層，包括第一體光柵部，被配置為僅將入射光束中的第一顏色的光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部，其中，第一體光柵部包括第一光柵條紋面；

第二體光柵層，包括第二體光柵部，被配置為僅將入射光束中的第二顏色的光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部，其中，第二體光柵部包括第二光柵條紋面；

第三體光柵層，包括第三體光柵部，被配置為僅將入射光束中的第三顏色的光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部，其中，第三體光柵部包括第三光柵條紋面。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，第一體光柵層、第二體光柵層和第三體光柵層的厚度分別為5-20μm。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，第一體光柵部的光柵條紋周期、第二體光柵部的光柵條紋周期、第三體光柵部的光柵條紋周期不全相同，和/或，第一光柵條紋面、第二光柵條紋面、第三光柵條紋面各自與入射光束的夾角不全相同。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，導(dǎo)光板的厚度不大于1mm。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，光源為準(zhǔn)直光源。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，取光結(jié)構(gòu)包括：

網(wǎng)點膜，設(shè)置在體光柵層遠(yuǎn)離光源層一側(cè)的表面。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，還包括：

反射層，設(shè)置在光源層遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組中，還包括：

驅(qū)動電路，與多個光源相連，被配置為調(diào)節(jié)多個光源中的每個光源的發(fā)光強度。

本公開的至少一實施例提供一種背光模組的制作方法，包括：形成導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括形成導(dǎo)光板以及體光柵層，體光柵層包括呈陣列排布的多個體光柵部以及位于相鄰的體光柵部之間的導(dǎo)光部，體光柵部被配置為將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板；

在導(dǎo)光板的主板面上設(shè)置光源層，導(dǎo)光板位于光源層的出光側(cè)，體光柵層形成在導(dǎo)光板遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，光源層包括呈陣列排布的多個光源，光源在體光柵層的正投影落入體光柵部內(nèi)；以及

在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)形成取光結(jié)構(gòu)，

其中，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率大于光源層以及取光結(jié)構(gòu)的折射率，且導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光板所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角。

例如，在本公開一實施例提供的背光模組的制作方法中，形成體光柵部包括：

由兩束平面光波分別在光折變材料的兩側(cè)進(jìn)行照射曝光，兩束平面光波在光折變材料內(nèi)發(fā)生干涉并形成干涉條紋以形成體光柵部，形成體光柵部后的光折變材料為體光柵層。

本公開的至少一實施例提供一種顯示裝置，包括上述任一實施例提供的背光模組。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本公開的一些實施例，而非對本公開的限制。

圖1為一種直下式發(fā)光二極管背光模組示意圖；

圖2a為本公開一實施例提供的背光模組的局部示意圖；

圖2b為圖2a示出的背光模組的體光柵層的局部平面示意圖；

圖2c為圖2a示出的背光模組的體光柵層的局部平面示意圖；

圖3a為圖2a示出的背光模組中的第一體光柵層中的第一體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖；

圖3b為圖2a示出的背光模組中的第二體光柵層中的第二體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖；

圖3c為圖2a示出的背光模組中的第二體光柵層中的第三體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖；

圖4為本公開一實施例提供的背光模組的制作方法的示意性流程圖。

具體實施方式

為使本公開實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本公開實施例的附圖，對本公開實施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本公開的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋竟_的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

除非另外定義，本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！吧稀?、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當(dāng)被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。

圖1為一種直下式發(fā)光二極管背光模組示意圖，如圖1所示，發(fā)光二極管陣列設(shè)置在發(fā)光層10(即背光腔)的遠(yuǎn)離擴散板20的一側(cè)(即底部)，通過一定高度的混光，各個光源11發(fā)出的光線能夠在發(fā)光層10(即背光腔)靠近擴散板20的一側(cè)(即頂部)形成均勻的能量分布。為了將發(fā)光層10發(fā)出的光均勻的取出，擴散板20遠(yuǎn)離發(fā)光層10的一側(cè)還設(shè)置有第一擴散片30、棱鏡層40以及第二擴散片50。

例如，擴散板20的材質(zhì)可以選用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或者聚碳酸酯(pc)等透光材料，其厚度較厚，光透過率在50％-80％之間。例如，第一擴散片30以較高霧面程度(haze)為考量，材質(zhì)一般選用聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚碳酸酯等材料，設(shè)置在擴散板20遠(yuǎn)離發(fā)光層10的一側(cè)，使光分布更均勻。例如，棱鏡層40可以選用呈鋸齒狀或波浪狀的聚甲基丙烯酸甲酯等微結(jié)構(gòu)，具有很好的聚光效果。例如，第二擴散片50選擇穿透率較高、霧面程度較低的材料，可以作為保護棱鏡層40的結(jié)構(gòu)。

另外，為了提高光源的利用率，背光模組還包括反射層12。

在研究中，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：為了達(dá)到節(jié)省成本、降低功耗的目的，會將相鄰的兩個光源11之間的間距p設(shè)置的較大，即光源11設(shè)置的較稀疏。與此同時，為了保證背光模組出光的均勻性較好，光源11距擴散片20之間的距離d設(shè)置的較大。根據(jù)經(jīng)驗公式，d/p>1.2。例如，以82寸顯示屏中的背光模組為例，相鄰的兩個光源11之間的間距p為2.2cm，為了使背光模組出光均勻，光源11距離擴散板20之間的距離d就要大于2.64cm(2.2*1.2＝2.64cm)，因此，這種直下式背光模組的厚度較大，從而降低了產(chǎn)品的市場競爭力。

本公開的實施例提供一種背光模組及其制作方法、顯示裝置。該背光模組包括：導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)光板以及體光柵層，體光柵層包括呈陣列排布的多個體光柵部以及位于相鄰的體光柵部之間的導(dǎo)光部，體光柵部被配置為將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板；光源層，設(shè)置在導(dǎo)光板的主板面上，并且導(dǎo)光板設(shè)置在光源層的出光側(cè)，體光柵層設(shè)置在導(dǎo)光板遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，光源層包括呈陣列排布的多個光源，光源在體光柵層的正投影落入體光柵部內(nèi)；以及取光結(jié)構(gòu)，設(shè)置在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率大于光源層以及取光結(jié)構(gòu)的折射率，且導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光板所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角。該背光模組中的體光柵結(jié)構(gòu)可以將光源發(fā)出的入射光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板中，導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，并由取光結(jié)構(gòu)均勻取出，一方面該背光模組可以使光能得到充分利用，另一方面，該背光模組中的光源不需要混光高度，從而有效降低了背光模組的厚度。

下面結(jié)合附圖對本公開實施例提供的背光模組及其制作方法、顯示裝置進(jìn)行描述。

實施例一

本實施例提供一種背光模組，圖2a為本公開一實施例提供的背光模組的局部示意圖，如圖2a所示，背光模組包括：導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100、光源層200以及取光結(jié)構(gòu)300。導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100包括導(dǎo)光板110以及體光柵層120，體光柵層120包括呈陣列排布的多個體光柵部121以及位于相鄰的體光柵部121之間的導(dǎo)光部122。光源層200設(shè)置在導(dǎo)光板110主板面上，并且導(dǎo)光板110設(shè)置在光源層200的出光側(cè)，體光柵層120設(shè)置在導(dǎo)光板110遠(yuǎn)離光源層200的一側(cè)，取光結(jié)構(gòu)300設(shè)置在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100遠(yuǎn)離光源層200的一側(cè)。導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的折射率大于光源層200以及取光結(jié)構(gòu)300的折射率。光源層200包括呈陣列排布的多個光源210，光源210在體光柵層120的正投影落入體光柵部121內(nèi)，體光柵部121被配置為將入射到體光柵層120的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部122和導(dǎo)光板110，且導(dǎo)入導(dǎo)光部122和導(dǎo)光板110的光束在導(dǎo)光板110所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的全反射臨界角。而體光柵層120中的導(dǎo)光部122被配置為使由導(dǎo)光板110全反射到體光柵層120中的光束繼續(xù)進(jìn)行全反射傳播。

本實施例中由于被體光柵層導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光板所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角，因此，導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束會在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，并由取光結(jié)構(gòu)均勻取出。本公開實施例提供的背光模組，一方面，可以使光能得到充分利用，并且，由于對光源之間的間距沒有特殊要求，在滿足整體亮度的前提下，可以減少光源的數(shù)量，降低成本；另一方面，該背光模組中的光源不需要混光高度，從而可以有效降低背光模組的厚度。

需要說明的是，“呈陣列排布的多個體光柵部”以及“呈陣列排布的多個光源”中的“陣列排布”包括一維陣列排布或二維陣列排布。

例如，圖2b為圖2a示出的背光模組的體光柵層的局部平面示意圖，如圖2b所示，多個體光柵部121以及多個光源210呈二維陣列排布，且導(dǎo)光部122圍繞體光柵部121設(shè)置。導(dǎo)光部122在平行于光源層200所在平面的平面上圍繞體光柵部121，即，導(dǎo)光部122在xz平面上圍繞體光柵部121。由于體光柵層120中不存在光源210，因此，圖2b中正投影落入體光柵部121內(nèi)的光源210用虛線框表示。需要說明的是，圖2b中相鄰光源之間的距離僅是示意性，實際上相鄰的光源之間的距離很小。

例如，圖2c為圖2a示出的另一示例中的背光模組的體光柵層的局部平面示意圖，如圖2c所示，光源210、體光柵部121以及導(dǎo)光部122的平面形狀均為條形，且沿x方向，體光柵部121與導(dǎo)光部122交替設(shè)置，即，多個體光柵部121以及多個光源210呈一維陣列排布(沿x方向陣列排布)。需要說明的是，本示例中的光源為條狀光源，且該條狀光源沿z方向延伸，沿x方向排列。采用條狀光源可以使本示例提供的背光模組的出射光更均勻。

例如，本實施例中的光源210在體光柵層120的正投影落入體光柵部121內(nèi)，包括：光源210在體光柵層120的正投影與體光柵部121完全重合，或者光源210在體光柵層120的正投影僅為體光柵部121的一部分，本實施例對此不做限制。

需要說明的是，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中的體光柵層120的導(dǎo)光部122的折射率與導(dǎo)光板110的折射率相等，這里的“相等”包括大致相等和完全相等。

例如，光源層200中的光源210為準(zhǔn)直光源。例如，光源層200中包括的多個光源210為點陣光源，點陣光源可以包括點陣發(fā)光二極管(led)與準(zhǔn)直透鏡陣列的結(jié)合，也可以包括點陣有機發(fā)光二極管(oled)與準(zhǔn)直透鏡陣列的結(jié)合。本實施例對此不作限制，例如，還可以通過其他方式獲取準(zhǔn)直光源。

例如，如圖2a所示，本公開實施例提供的背光模組還包括：驅(qū)動電路500，與多個光源210相連，被配置為調(diào)節(jié)多個光源210中的每個光源210的發(fā)光強度，通過驅(qū)動電路500控制某一區(qū)域的光源210不發(fā)光，即，使該區(qū)域處于0灰階區(qū)域，可降低該區(qū)域的背光亮度。這里的驅(qū)動電路500僅是示意性示圖，對驅(qū)動電路500的具體電路排線方式不做限定，可根據(jù)實際情況設(shè)置。例如，驅(qū)動電路500可以為薄膜晶體管(tft)，以實現(xiàn)局部動態(tài)背光系統(tǒng)對每個光源210發(fā)光強度的動態(tài)調(diào)節(jié)。因此，本實施例還可以配合液晶顯示裝置(lcd)進(jìn)行局部動態(tài)調(diào)光，以減少功耗，延長光源的使用壽命。

例如，光源210之間的間距可以為1-50mm，本實施例包括但不限于此，光源之間的具體距離可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計中背光功耗與局部動態(tài)背光調(diào)控精細(xì)程度之間的平衡決定。

例如，圖3a為圖2a示出的背光模組中的第一體光柵層中的第一體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖，如圖2a和圖3a所示，體光柵層120包括：第一體光柵層123，第一光柵層123包括第一體光柵部1231，第一體光柵部1231包括第一光柵條紋面1211。第一體光柵部1231被配置為僅將入射光束中的第一顏色的光，例如紅光，導(dǎo)入導(dǎo)光板110和導(dǎo)光部122中，而除第一顏色的光以外的其他光束可以透過第一體光柵部1231并沿原入射光束的方向繼續(xù)傳播。

例如，如圖3a所示，第一體光柵部1231即為布拉格光柵結(jié)構(gòu)(也稱三維光柵)，這種光柵結(jié)構(gòu)沿某一方向的折射率是周期變化的，圖3a以面間距為d1的深色條紋面表示體光柵部的光柵周期，該深色條紋面即為第一光柵條紋面1211。該深色條紋面也為透光面，且該深色條紋面中材料的折射率大于周圍無條紋面中材料的折射率。第一光柵條紋面1211位于第一體光柵部1231中的入射光束的入射方向與出射光束的出射方向之間的夾角的角平分線上，這里入射光束的入射方向以及出射光束的出射方向表示一種矢量方向。例如，本實施例中，第一光柵條紋面1211位于第一體光柵部1231中的入射光束的延長線與出射光束之間的夾角的角平分線上。第一光柵條紋面1211與入射光束的方向的夾角為θ1(銳角)即為入射光在第一光柵條紋面1211上的掠射角i。

本實施例提供的第一體光柵部1231為反射式體布拉格光柵結(jié)構(gòu)，光束入射到第一體光柵部1231后發(fā)生衍射，當(dāng)入射光的掠射角i滿足2*n*d1*sini＝λα1(布拉格定律)的關(guān)系式時，將在衍射光與第一光柵條紋面1211的夾角為i的方向得到衍射極大。式中的n為第一體光柵部1231中非條紋面的白色區(qū)域的折射率，也即是體光柵層120中導(dǎo)光部122的折射率(即導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的折射率)。式中的λα1為衍射光與第一光柵條紋面1211的夾角為i的方向發(fā)生衍射極大的光束的波長。因此，當(dāng)某一波長的入射光在第一光柵條紋面1211的掠射角和衍射光與第一光柵條紋面1211的夾角相等，即均為i時，可在衍射光與第一光柵條紋面1211的夾角為i的方向得到衍射極大，而其他不滿足上述波長條件的光束將透過第一體光柵部1231，并繼續(xù)沿入射光束的方向傳播。

例如，如圖3a所示，由于入射光的掠射角和衍射光與第一光柵條紋面1211的夾角相等，如果把第一光柵條紋面1211看作反射鏡面，則只有當(dāng)相鄰條紋面的反射光程差均滿足同相相加的條件，即布拉格條件(光程差等于光波的一個波長)才能使衍射光達(dá)到極強，由此，第一體光柵部1231起到了選擇性反射的作用，即，第一體光柵部1231可以選擇將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光板。

例如，當(dāng)入射到第一體光柵部1231的第一顏色的光，例如，紅光波長λr滿足2*n*d1*sini＝λr時，第一體光柵部1231被配置為僅將入射光束中的紅光導(dǎo)入導(dǎo)光板110中。這里紅光波長既可以指國際照明委員會(cie)規(guī)定中的紅綠藍(lán)(rgb)三原色中的紅光的波長；也可以指紅光波段中的主峰峰值的波長，本實施例對此不作限制。

例如，如圖3a所示，從第一體光柵部1231出射的衍射光與第一體光柵部1231出光面的法線的夾角為α1，根據(jù)幾何定律，α1＝π-2*θ1。導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角c滿足：c＝arcsin(n'/n)(全反射定律)，其中的n'為導(dǎo)光結(jié)構(gòu)周圍介質(zhì)的折射率，例如，n'可以為光源層的折射率和/或取光結(jié)構(gòu)的折射率。因此，c≤α1時，導(dǎo)入導(dǎo)光板的光束可以在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，以使光能得到充分利用。

例如，圖3b為圖2a示出的背光模組中的第二體光柵層中的第二體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖，如圖2a和圖3b所示，第二體光柵層124包括第二體光柵部1241，第二體光柵部1241包括第二光柵條紋面1212。第二體光柵部1241被配置為僅將入射光束中的第二顏色的光，例如綠光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中，而除第二顏色的光之外的其他波段的光束可以透過第二體光柵部1241并沿原入射光束的方向繼續(xù)傳播。本實施例中的第二體光柵部1241的第二光柵條紋面1212與入射光束的夾角為θ2(銳角)，從第二體光柵部1241出射的衍射光與第二體光柵部1241出光面的法線的夾角為α2。

例如，本實施例的一示例以第二體光柵部1241中的夾角θ2以及夾角α2與第一體光柵部1231中的夾角θ1以及夾角α1相同。本實施例中的第二體光柵部1241中相鄰的第二光柵條紋面1212之間的面間距為d2，本示例以面間距d2與第一體光柵部1231中的第二光柵條紋面1212之間的面間距d1不相同，并且入射到第二體光柵部1241的第二顏色的光，例如綠光波長λg滿足2*n*d2*sini＝λg，因此，第二體光柵部1241被配置為僅將入射光束中的綠光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中。這里綠光波長指國際照明委員會(cie)規(guī)定中的紅綠藍(lán)(rgb)三原色中的綠光的波長；也可以指綠光波段中的主峰峰值的波長，本實施例對此不作限制。

例如，圖3c為圖2a示出的背光模組中的第二體光柵層中的第三體光柵部沿xy平面所截的截面示意圖，如圖2a和圖3c所示，第三體光柵層125包括第三體光柵部1251，第三體光柵部1251包括第三光柵條紋面1213。第三體光柵部1251被配置為僅將入射光束中的第三顏色的光，例如藍(lán)光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中。本實施例中的第三體光柵部1251的第三光柵條紋面1213與入射光束的夾角為θ3(銳角)，從第三體光柵部1251出射的衍射光與第三體光柵部1251出光面的法線的夾角為α3。

例如，本實施例的一示例以第三體光柵部1251中的夾角θ3以及夾角α3與第一體光柵部1231(第二體光柵部1241)中的夾角θ1(θ2)以及夾角α1(α2)相同。本實施例中的第三體光柵部1251中相鄰的第三光柵條紋面1213之間的間距為d3，本示例以面間距d3與第一體光柵部1231(第二體光柵部1241)中的第一光柵條紋面1211(第一光柵條紋面1212)之間的面間距d1(d2)不相同，并且入射到第三體光柵部1251的第三顏色的光，例如藍(lán)光波長λb滿足2*n*d3*sini＝λb，因此，第三體光柵部1251被配置為僅將入射光束中的藍(lán)光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中。這里藍(lán)光波長指國際照明委員會(cie)規(guī)定中的紅綠藍(lán)(rgb)三原色中的藍(lán)光的波長；也可以指藍(lán)光波段中的主峰峰值的波長，本實施例對此不作限制。

因此，本實施例中的上述示例可以給定從每個體光柵部出射的衍射光與相應(yīng)的體光柵部出光面的法線的夾角均為α，即α1＝α2＝α3＝α，與此同時，每個體光柵部中的光柵條紋面與入射光束的夾角為均θ(銳角)，即θ1＝θ2＝θ3＝θ，從而通過設(shè)計每個體光柵部的光柵條紋周期以實現(xiàn)對不同波段光束的反射。

例如，當(dāng)本實施例中的光源210采用準(zhǔn)直光源時，當(dāng)光束中的紅光、綠光以及藍(lán)光為國際照明委員會(cie)規(guī)定中的紅綠藍(lán)(rgb)三原色中的紅光、綠光以及藍(lán)光時，經(jīng)過第三體光柵部1251后，沒有光束從第三體光柵部1251射出；當(dāng)光束中的紅光、綠光以及藍(lán)光滿足布拉格衍射定律的波長取各波段中的主峰峰值的波長，且各波段的半高寬寬度不夠窄時，光源210出射的光經(jīng)過第三體光柵部1251后，依然有光束射從第三體光柵部1251射出。

例如，本實施例提供的導(dǎo)光板110的厚度不大于1mm。

例如，本實施例提供的第一體光柵層123的厚度為5-20μm，第二體光柵層124的厚度為5-20μm，第三體光柵層125的厚度為5-20μm。因此，本實施例提供的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的厚度不大于1.06mm。

由上述實施例可知，光束入射到體光柵層后可以在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，因此背光模組中不需要設(shè)置較高的混光高度。與一般的需要設(shè)置混光高度的直下式背光模組中的混光高度為2.64cm相比，本實施例中的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的厚度僅為毫米量級，能夠大大降低背光模組的厚度，同時也可以使光能得到充分的利用。

例如，如圖2a所示，本公開實施例提供的背光模組還包括反射層400，設(shè)置在光源層200遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的一側(cè)。例如，反射層400可以為金屬膜層，被配置為反射從導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100面向光源層200一側(cè)的表面出射到反射層400的光束，提高光能的利用率。

例如，如圖2a所示，取光結(jié)構(gòu)300包括設(shè)置在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100遠(yuǎn)離光源層200一側(cè)表面的網(wǎng)點膜310。例如，網(wǎng)點膜310的材料可以與導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100材料相同，網(wǎng)點膜310中分布有凹凸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)點，例如，網(wǎng)點在平行于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的平面截取的最大尺寸可以為0.1-1mm，本實施例包括但不限于此。例如，網(wǎng)點膜310也可以是在體光柵層120遠(yuǎn)離光源層200一側(cè)的表面設(shè)置的凹凸結(jié)構(gòu)。

為了從導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中均勻取光，從體光柵部121的出光側(cè)遠(yuǎn)離體光柵部121且平行于導(dǎo)光板110主平面的方向上，相鄰的光源210之間的網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點的分布密度設(shè)置為由小到大變化。本實施例以被體光柵層120導(dǎo)入導(dǎo)光板110以及導(dǎo)光部122的光沿x方向進(jìn)行全反射傳播為例進(jìn)行描述，沿x方向，網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點分布密度呈周期性變化。

例如，沿x方向，在相鄰的光源210之間，網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點的分布密度由小到大，即網(wǎng)點的分布數(shù)量由少到多。因此，沿x方向，網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點的分布密度變化規(guī)律以位于相鄰的兩個光源210之間的網(wǎng)點的分布密度為一個周期而周期性的變化。網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點分布密度小的位置相對于網(wǎng)點分布密度大的位置，取出的光較少。

例如，以圖2a中位于a區(qū)域、b區(qū)域以及c區(qū)域中的網(wǎng)點膜310為例進(jìn)行描述，由a區(qū)域到c區(qū)域，網(wǎng)點膜310中的網(wǎng)點分布密度由小到大變化，在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中傳播的光在傳播到網(wǎng)點膜310時，由于每個區(qū)域的網(wǎng)點膜310都會取出一部分光，因此由a區(qū)域到c區(qū)域的方向，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中的光線的密度由大到小變化。因而，網(wǎng)點膜310中網(wǎng)點的分布密度規(guī)律配合導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中的光線密度的變化規(guī)律，網(wǎng)點膜310可以從位于a區(qū)域、b區(qū)域以及c區(qū)域中的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100中取出能量大致相同的光以實現(xiàn)均勻取光的作用。

例如，網(wǎng)點膜310還可以為特定的一維、或者二維光柵結(jié)構(gòu)等，本實施例對此不作限制，網(wǎng)點膜主要針對具體的光源和體光柵層的出光情況進(jìn)行設(shè)計，以實現(xiàn)背光光強的均勻分布。

例如，由于本實施例提供的背光模組中的光束沿x方向進(jìn)行全反射傳播，因此，在垂直于xy面的方向(如圖2b所示的示例中的z方向)，位于相鄰的光源210之間的網(wǎng)點膜310可以設(shè)置均勻分布的網(wǎng)點，也可以不設(shè)置網(wǎng)點，本實施例對此不作限制。另外，位于體光柵部121的網(wǎng)點膜310中既可以設(shè)置網(wǎng)點也可以不設(shè)置，本實施例對此不作限制。

例如，如圖2a所示，取光結(jié)構(gòu)300還包括設(shè)置在網(wǎng)點膜310遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的一側(cè)擴散膜320。例如，擴散膜320可以包括一個高透過率的聚合物(如聚碳酸酯、聚甲基丙稀酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等)基板和摻雜在其中的散射顆粒(如二氧化鈦等)。例如，擴散膜320也可以為多層膜的疊層結(jié)構(gòu)。穿過擴散膜320的光線會被其中的散射顆粒散射，使觀察者感知光是由擴散膜320表面直接提供的亮度分布。

例如，如圖2a所示，取光結(jié)構(gòu)300還包括設(shè)置在擴散膜320遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)100的一側(cè)棱鏡膜330。例如，棱鏡膜330可以由一個具有尖角微棱鏡結(jié)構(gòu)的棱鏡層和一個基板層貼合而成，被配置為將大角度的光向小角度集中，增加正視角的觀看亮度。

例如，如圖3a-圖3c所示，本公開實施例的另一示例提供的第一體光柵部1231中的第一光柵條紋面1211之間的面間距d1，第二體光柵部1241中的第二光柵條紋面1212之間的面間距d2以及第三體光柵部1251中的第三光柵條紋面1213之間的面間距d3均相等，即d1＝d2＝d3＝d。由于光柵條紋面與入射光束的方向的夾角θ(銳角)即為入射光在光柵條紋面的掠射角i，且第一光柵條紋面1211與入射光束的方向的夾角θ1，第二光柵條紋面1212與入射光束的方向的夾角θ2以及第三光柵條紋面1213與入射光束的方向的夾角θ3均不相等，因此，入射到第一體光柵部1231的第一顏色的光，例如紅光波長λr滿足2*n*d*sinθ1＝λr時，第一體光柵部1231被配置為僅將入射光束中的紅光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中；入射到第二體光柵部1241的第二顏色的光，例如綠光波長λg滿足2*n*d*sinθ2＝λg時，第二體光柵部1241被配置為僅將入射光束中的綠光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中；入射到第三體光柵部1251的第三顏色的光，例如藍(lán)光波長λb滿足2*n*d*sinθ3＝λb時，第三體光柵部1251被配置為僅將入射光束中的藍(lán)光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部中，由此，本示例可以在給定每個體光柵部的光柵條紋周期為d，即d1＝d2＝d3＝d的情況下，通過設(shè)計每個體光柵部中光柵條紋面與入射光束的夾角以實現(xiàn)對不同波段光束的反射。

需要說明的是，在本示例中由于每個體光柵部出射的衍射光與該體光柵部出光面的法線的夾角α和每個體光柵部的光柵條紋面與入射光束的夾角θ之間的關(guān)系滿足α＝π-2*θ，所以在設(shè)計每個體光柵部中光柵條紋面與入射光束的夾角θ時應(yīng)保證導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角c≤α，即，給定的每個體光柵部的光柵條紋周期d應(yīng)保證導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角c≤α。

例如，如圖3a-圖3c所示，本公開實施例的另一示例提供的每個體光柵部的光柵條紋周期d可以均不相同，并且每個體光柵部中光柵條紋面與入射光束的夾角θ可以也均不相同，在保證導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角c≤α的前提下，通過對d和θ的靈活設(shè)計以實現(xiàn)對不同波段光束的反射。

綜上所述，本公開實施例可以通過對體光柵部的光柵條紋周期，或者體光柵部包括的光柵條紋面與入射光束的夾角至少之一的調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)體光柵部被配置為將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板。也就是說，第一光柵條紋面、第二光柵條紋面以及第三光柵條紋面中，光柵條紋周期和光柵條紋面與入射光束的夾角的至少之一不同。

實施例二

本實施例提供一種背光模組的制作方法，圖4為本公開一實施例提供的背光模組的制作方法的示意性流程圖，如圖4所示，制作方法包括：

s201：形成導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括形成導(dǎo)光板以及體光柵層，體光柵層包括呈陣列排布的多個體光柵部以及位于相鄰的體光柵部之間的導(dǎo)光部，體光柵部被配置為將特定波長的光束導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板；

s202：在導(dǎo)光板的主板面上設(shè)置光源層，導(dǎo)光板位于光源層的出光側(cè)，體光柵層形成在導(dǎo)光板遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)，其中，光源層包括呈陣列排布的多個光源，光源在體光柵層的正投影落入體光柵部內(nèi)；

s203：在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)形成取光結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率大于光源層以及取光結(jié)構(gòu)的折射率，且導(dǎo)入導(dǎo)光部和導(dǎo)光板的光束在導(dǎo)光板所在平面的入射角度不小于導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的全反射臨界角。

采用本實施例提供的背光模組的制作方法，背光模組中的體光柵結(jié)構(gòu)可以將光源發(fā)出的入射光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部，導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部的光束在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，并由取光結(jié)構(gòu)均勻取出，一方面可以使光能得到充分利用，另一方面，該背光模組中的光源不需要混光高度，從而有效降低背光模組的厚度。

例如，多個體光柵部以及多個光源呈二維陣列排布，且導(dǎo)光部圍繞體光柵部設(shè)置。

例如，光源、體光柵部以及導(dǎo)光部的平面形狀均為條形，且體光柵部與導(dǎo)光部交替設(shè)置，即多個體光柵部以及多個光源呈一維陣列排布。

例如，光源層中的光源為準(zhǔn)直光源。例如，光源層中包括的多個光源為點陣光源，點陣光源可以包括點陣發(fā)光二極管(led)與準(zhǔn)直透鏡陣列的結(jié)合，也可以包括點陣有機發(fā)光二極管(oled)與準(zhǔn)直透鏡陣列的結(jié)合等，本實施例對此不作限制。

例如，體光柵層包括：第一體光柵層，第二體光柵層以及第三體光柵層。第一體光柵層包括第一體光柵部，第一體光柵部包括第一光柵條紋面。第一體光柵部被配置為僅將入射光束中的第一顏色的光，例如紅光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部；第二體光柵層包括第二體光柵部，第二體光柵部包括第二光柵條紋面。第二體光柵部被配置為僅將入射光束中的第二顏色的光，例如綠光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部；第三體光柵層包括第三體光柵部，第三體光柵部包括第三光柵條紋面。第三體光柵部被配置為僅將入射光束中的第三顏色的光，例如藍(lán)光導(dǎo)入導(dǎo)光板和導(dǎo)光部。

例如，在制作每個體光柵層時，形成體光柵部包括：由兩束平面光波分別在光折變材料的兩側(cè)進(jìn)行照射曝光。這里的光折變材料指曝光后折射率產(chǎn)生變化的材料。例如，光折變材料可以包括摻鐵銅鈮酸鋰晶體等材料，本實施例對此不作限制。兩束平面光波在光折變材料內(nèi)發(fā)生干涉并形成三維干涉條紋，即為本實施例中的體光柵部中的光柵條紋面，形成體光柵部后的光折變材料即為本實施例中的體光柵層。光柵條紋面中的材料折射率大于光柵條紋面區(qū)域以外的材料折射率。

例如，每個體光柵部均為布拉格光柵結(jié)構(gòu)(也稱三維光柵)，這種光柵結(jié)構(gòu)沿某一方向的折射率是周期變化的。每個體光柵部的光柵條紋周期為d，體光柵部中的光柵條紋面位于體光柵部中的入射光束的入射方向與出射光束的出射方向之間的夾角的角平分線上，且光柵條紋與入射光束的方向的夾角θ(銳角)即為入射光在第一光柵條紋面上的掠射角i。從體光柵部出射的衍射光與體光柵部出光面的法線的夾角為α，根據(jù)幾何定律，α＝π-2*θ。本實施例提供的體光柵部為反射式體布拉格光柵結(jié)構(gòu)，光束入射到體光柵部后發(fā)生衍射，當(dāng)入射光的掠射角滿足2*n*d*sini＝λ(布拉格定律)的關(guān)系式時，衍射光將在與光柵條紋面的夾角為i的方向得到衍射極大。式中的n為體光柵部中非光柵條紋面的區(qū)域的折射率，也即是體光柵層中導(dǎo)光部的折射率(即導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率)。式中的λ為衍射光在與光柵條紋面夾角為i的方向發(fā)生衍射極大的光束的波長。因此，當(dāng)某一波長的入射光在光柵條紋面的掠射角和衍射光與光柵條紋面的夾角相等，即均為i時，可在衍射光與光柵條紋面的夾角i的方向得到衍射極大，而其他不滿足上述波長條件的光束將透過體光柵部，并繼續(xù)沿入射光束的方向傳播。由布拉格定律可知每個體光柵部中的光柵條紋面與入射光束的夾角θ以及每個體光柵部的光柵條紋周期d對于實現(xiàn)不同波段光束的反射起了決定作用，因此在制作體光柵層時可以通過對d和θ的要求進(jìn)行加工以形成滿足需要的光柵條紋面。

例如，形成的第一體光柵層的厚度為5-20μm，形成的第二體光柵層的厚度為5-20μm，形成的第三體光柵層的厚度為5-20μm。

例如，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)光板的厚度不大于1mm。因此，本實施例提供的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的厚度不大于1.06mm，由于，光束入射到體光柵層后可以在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中進(jìn)行全反射傳播，背光模組中不需要設(shè)置較高的混光高度，而本公開實施例制作的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的厚度較小，因此能夠大大降低背光模組的厚度。

例如，在光源層遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)還可以設(shè)置反射層以提高光能的利用率。

例如，形成取光結(jié)構(gòu)可以包括在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離光源層的一側(cè)形成網(wǎng)點膜。為了從導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中均勻取光，從體光柵部的出光側(cè)遠(yuǎn)離體光柵部且平行于導(dǎo)光板主平面的方向上，相鄰的光源之間的網(wǎng)點膜中的網(wǎng)點的分布密度設(shè)置為由小到大變化。

例如，在網(wǎng)點膜遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成擴散膜。例如，擴散膜可以包括一個高透過率的聚合物(如聚碳酸酯、聚甲基丙稀酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等)基板和摻雜在其中的散射顆粒(如二氧化鈦等)。例如，擴散膜也可以為多層膜的疊層結(jié)構(gòu)。穿過擴散膜的光線會被其中的散射顆粒散射，使觀察者感知光是由擴散膜表面直接提供的亮度分布。

例如，在擴散膜遠(yuǎn)離導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成棱鏡膜。例如，棱鏡膜可以由一個具有尖角微棱鏡結(jié)構(gòu)的棱鏡層和一個基板層貼合而成，被配置為將大角度的光向小角度集中，增加正視角的觀看亮度。

實施例三

本實施例提供一種顯示裝置，該顯示裝置采用本公開的上述實施例提供的背光模組，一方面，可以使光能得到充分利用，并且，由于對光源之間的間距沒有特殊要求，在滿足整體亮度的前提下，可以減少光源的數(shù)量，降低成本；另一方面，該背光模組中的光源不需要混光高度，從而可以有效降低背光模組的厚度。

例如，該顯示裝置可以為液晶顯示裝置以及包括該顯示裝置的電視、數(shù)碼相機、手機、手表、平板電腦、筆記本電腦、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或者部件，本實施例不限于此。

有以下幾點需要說明：

(1)除非另作定義，本公開實施例以及附圖中，同一標(biāo)號代表同一含義。

(2)本公開實施例附圖中，只涉及到與本公開實施例涉及到的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)可參考通常設(shè)計。

(3)為了清晰起見，在用于描述本公開的實施例的附圖中，層或區(qū)域被放大?？梢岳斫?，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板之類的元件被稱作位于另一元件“上”或“下”時，該元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中間元件。

以上所述，僅為本公開的具體實施方式，但本公開的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本公開揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本公開的保護范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。