一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺制造技术

本申请公开了一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺，用以实现更加轻薄的液晶显示器，并且可以提高液晶显示器的光效、降低功耗以及产品成本。本申请提供的一种背光模组，包括：背光源和设置在所述背光源之上的衍射光栅，其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。

A backlight module, a liquid crystal display and a process for making the same

The invention discloses a backlight module, a liquid crystal display and a preparation process thereof, for realizing a thinner liquid crystal display, and improving the luminous efficiency, power consumption and product cost of the liquid crystal display. A backlight module is provided including a back light source and is arranged on the back light on the diffraction grating, the diffraction grating etching in the backlight, each monochromatic light emitting unit corresponding to the backlight source of the N grating diffraction grating pattern on the N. Is a natural number larger than 1.

【技术实现步骤摘要】
一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺
本申请涉及显示器
，尤其涉及一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺。
技术介绍
随着显示领域技术的飞速发展，人们对显示器件的要求越来越高。轻薄、节能、画面细腻、降低成本始终是显示器件的发展目标。背光模组、TFT基板、下偏振片、彩膜基板和上偏振片的层叠结构限制了传统液晶显示器件的厚度，很难做到更加轻薄。此外，彩色滤光片的使用至少损耗了60％的光能，只能依靠提高背光亮度来满足现实器件的亮度要求，这无疑增加了功耗。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺，用以实现更加轻薄的液晶显示器，并且可以提高液晶显示器的光效、降低功耗以及产品成本。本申请实施例提供的一种背光模组，包括：背光源和设置在所述背光源之上的衍射光栅；其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。本申请实施例提供的一种背光模组，包括：背光源、设置在所述背光源之上的衍射光栅，其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数，因此，能够使得液晶显示器省略下偏振片和彩膜基板，实现了更加轻薄的液晶显示器，提高液晶显示器的光效、降低功耗；并且由于增设的衍射光栅的作用是调整光的出光方向，可以减少背光源阵列的密度，因此可以在提高光效的同时，降低成本。较佳地，所述背光源为直下式背光源。较佳地，所述背光源中的每一个单色发光单元发出的光为准直光。较佳地，所述背光源包括发出红、绿、蓝三种单色准直光的单色发光单元。较佳地，所述衍射光栅为正弦相位光栅或闪耀光栅。较佳地，当所述衍射光栅为正弦相位光栅时，若其倾斜角度为θG，光栅常数为Λ，光栅长度为L，厚度为d，那么其复振幅投射系数为：其中，q表示衍射光栅的衍射级次；Jq代表q阶第一类贝塞尔函数；u＝1/Λ，代表光栅的空间频率；rq＝(αq,βq,γq)表示出射光的方向余弦；出射光的强度由v＝2πΔnd/λ调制，Δn为光栅折射率，λ为波长。较佳地，当所述衍射光栅为正弦相位光栅时，若该正弦相位光栅的入射光的方向余弦为(α,β,γ)，则该正弦相位光栅的出射光的出射方向为(αq,βq,γq)，并且满足如下关系：较佳地，所述背光源中的每一个单色发光单元对应的所述衍射光栅上的各种光栅图案之间存在预设夹角，使得对应的单色发光单元发出的入射光呈N个角度出射。较佳地，所述背光源中的每一个单色发光单元对应的所述衍射光栅上的N种光栅图案的排布方式不全相同。较佳地，所述背光源中的相邻单色发光单元对应的所述衍射光栅上的N种光栅图案的排布方式不同。本申请实施例提供的一种液晶显示器，包括所述的背光模组。较佳地，所述液晶显示器还包括：设置在所述衍射光栅之上的光散射膜、以及依次设置在所述光散射膜之上的薄膜晶体管TFT基板、液晶层和偏振片。较佳地，所述TFT基板包括扭曲向列型(TwistedNematic,TN)、平面转换(In-PlaneSwitching,IPS)、垂直配向(VerticalAlignment,VA)显示模式的电极结构。本申请实施例提供的一种液晶显示器的制作工艺，包括：制备背光源；在所述背光源之上制备衍射光栅；在所述衍射光栅之上制备光散射膜；在所述光散射膜之上依次制备薄膜晶体管TFT基板、液晶层和偏振片；其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。附图说明图1为本申请实施例提供的一种液晶显示器的结构示意图；图2为本申请实施例提供的背光源的结构示意图；图3为本申请实施例提供的衍射光栅上对应背光源的一个单色发光单元的部分的四种光栅图案示意图；图4为本申请实施例提供的背光源上的一个单色发光单元发出的光经衍射光栅上对应的光栅后发出四种方向的出射光示意图；图5为本申请实施例提供的背光源的整个显示区域对应的衍射光栅的整体光栅图案示意图；图6为本申请实施例提供的背光源的不同颜色的入射光经过衍射光栅和光散射膜后沿各个方向均匀传播的不同颜色的出射光的示意图；图7为本申请实施例提供的背光源上的不同颜色的单色发光单元发出的光经衍射光栅作用后，为TFT基板上不同的亚像素单元提供不同颜色背光，从而实现彩色显示的示意图；图8为本申请实施例提供的一种液晶显示器的制作工艺的流程示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种背光模组、液晶显示器及其制备工艺，用以实现更加轻薄的液晶显示器，并且可以提高液晶显示器的光效、降低功耗以及产品成本。本申请实施例提供的一种背光模组，包括：背光源、设置在所述背光源之上的衍射光栅；其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。从而，能够使得包含该背光模组的液晶显示器省略下偏振片和彩膜基板，实现了更加轻薄的液晶显示器，提高液晶显示器的光效、降低功耗；并且由于增设的衍射光栅的作用是调整光的出光方向，可以减少背光源阵列的密度，因此可以在提高光效的同时，降低成本。本申请实施例提供的一种能够提高背光利用效率的薄型化的液晶显示器件，参见图1，从下至上，依次由直下式背光源1、衍射光栅2、光散射膜3、薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)基板4、液晶层5、偏振片6构成。其中，背光源1可以为直下式背光源，参见图2，背光源1使用红(R)绿(G)蓝(B)单色准直光，所述直下式背光源能够免去彩膜基板的使用，从而提高出光效率，降低功耗，使显示画面更加细腻逼真。衍射光栅2可以减少背光源阵列的密度，从而降低成本。光散射膜3使背光源1发出的背光沿各个方向均匀出射。本申请实施例提供的液晶显示器，只有一个偏振片6，可以理解为上偏振片，因此与现有技术相比，无下偏振片和彩膜基板，因此本申请实施例提供的液晶显示器的厚度大大降低，更加轻薄；并且，彩膜基板的透光率只有30％左右，本申请实施例提供的液晶显示器无彩膜基板，因此能够提高光效，降低功耗。本申请实施例提供的液晶显示器中的衍射光栅2，例如可以为正弦相位光栅，刻蚀在背光源1上。背光源1结构中，每一个单色发光单元对应衍射光栅2上的部分包括N种光栅图案，N为大于1的自然数。衍射光栅2的作用是调整光的出光方向，从而降低背光源1上单色发光单元阵列的密度，以节约成本。例如，以N＝4为例进行说明，如图3所示。背光源1结构中的每一个单色发光单元对应衍射光栅2上的部分包括4种光栅图案，4种光栅图案对应的光栅之间呈一定夹角，角度互不相同。背光源1的每一单色发光单元的入射光经过衍射光栅2上的光栅后，呈四个角度出射，如图4所示。衍射光栅2在背光源1对应的整面显示区域的光栅排布如图5所示，需要说明的是，图5仅为示意图，不同像素之间的光栅角度也可能存在不同，即每一像素单元对应的光栅图案可以相同也可以不同，具体可以根据出光方向调节。下面对光栅的作用原理进行说明。关于衍射光栅的作用原理介绍如下：例如，衍射光栅为正弦相位光栅，若其倾斜角度为θG，光栅常数为Λ，光栅长度为L，厚度为d，那么其复振幅投射系数t(rq)为下面公式一所示：公式一其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背光模组，其特征在于，包括：背光源和设置在所述背光源之上的衍射光栅；其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种背光模组，其特征在于，包括：背光源和设置在所述背光源之上的衍射光栅；其中，所述衍射光栅刻蚀在所述背光源上，所述背光源中的每一个单色发光单元对应所述衍射光栅上的N种光栅图案，N为大于1的自然数。2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光源为直下式背光源。3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述背光源中的每一个单色发光单元发出的光为准直光。4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述背光源包括发出红、绿、蓝三种单色准直光的单色发光单元。5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述衍射光栅为正弦相位光栅或闪耀光栅。6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，当所述衍射光栅为正弦相位光栅时，若其倾斜角度为θG，光栅常数为Λ，光栅长度为L，厚度为d，那么其复振幅投射系数为：其中，q表示衍射光栅的衍射级次；Jq代表q阶第一类贝塞尔函数；u＝1/Λ，代表光栅的空间频率；rq＝(αq,βq,γq)表示出射光的方向余弦；出射光的强度由v＝2πΔnd/λ调制，Δn为光栅折射率，λ为波长。7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，当所述衍射光栅为正弦相位光栅时，若该正弦相位光栅的入射光的方向余弦为(α,β,γ)，则该正弦相位光栅的出射光的出射方向为(αq,βq,γq)，并且满足如下关系：

【专利技术属性】
技术研发人员：牛小辰，董学，陈小川，赵文卿，杨明，王倩，卢鹏程，高健，王磊，许睿，王鹏鹏，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11