[发明专利]一种光场调制层、背光结构及显示装置

说明书

本申请公开了一种光场调制层、背光结构及显示装置，用以使得从光场调制层出射的光的能量及方向均匀分布，减少背光结构的厚度，减少背光结构中LED的使用数目，降低成本。本申请实施例提供的一种光场调制层，包括波导层和光栅结构，所述波导层具有相对设置的第一表面和第二表面，所述光栅结构设置在所述波导层的第一表面或第二表面，所述光栅结构用于将入射至所述光栅结构的光线导入所述波导层中并在所述波导层中全反射传播。

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种光场调制层、背光结构及显示装置。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)作为一种透光型显示器，显示时需要背光结构提供显示所需要的亮度，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源是目前LCD直下式背光结构中最常用的光源，它具有寿命长，体积小，低电压等特点，但是它属于点型光源，其发光的均匀性很难控制。由于单个LED光源的光场分布呈现琅勃曲线分布，如图1所示，LED光场分布曲线大致相同，其主要能量集中在-60°～60°，在0°能量最强，LED的这一特点将导致过热(hot-spot)现象，即使用点光源LED作为光源的画面将会出现明显的亮暗交替现象，将会影响显示的效果。目前为了增强LCD显示能力，避免出现hot-spot现象，提高人眼观看图像的舒适度，现有的直下式背光结构中通过增大LED之间的纵向混光距离及减少LED之间的间距来提高直下式背光结构的出光均匀性。现有技术的直下式背光结构中相邻的LED光源之间的纵向混光距离在2毫米(mm)～22mm范围，并且由于LED之间的水平间距很小，因而直下式背光结构中LED的使用数目非常庞大，约为几万颗。即现有技术通过增大LED之间的纵向混光距离及减少LED间距来提高直下式背光结构的均匀性做法，不仅会大大增加直下式背光结构的整体厚度，同时增加了直下式背光结构中LED的使用数目，进而增加成本，造成了一定的LED使用数量冗余。

发明内容

本申请实施例提供了一种光场调制层、背光结构及显示装置，用以使得从光场调制层出射的光的能量及方向均匀分布，减少背光结构的厚度，减少背光结构中LED的使用数目，降低成本。

本申请实施例提供的一种光场调制层，该光场调制层包括波导层和光栅结构，所述波导层具有相对设置的第一表面和第二表面，所述光栅结构设置在所述波导层的第一表面或第二表面，所述光栅结构用于将入射至所述光栅结构的光线导入所述波导层中并在所述波导层中全反射传播。

本申请实施例提供的光场调制层，由于包括波导层和光栅结构，从光场调制层出射的光的能量及方向均匀分布，并且由于光在波导层全反射传输，当背光结构包括本申请实施例提供的光场调制层时，背光结构不存在混光距离，不存在背光结构点光源均匀性难控制的问题，无需通过增加光源的纵向混光距离来实现均匀出光，从而可以减少背光结构的整体厚度，降低生产成本。

可选地，所述光场调制层还包括：取光层，所述取光层设置在所述波导层的第一表面或第二表面，所述取光层用于：使得在所述波导层全反射传播的光线均匀出射。

本申请实施例提供的光场调制层，当背光结构包括本申请实施例提供的光场调制层时，背光结构不存在混光距离，并且通过光场调制层出射的光线的均匀性由取光层控制，这样，单个光源就可以提供单块区域的整体背光，从而可以很大比例减少背光结构中的光源的数目，从而可以降低成本。

可选地，所述取光层包括下列之一或其组合：多个网点结构、多个光栅结构。

可选地，所述光栅结构的折射率大于所述波导层的折射率。

这样可以保证通过本申请实施例提供的光场调制层的光具有较高的光耦合效率，从而当背光结构包括本申请实施例提供的光场调制层时，可以提高光源的利用率，节约能源。

可选地，所述光栅结构包括多个二维光栅。