一种显示装置的调光结构、背光模组和显示装置的制作方法

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示装置的调光结构、背光模组和显示装置。

背景技术：

现有的侧入式背光模组，如图1所示，包括导光板2和位于导光板2侧面的光源1，其中，光源1可以是点光源或线光源，光源1所发的光射进导光板2内部后，照射到位于导光板2底面上的散射网点3上后发生散射，从而将点光源或线光源转换为向上发射的面光源，从而为显示面板提供均匀的背光。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的导光板2一般由亚克力(即有机玻璃)材料构成，导光板2底面的散射网点3通常是通过在亚克力(即有机玻璃)材料的主体结构上利用激光光束进行打点处理形成，利用散射网点3凸起处的立体漫反射原理实现上述的散射效果。由于导光板2底面上分布的散射网点3位置及形状是固定不变的，其无法实现对局部显示位置处的背光调节，难以有效提升不同位置处的图像显示亮度的对比度。

技术实现要素：

本发明针对现有的导光板无法控制局部显示位置处的图像显示亮度的问题，提供一种显示装置的调光结构、背光模组和显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种显示装置的调光结构，包括：

导光板，所述导光板的出光面为第一面，与第一面相对的面为第二面；

设于所述导光板的第二面且向第一面凸起的散射网点，所述散射网点的材料包含电致折射材料；

电场控制单元，用于改变散射网点所在位置处的电场以使散射网点改变折射率。

优选的是，所述电场控制单元包括：

设于所述导光板第一面上的透明导电层；

设于所述导光板第二面上的调光基板；

控制器，用于控制调光基板与透明导电层之间电压。

优选的是，所述调光基板包括多个块子基板，所述控制器包括信号源和控制每个子基板的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极，所述信号源与所述栅极和所述源极连接，所述漏极与所述子基板连接。

优选的是，所述导光板厚度为h，所述电致折射材料的电光系数为a，所述控制器未施加电压时的折射率为n₀，施加电压V后的折射率为n；其中，V≥h(n-n₀)/a。

其中，所述光电系数是指1V电压施加在材料1mm距离上时材料折射率增大的值。

优选的是，所述导光板与所述调光基板之间设有反射片。

优选的是，所述电致折射材料包括甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物。

本发明还提供一种背光模组，包括上述的调光结构和位于所述调光结构的导光板侧边的光源。

优选的是，所述控制器控制调光基板与透明导电层之间电压为0，所述散射网点折射率为1.468，所述光源发出的光在导光板内发生全反射。

优选的是，所述散射网点折射率大于1.5，所述控制器控制调光基板与透明导电层之间电压V≥0.32h/a，所述光源发出的光在散射网点处发生折射，并经反射片漫反射后由第一面射出。

优选的是，靠近光源的所述散射网点的分布密度小于远离光源的散射网点的分布密度；和/或

所述凸起呈球面凸起，且靠近光源的所述散射网点的球面凸起直径小于远离光源的散射网点的球面凸起直径。

本发明还提供一种显示装置，包括上述的背光模组。

本发明的显示装置的调光结构中，设于导光板本体内的散射网点主要由电致折射材料构成，通过电场控制单元改变散射网点所在位置处的电场以使散射网点改变折射率，从而使得电致折射率材料的光学特性发生改变，实现导光板呈全反射，即导光板无出射光，进而使得背光模组为暗态；或者使得光线从散射网点中折射并漫反射进而使得背光模组亮态，以此提高显示装置不同区域局部动态调光，提高图像显示对比度。本发明的背光模组适用于各种显示装置。

附图说明

图1为现有的侧入式背光模组的结构示意图；

图2为本发明实施例1的显示装置的调光结构示意图；

图3为本发明实施例2的显示装置的调光结构示意图；

图4、图5为本发明实施例2的调光结构的局部示意图；

图6-8为本发明实施例3的背光模组的光线传播路径示意图；

其中，附图标记为：1、光源；2、导光板；3、散射网点；4、电场控制单元；41、透明导电层；42、调光基板；43、控制器；44、子基板；45、薄膜晶体管；G、栅极；S、源极；D、漏极；5、反射片。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种显示装置的调光结构，如图2所示，包括：导光板2，导光板2的出光面为第一面，与第一面相对的面为第二面；设于导光板2的第二面且向第一面凸起的散射网点3，散射网点3的材料包含电致折射材料；电场控制单元4，用于改变散射网点3所在位置处的电场以使散射网点3改变折射率。

本实施例的调光结构通过电场控制单元4改变散射网点3所在位置处的电场以使散射网点3改变折射率，从而使得电致折射率材料的光学特性发生改变，实现导光板2呈全反射，即导光板2无出射光，进而使得背光模组为暗态；或者使得光线从散射网点3中折射并漫反射进而使得背光模组亮态，以此提高显示装置不同显示位置处的图像显示的亮暗对比度。本发明的背光模组适用于各种显示装置。

实施例2：

本实施例提供一种显示装置的调光结构，如图3所示，包括：导光板2；设于导光板2的第二面且向第一面凸起的散射网点3，散射网点3的材料包含电致折射材料；以及用于改变散射网点3所在位置处的电场的电场控制单元4，其中电场控制单元4包括：设于导光板2第一面上的透明导电层41；设于导光板2第二面上的调光基板42；控制器43，用于控制调光基板42与透明导电层41之间电压。

其中，透明导电层41与调光基板42对应设置在导光板2的上下两个面上，透明导电层41设置在导光板2的出光面，调光基板42设置在导光板2的另一面。导光板2可以由光学级的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)材料构成，具体的，可以先在导光板2第二面上形成内凹的结构，再将散射网点3的材料填充入上述内凹的结构中以形成向第一面凸起的散射网点3。透明导电层41由透射率高且导电性好的透明材料构成，例如氧化铟锡(ITO)等，这样透明的导电层不会影响光线出射。具体的，透明导电层41可以是整张的，与显示装置面积相同，也可以采用多个小面积的分别与后续提到的每个子基板44对应设置的透明导电层41。

优选的是，调光基板42包括多个块子基板44，控制器43包括信号源和控制每个子基板44的薄膜晶体管45，薄膜晶体管45包括栅极、源极、漏极，信号源与栅极和源极连接，漏极与子基板44连接。

需要说明的是，如图4、图5所示，调光基板42可以是多块子基板44阵列排布的形式，这样设计的作用是：当该调光结构用于显示装置时，便于控制显示装置局部调光的亮暗，具体的，薄膜晶体管45的栅极G和源极S连接信号源，漏极D与子基板44连接，这样独立控制子基板44的电压即可实现局部调光。可以理解的是，一个薄膜晶体管45可以控制一个子基板44，也可以控制两个或多个子基板44。这样可以方便、精确的控制显示装置不同显示位置处的图像显示的亮暗对比度。

优选的是，导光板2与调光基板42之间设有反射片5。

也就是说，在导光板2的第二面外设置反射片5以减少第二面(即背部)的光线损失。

优选的是，导光板2厚度为h，电致折射材料的电光系数为a，控制器43未施加电压时的折射率为n₀，施加电压V后的折射率为n；其中，V≥h(n-n₀)/a。

其中，光电系数是指1V电压施加在材料1mm距离上时材料折射率增大的值。当上述参数满足V≥h(n-n₀)/a时，可以确保改变散射网点3所在位置处的电场以使散射网点3改变折射率。这样控制不同位置处的调光基板42的电压，即可提高显示装置不同显示位置处的图像显示的亮暗对比度，简单、方便，易于操作。

实施例3：

本实施例提供一种背光模组，包括上述的调光结构和位于调光结构的导光板2侧边的光源1。

优选的是，控制器43控制调光基板42与透明导电层41之间电压为0，散射网点3折射率为1.468，光源1发出的光在导光板2内发生全反射。

优选的是，导光板2与调光基板42之间设有反射片5；散射网点3折射率大于1.5，控制器43控制调光基板42与透明导电层41之间电压V≥0.32h/a，光源1发出的光在散射网点3处发生折射，并经反射片5漫反射后由第一面射出。

在此给出一个具体的实施例：

采用厚度为0.8mm，折射率为1.468的导光板2。散射网点3由电致折射材料包括甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物(P(MMA-GMA))构成，散射网点3未加电场时的折射率为1.468，光电系数为0.001(即1V电压施加在1mm距离使折射率增大0.001)。

当散射网点3未处于电场中时，如图6所示，控制器43a、b、c、d均处于断开状态，背光在导光板2中发生全反射，无背光照射到显示面板中。当需要破坏导光板2中的全反射时，需要将散射网点3折射率增大到1.5或者更大，本实施例中所用导光板2厚度为0.8mm，施加1V电压时散射网点3折射率增大0.00125，此时需要施加大于等于25.6V电压，就可以如图7所示，控制器43a、b、c、d均处于闭合状态，确保全反射被破坏而使背光出射到底部反射片5上，从而反射到显示面板中。具体的，可以如图8所示，控制器43a、c均处于闭合状态，控制器43b、d处于断开状态，控制显示装置不同位置处的亮暗。需要说明的是，本实施例中的散射网点3还可以采用光电系数更大的电致折射率材料，这样施加的电压可以更小。还可以使导光板2厚度更薄，这样也可以使施加的电压更小就可以得到相同的电场强度。

优选的是，靠近光源1的散射网点3的分布密度小于远离光源1的散射网点3的分布密度；和/或

凸起呈球面凸起，且靠近光源1的散射网点3的球面凸起直径小于远离光源1的散射网点3的球面凸起直径。

也就是说，散射网点3形状为球面状，距光源1越近的散射网点3球面直径球面直径越小，距光源1越远的散射网点3球面直径越大，其具体尺寸依实际情况而定。通过各种疏密、大小不一的散射网点3，可使导光板2在施加相同电压的条件下光均匀出射到底部反射片5。

实施例4：

本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种背光模组。所述显示装置可以为：液晶显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：散射网点的具体形状可以根据情况进行改变，相邻的散射网点的疏密程度可以根据具体产品进行调整。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。