背光模组及液晶显示装置的制作方法

本发明涉及显示领域，具体涉及一种背光模组及液晶显示装置。

背景技术：

LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示装置)的背光模组(Backlight Module)包括两种入光方式，分别为侧入光式和直下光式。

如图1所示，在侧入光式背光模组的结构设计中，光源11设置于导光板12的侧方，光源11发出的光从导光板12的入光面进入导光板12，并在导光板12内部经过漫反射后从导光板12的出光面射出，再经由各种光学膜片13，例如扩散片，形成均匀的面光源并提供给液晶面板14。由于光源11发出的光较为发散，从而在进入导光板12后不易实现区域化，即不易实现区域亮度控制(local dimming)。

如图2所示，在直下光式背光模组的结构设计中，光源21设置于导光板22的下方，光源21发出的光经过导光板22和各种光学膜片23后形成均匀的面光源，并提供给液晶面板24。直下光式背光模组通过控制导光板22下方的光源21可以实现区域亮度控制。但是，为了确保区域亮度控制的显示品质，光源21和导光板22之间必须设置混光距离，才能使得光源21发出的光混光充足，并以此保证显示区域的亮度均匀。但是，该混光距离的设置不利于背光模组的轻薄化设计要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种背光模组及液晶显示装置，能够在实现区域亮度控制的同时有利于背光模组的轻薄化设计要求。

本发明一实施例的背光模组，包括导光板和光源，导光板包括沿平行于导光板方向设置的第一区域和第二区域，导光板在第一区域设置有衍射光栅，光源位于衍射光栅的下方，导光板在第二区域邻近第一区域的一侧设置有入光面，衍射光栅用于对光源发出的光进行衍射，使得光以预定极角从入光面进入导光板的第二区域。

本发明一实施例的液晶显示装置，包括上述背光模组。

有益效果：本发明设计导光板在第一区域设置有衍射光栅，并将第二区域邻近衍射光栅的一侧设置为入光面，第二区域的导光板可视为侧入光式导光板，本发明相当于通过衍射光栅将垂直方向的光引入侧入光式导光板，无需直下光式背光模组所需要的混光距离，从而能够在实现区域亮度控制的同时有利于背光模组的轻薄化设计要求。

附图说明

图1是现有技术中具有侧入光式背光模组的LCD的结构剖视图；

图2是现有技术中具有直下光式背光模组的LCD的结构剖视图；

图3是本发明第一实施例的背光模组的结构剖视图；

图4是图3所示背光模组的结构俯视图；

图5是本发明第二实施例的背光模组的结构剖视图；

图6是图5所示背光模组的结构俯视图；

图7是本发明一实施例的液晶显示装置的结构剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参阅图3，为本发明第一实施例的背光模组。所述背光模组30包括背板31以及承载于背板31上的多个光源32、导光板33、驱动电路34以及各种光学膜片35。多个光源32与驱动电路34连接，驱动电路34可以为FPCB(Flexible Printed Circuit Board,柔性印刷电路板)，并设置于背板31邻近导光板33的一侧，驱动电路34可以单独控制各个光源32的开关以及亮度。导光板33和光学膜片35设置于多个光源32的上方，用于将多个光源32发出的光转换为均匀的面光源，并提供给设置于导光板33的出光面上的液晶面板。其中，光学膜片35包括但不限于扩散片(diffuser)和偏振片(polarizer)。

导光板33包括沿平行于导光板33方向依次交替排布的第一区域331和第二区域332，第一区域331的宽度小于第二区域332的宽度。导光板33在第一区域331的厚度等于其在第二区域332的厚度。导光板33在第一区域331设置有衍射光栅333，该衍射光栅333可以位于第一区域331的导光板33的底面，每一个光源32设置于对应的一个衍射光栅333的下方。导光板33在第二区域332邻近第一区域331的一侧设置有入光面，即，所述入光面设置于第二区域332的导光板33的侧方，第二区域332的导光板22可视为侧入光式导光板。其中，导光板33可以为一体成型结构，第一区域331和第二区域332之间相互导通，且导光板33在第一区域331和第二区域332的折射率相同，基于此，所述入光面并非是一个暴露于外的侧面。

衍射光栅333用于对光源32发出的光进行衍射，使得光以预定极角从入光面进入导光板33的第二区域332。也就是说，衍射光栅333可以将光源32发出的垂直方向的光转变为非垂直方向的光。其中，衍射光栅333可以使得光源32发出的光经过衍射后仅有第一级衍射峰进入可视区，其余各级衍射峰均位于可视区之外，换言之，经过衍射光栅333的光(出射光)仅有第一级衍射峰能够以预定极角从入光面进入导光板33的第二区域332。根据衍射光栅333的工作原理，出射光的第一级衍射峰的极角坐标(φ₁,θ₁)满足如下关系式：

tanφ₁＝sinφ/(cosφ-N*sinθ*(Λ/λ)

sin²(θ₁)＝(Λ/λ)²+(N*sinφ)²-2N*sinθ*cosφ*(λ/Λ)

其中，φ₁表示出射光的极径，θ₁表示出射光的极角，Λ表示衍射光栅333的周期，φ表示出射光的方位角，N表示导光板33的折射率，θ表示进入衍射光栅333的光(入射光)的极角，λ表示入射光的波长。

由上述关系式可知，本实施例可以通过选取具有预定折射率的导光板33，使得光经过衍射后仅有第一级衍射峰进入可视区。

为了提高光利用率，本实施例的导光板33在第一区域331的顶面可以对经过衍射后且具有预定极角的光进行全反射，以避免光从导光板33在第一区域331的顶面出射入空气中。

第二区域332的导光板33与现有侧入光式导光板的结构相同，例如导光板33在第二区域332的底部可以设置有多个撞点334，光以预定极角进入第二区域332并照射到各个撞点334后发生漫反射，漫反射的光从导光板33在第二区域332的出光面射出，并经过光学膜片35后，形成均匀的面光源并提供给液晶面板。

结合图4所示，背光模组30包括呈矩阵排布的多个亮度调控区域36，每一亮度调控区域36设置有一个光源32、一个第一区域331和一个第二区域332。本实施例通过驱动电路34单独控制各个光源32，即可调整各个亮度调控区域36的亮度，容易实现区域亮度控制。

由上述可知，本实施例通过衍射光栅333将垂直方向的光引入侧入光式导光板(第二区域332的导光板33)的入光面，无需直下光式背光模组所需要的混光距离，从而能够在容易实现区域亮度控制的同时，有利于背光模组30的轻薄化设计要求。

另外，光源32可以采用微米级LED(Micro Light Emitting Diode,微米级发光二极管)，即LED具有微米级的厚度，从而能够进一步降低背光模组30的厚度，有利于背光模组30的轻薄化设计要求。

图5为本发明第二实施例的背光模组。如图5所示，背光模组50包括背板51以及承载于背板51上的多个光源52、导光板53、驱动电路54以及各种光学膜片55。多个光源52与驱动电路54连接，驱动电路54可以为FPCB，并设置于背板51邻近导光板53的一侧，驱动电路54可以单独控制各个光源52的开关以及亮度。导光板53和光学膜片55设置于多个光源52的上方，用于将多个光源52发出的光转换为均匀的面光源，并提供给设置于导光板53的出光面上的液晶面板。其中，光学膜片55包括但不限于扩散片和偏振片。

导光板53包括沿平行于导光板53方向设置的第一区域531和第二区域532，第一区域531的宽度小于第二区域532的宽度。导光板53在第一区域531的厚度小于其在第二区域532的厚度，即，导光板53在第一区域531的底部与其在第二区域532的底部之间具有预设垂直距离。导光板53在第一区域531设置有衍射光栅533，该衍射光栅533可以位于第一区域531的导光板53的底部，每一个光源52设置于对应的一个衍射光栅533的下方。导光板53在第二区域532邻近第一区域531的一侧设置有入光面，即所述入光面设置于第二区域532的导光板53的侧方，第二区域532的导光板22可视为侧入光式导光板。导光板53可以为一体成型结构，第一区域531和第二区域532之间相互导通，且导光板53在第一区域531和第二区域532的折射率相同。

衍射光栅533用于对光源52发出的光进行衍射，使得光以预定极角从入光面进入导光板53的第二区域532。

第二区域532的导光板53与现有侧入光式导光板的结构相同，例如导光板53在第二区域532的底部可以设置有多个撞点534，光以预定极角进入第二区域532并照射到各个撞点534后发生漫反射，漫反射的光从导光板53在第二区域532的出光面射出，并经过光学膜片55后，形成均匀的面光源并提供给液晶面板。

不同于图3所示实施例的导光板33，本实施例的导光板53相当于在每一光源52的上方设置了一个凹槽，且光源52可以位于对应的凹槽中，导光板53在第二区域532的入光面邻近光源52设置。基于此，第二区域532的导光板53不仅可以从而衍射光栅533接收光，而且可以直接从光源52接收光，从而提高光利用率。

进一步结合图6所示，本实施例的背光模组60包括呈矩阵排布的多个亮度调控区域66，每一亮度调控区域66设置有一个光源52、一个第一区域531和一个第二区域532。本实施例通过驱动电路54单独控制各个光源52，即可调整各个亮度调控区域56的亮度，容易实现区域亮度控制。

由上述可知，本实施例通过衍射光栅533将垂直方向的光引入侧入光式导光板(第二区域532的导光板53)的入光面，无需直下光式背光模组所需要的混光距离，从而能够在容易实现区域亮度控制的同时，有利于背光模组50的轻薄化设计要求。

另外，光源52可以采用微米级LED，从而能够进一步降低背光模组50的厚度，有利于背光模组50的轻薄化设计要求。

应该理解到，图3所示背光模组30和图5所示背光模组50仅为阐述本发明之发明目的示意图，本发明的背光模组还可以具有其他结构。例如，背光模组还可以包括胶框，胶框围绕导光板设置，并将设置于导光板的出光面上的液晶面板压持固定于导光板上。另外，本发明的导光板的制造材质可以为PC(Polycarbonate，聚碳酸酯或工程塑料)，也可以为玻璃，并且由于光在玻璃中的扩散良于PC，因此要将点光源转换为面光源并实现相同的均匀度，光在玻璃材质的导光板中所需折射的路径小于在PC材质的导光板中所需折射的路径，因此采用玻璃材质能够降低导光板的厚度，从而降低整个背光模组的厚度。

本发明还提供一种液晶显示装置。如图7所示，所述液晶显示装置70包括背光模组71以及设置于背光模组71的出光方向上的液晶面板72。该背光模组71可以为图3所示的背光模组30，也可以为图5所示的背光模组50，因此，所述液晶显示装置70具有上述背光模组30、50所能产生的有益效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。