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。
[0037]关于衍射光栅的作用原理介绍如下：
[0038]例如，衍射光栅为正弦相位光栅，若其倾斜角度为0G，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：
[0040] 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= (aq，0q，γ q)表示出射光的方向余弦；出射光的强度由ν = 2π Δ nd/λ调 制，An为光栅折射率，λ为波长。
[0041] 由此可见，正弦相位光栅能够调制其入射光的相位，例如方向余弦为(α，β，γ )的 入射光经过正弦相位光栅后，其出射方向变为(aq，i3q，Yq)，它们之间具有如下公式二所示 的关系：
[0043] 由公式二可知，对于正弦相位光栅，光的出射角度与入射光角度、光栅参数和波长 λ相关。其他条件不变而只改变光栅倾斜角度0<；时，光出射的方向也随之改变，因此会出现 如图4所示的现象。
[0044] 经光栅出射的光只能沿着特定角度传播，因此，进一步，为了扩大可视范围，本申 请实施例提供的液晶显示器增加了一层光散射膜3,使经衍射光栅2出射的光线在各个位置 沿各个方向均匀传播，如图6所示。
[0045] R、G、B三色光的波长不同，合理地调整光栅参数，可以使其形成如图7所示的效果， 艮P :背光源上的红色单一发光单元经衍射光栅作用后，为TFT基板上的四个不同的亚像素单 元提供红色背光;背光源上的蓝色单一发光单元经衍射光栅作用后，为TFT基板上的四个不 同的亚像素单元提供蓝色背光;背光源上的绿色单一发光单元经衍射光栅作用后，为TFT基 板上的四个不同的亚像素单元提供绿背光；各个亚像素单元互不重叠，三个不同颜色的亚 像素单元组成一个完整的像素单元，以实现彩色显示。图7中的背光阵列，即背光源上的每 一单色发光单元构成的阵列；图7中的衍射光栅阵列，即每一单色发光单元对应的光栅构成 的阵列；图7中的TFT阵列，即由TFT构成的阵列。
[0046]由此可见，本申请实施例提供的液晶显示器的结构设计使显示器件的分辨率不依 赖于背光阵列的密度，从而降低直下式背光源的成本。
[0047]需要说明的是，本申请实施例中：背光源上的每一个单色发光单元对应的光栅个 数在满足工艺能力条件下是不限的，本申请实施例中以每一个单色发光单元对应4个光栅 为例，但不限于此;背光源上的每一个单色发光单元对应的各个光栅图案的排布方式不限， 只要N个光栅形成一定的夹角使出射光呈N种角度出射且满足像素组成结构即可;TFT基板 的电极结构不限，例如TN、IPS、VA显示模式的电极结构均可，TFT基板可以为TFT玻璃基板； 背光源上的单色发光单元的排列方式与像素渲染结构不限，Real，BV，Pentile方式均可。 [0048]综上所述，本申请实施例提供的技术方案，能够明显减少液晶显示器件的模组厚 度，提高背光源的出光效率，并且降低器件功耗、产品成本。
[0049]显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精 神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围 之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
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9g，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=l/A，代表光栅的 空间频率;rq=(aq，0q，γ q)表示出射光的方向余弦；出射光的强度由ν = 2π Δη(1/λ调制，Δ η 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(aq，K, γ<!)，并且满足如下关系：8. 根据权利要求1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 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Ν个角度出射。9. 根据权利要求1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 对应的所述衍射光栅上的Ν种光栅图案的排布方式不全相同。10. 根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，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Ν种光栅图案的排布方式不同。11. 一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求1~10任一权项所述的背光模组。12. 根据权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，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。13.根据权利要求12所述的液晶显示器，其特征在于，所述TFT基板包括扭曲向列型TN、 平面转换IPS、垂直配向VA显示模式的电极结构。
【专利摘要】本申请公开了一种背光模组及液晶显示器，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。
【IPC分类】G02F1/1335, G02F1/13357
【公开号】CN205281086
【申请号】CN201620017140
【发明人】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
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月8日