本发明涉及显示技术领域，特别是指一种导光板及其制作方法、背光源和显示装置。
背景技术：
在液晶显示技术领域，液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)本身并不发光，通常在lcd的背面设置背光源实现图像显示。
按照背光源中光源的设置位置，背光源可以分为直下式和侧光式。侧光式背光源的特点是，光源设置在背板的边缘，光源发出的光直接进入导光板，导光板将来自光源的光形成覆盖整个背板的面光源。直下式背光源的特点是，光源平铺在整个背板上。光源的光线经上方的导光板发射到液晶显示器上。其中，直下式背光源为了达到较好的混光效果，要求混光距离比较大，即光源距离导光板的距离比较大，而侧光式背光源对混光距离没有要求，由于侧光式背光源具有轻、薄和低功耗等特点，得到广泛应用。
为了提高lcd图像显示的对比度，以及改善lcd动态拖影等问题，提出一种扫描背光技术。扫描背光技术是指将lcd按照一定方向分成多个区域，每一个区域称为一个光学分区，每一个光学分区为矩形状，同理将背光源也分成与lcd对应的多个光学分区。背光源的每个光学分区和位于背光源上方的液晶显示器的光学分区在垂直方向上的投影重合。来自背光源的每个光学分区的光发射到液晶显示器上提供图像显示用光源。
针对lcd的任一光学分区，当该光学分区对应的液晶响应曲线处于平缓阶段，则控制与该光学分区对应的背光源打开，由于液晶显示原理是逐行扫描控制液晶分子偏转，相应地，背光源也是逐区域扫描使背光源开启，从而为液晶显示器的对应区域提供光源。当液晶响应曲线处于缓慢上升或下降的阶段(也即响应阶段)，则关闭对应光学分区的光源，在液晶响应曲线平稳阶段打开对应光学分区的光源。背光源提供给lcd的多个光学分区的光学分布是均匀的，背光源一个光学分区点亮，对应的出射光线不会影响相邻区域。保证在相邻区域内的液晶响应阶段背光源处于关闭状态，lcd不会形成漏光现象。
现有侧光式背光源，光源设置在背板的边缘(也称侧面)，一般使用的是发光二极管(lightemittingdiode，led)作为光源，led发出的光，出射角度一般在115度到120度之间，光为发散状，故光进入导光板后很难形成矩形光学分区。并且，侧光式背光源相邻的光学分区之间的暗区较明显，导致液晶显示器显示的图像出现不良。
直下式背光源，光源在背板上平铺，背板上的光源组成多个光学分区。只要控制矩形光学分区内的led的开启和关闭，就可得到理想的光学分区。也可以避免光学分区之间的暗区。但是直下式背光源的设置，不具备轻、薄和低功耗等特点。
综上，侧光式背光源难以满足扫描背光技术的明显的光学分区，扫描背光技术很难应用到侧光式背光源系统。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种导光板及其制作方法、背光源和显示装置，能够实现超薄背光源，同时能够实现背光源的分区控制。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种导光板，所述导光板的出光面设置有至少一个闪耀光栅结构，由所述导光板的入光面入射的光线照射在所述闪耀光栅结构上后，经所述闪耀光栅结构衍射后能够在所述导光板内发生全反射。
进一步地，所述导光板的出光面为矩形，紧邻所述出光面的第一边设置有至少一个第一闪耀光栅结构，所述第一闪耀光栅结构的延伸方向与所述第一边的延伸方向平行。
进一步地，紧邻所述第一边设置有一第一闪耀光栅结构，所述第一闪耀光栅结构的长度与所述第一边的长度相等；或
紧邻所述第一边设置有多个第一闪耀光栅结构，相邻第一闪耀光栅结构之间间隔预定距离。
进一步地，紧邻所述出光面的第三边设置有至少一个第二闪耀光栅结构，所述第二闪耀光栅的延伸方向与所述第三边的延伸方向平行，所述第三边为与所述第一边相对的边，所述第二闪耀光栅与所述第一闪耀光栅一一对应，每一所述第二闪耀光栅结构与对应第一闪耀光栅结构在所述第一边上的投影重合。
进一步地，紧邻所述出光面的第二边设置有至少一个第三闪耀光栅结构，所述第二边为与所述第一边相邻的边，所述第三闪耀光栅结构的延伸方向与所述第二边的延伸方向平行。
进一步地，紧邻所述第二边设置有一第三闪耀光栅结构，所述第三闪耀光栅结构的长度与所述第二边的长度相等；或
紧邻所述第二边设置有多个第三闪耀光栅结构，相邻第三闪耀光栅结构之间间隔预定距离。
进一步地，紧邻所述出光面的第四边设置有至少一个第四闪耀光栅结构，所述第四闪耀光栅结构的延伸方向与所述第四边的延伸方向平行，所述第四边为与所述第二边相对的边，所述第四闪耀光栅与所述第三闪耀光栅一一对应，每一所述第四闪耀光栅结构与对应第三闪耀光栅结构在所述第二边上的投影重合。
进一步地，所述导光板的出光面的中部区域设置有多组第五闪耀光栅结构，每组第五闪耀光栅结构包括有两个第五闪耀光栅结构，每组的两个第五闪耀光栅结构交叉设置。
进一步地，每组的两个第五闪耀光栅结构所成角度为90°。
进一步地，所述入射的光线经所述闪耀光栅结构衍射后以β角离开所述闪耀光栅结构并以φ角入射到所述导光板的表面，φ不小于φc；
φc＝arcsin(1/n)；
2dsinθcos(α-θ)＝kλ；
其中，n为导光板材料的折射率，α为入射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角，d为闪耀光栅结构的槽间距，θ为闪耀光栅结构的闪耀角，k为干涉级，λ为闪耀波长，闪耀光栅结构的衍射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角β＝2θ-α。
本发明实施例还提供了一种背光源，包括如上所述的导光板，还包括设置在所述导光板的入光面一侧阵列排布的多个光源，所述光源出射的光线照射在所述导光板出光面的闪耀光栅结构上后，经所述闪耀光栅结构衍射能够在所述导光板内发生全反射。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的背光源。
本发明实施例还提供了一种导光板的制作方法，用于制作如上所述的导光板，所述制作方法包括：
提供一导光板基底；
对所述导光板基底的第一表面进行刻蚀，在所述第一表面上形成至少一个闪耀光栅结构的凹槽；
在所述凹槽的槽面上沉积反射金属层，形成闪耀光栅结构。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在导光板上设置至少一个闪耀光栅结构，闪耀光栅结构能够使得光能量集中在预定的方向上，即某一光谱级上，能够提高光线的衍射效率，使衍射光线能被充分利用，由于闪耀光栅结构的这一特性，可以降低直下式背光源的厚度，实现超薄背光源，并且在垂直方向和水平方向都可以实现线性分区，进而实现背光源的分区控制。
附图说明
图1为闪耀光栅衍射模拟结果示意图；
图2为本发明实施例导光板的截面示意图；
图3和图4为本发明实施例导光板的俯视示意图；
图5为本发明另一实施例导光板的截面示意图；
图6-图10为本发明实施例导光板的俯视示意图。
附图标记
1导光板2、4、5、6、7闪耀光栅结构3光源
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中侧光式背光源难以满足扫描背光技术的明显的光学分区，扫描背光技术很难应用到侧光式背光源系统的问题，提供一种导光板及其制作方法、背光源和显示装置，能够实现超薄背光源，同时能够实现背光源的分区控制。
实施例一
光栅结构能够使得光线发生衍射，在光栅衍射中，决定谱线强度的是衍射因子，一般的光栅其单缝衍射的中央极大值和干涉的0级主极大重合，使得0级谱线占据了很大一部分能量。而闪耀光栅能够把衍射的极大值转移到非零级谱线上，并设法减小其他各级谱线的强度，使得光的能量可以转移到某一固定的非零级次，从而使衍射光能被充分利用。
闪耀光栅的方程为2dsinθcos(α-θ)＝kλ，其中α为入射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角，d为闪耀光栅结构的槽间距，θ为闪耀光栅结构的闪耀角，k为干涉级，λ为闪耀波长，闪耀光栅结构的衍射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角β＝2θ-α。当所取入射光波长满足上式时，衍射光的能量利用率达到最大。对于垂直闪耀光栅结构宏观平面入射的光，如图2所示，α＝0。
与普通平面透射光栅相比，闪耀光栅可以实现衍射光的定向出射，并且闪耀光栅对应闪耀波长的衍射效率比平面透射光栅高很多，比如对折射率n＝1.5的光波导材料,全反射临界角＝41.81°，此时设置闪耀角θ＝43°，入射光波长λ＝450nm，则对于垂直闪耀光栅宏观平面入射的光(α＝0，β＝86°)，由图1可以看出，其衍射能量95％集中在-1级次，0级的衍射能量几乎为0，+1级次的衍射能量不到5％。
利用闪耀光栅的上述特性，本实施例提供一种导光板，所述导光板的出光面设置有至少一个闪耀光栅结构，由所述导光板的入光面入射的光线照射在所述闪耀光栅结构上后，经所述闪耀光栅结构衍射后能够在所述导光板内发生全反射。
本实施例中，在导光板上设置至少一个闪耀光栅结构，闪耀光栅结构能够使得光能量集中在预定的方向上，即某一光谱级上，能够提高光线的衍射效率，使衍射光线能被充分利用，由于闪耀光栅结构的这一特性，可以降低直下式背光源的厚度，实现超薄背光源，并且在垂直方向和水平方向都可以实现线性分区，进而实现背光源的分区控制。
通过设置闪耀光栅结构的闪耀角，使得离开闪耀光栅结构的衍射光线入射导光板表面的角度大于全反射临界角，进而使得衍射光线在导光板内部形成全反射。如图2所示，入射导光板1的光线经闪耀光栅结构2衍射后以β角离开闪耀光栅结构2并以φ角入射到导光板1的表面，只要φ不小于φc，则经闪耀光栅结构2衍射后的光线将在导光板1内发生全发射，从而在导光板1内进行光线的传输；
其中，φc＝arcsin(1/n)；
2dsinθcos(α-θ)＝kλ；
上述公式中，n为导光板材料的折射率，α为入射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角，d为闪耀光栅结构的槽间距，θ为闪耀光栅结构的闪耀角，k为干涉级，λ为闪耀波长，闪耀光栅结构的衍射光线与闪耀光栅结构宏观平面法线的夹角β＝2θ-α。
因此根据导光板材料的折射率n、入射波长λ、入射光角度α，根据光栅方程和全反射临界角公式，设定合适的闪耀角θ，使经过闪耀光栅结构作用后的衍射光满足在导光板内全反射的条件，就可以实现将光源发出的光耦合到导光板内部。
导光板的形状不做限制，但现有背光源中的导光板一般为长方体，下面以导光板为长方体，导光板的出光面为矩形为例，对本实施例的导光板进行进一步介绍：
如图3所示，导光板1的出光面为矩形，包括依次首尾相连的第一边、第二边、第三边和第四边，所述导光板的出光面设置有紧邻所述第一边的闪耀光栅结构2(即第一闪耀光栅结构)，闪耀光栅结构2的延伸方向与第一边的延伸方向平行。
如图2所示，光源3位于导光板的与出光面正对的入光面一侧，光源3正对闪耀光栅结构2设置，光源3入射导光板1的光线被闪耀光栅结构2衍射后重新入射到导光板1的表面，在导光板1内发生多次全反射，从而完成光线的传输。由图3来看，光线在由第一边到第三边的方向上传输。
在紧邻第一边仅设置有一闪耀光栅结构2时，闪耀光栅结构2的长度应尽可能长，这样能够使得导光板内的光线尽可能均匀，优选地，闪耀光栅结构2的长度等于所述第一边的长度。当然，闪耀光栅结构2的长度也可以小于第一边的长度。
在紧邻第一边设置有多个闪耀光栅结构2时，相邻闪耀光栅结构2之间间隔预定距离。
进一步地，为了提高背光源的亮度，还可以设置更多的光源和与光源正对的闪耀光栅结构，如图4所示，导光板的出光面还设置有紧邻所述第三边的闪耀光栅结构4(即第二闪耀光栅结构)，闪耀光栅结构4的延伸方向与所述第三边的延伸方向平行。光源入射导光板1的光线被闪耀光栅结构4衍射后重新入射到导光板1的表面，在导光板1内发生多次全反射，从而完成光线的传输。由图4来看，光线在由第三边到第一边的方向上传输。
在紧邻第三边仅设置一闪耀光栅结构4时，闪耀光栅结构4的长度应尽可能长，这样能够使得导光板内的光线尽可能均匀，优选地，闪耀光栅结构4的长度等于所述第三边的长度。当然，闪耀光栅结构4的长度也可以小于第三边的长度。
在紧邻第三边设置多个闪耀光栅结构4时，相邻闪耀光栅结构4之间间隔预定距离。同时，闪耀光栅结构4和闪耀光栅结构2一一对应，闪耀光栅结构4和对应闪耀光栅结构2在第一边上的投影重合。
通过图4所示的导光板可以实现背光源的分区控制，比如在需要对应导光板第一边的显示区域更亮的时候，可以控制正对闪耀光栅结构2的光源3点亮，控制正对闪耀光栅结构4的光源3关断；在需要对应导光板第三边的显示区域更亮的时候，可以控制正对闪耀光栅结构4的光源3点亮，控制正对闪耀光栅结构2的光源3关断。
另一实施方式中，如图5和图6所示，导光板的出光面设置有紧邻所述第二边的多个闪耀光栅结构5(即第三闪耀光栅结构)，闪耀光栅结构5的延伸方向与所述第二边的延伸方向平行，相邻闪耀光栅结构5之间间隔预定距离。
每一闪耀光栅结构5对应一光源，光源入射导光板1的光线被闪耀光栅结构5衍射后重新入射到导光板1的表面，在导光板1内发生多次全反射，从而完成光线的传输，由图6来看，光线在由第二边到第四边的方向上传输。
进一步地，为了提高背光源的亮度，还可以设置更多的光源和与光源正对的闪耀光栅结构，如图6所示，所述导光板的出光面还设置有紧邻所述第四边的多个闪耀光栅结构6(即第四闪耀光栅结构)，闪耀光栅结构6的延伸方向与所述第四边的延伸方向平行，相邻闪耀光栅结构6之间间隔预定距离，闪耀光栅结构5与闪耀光栅结构6一一对应，每一所述闪耀光栅结构6与对应闪耀光栅结构5在所述第四边上的投影重合。
每一闪耀光栅结构6对应一光源，光源入射导光板1的光线被闪耀光栅结构6衍射后重新入射到导光板1的表面，在导光板1内发生多次全反射，从而完成光线的传输，由图6来看，光线在由第四边到第二边的方向上传输。
通过图6所示的导光板可以实现背光源的分区控制，比如在需要对应导光板左侧的显示区域更亮的时候，可以控制正对左侧第一个闪耀光栅结构5和左侧第一个闪耀光栅结构6的光源点亮，控制其他光源关断；在需要对应导光板中部的显示区域更亮的时候，可以控制正对左侧第二个闪耀光栅结构5和左侧第二个闪耀光栅结构6的光源点亮，控制其他光源关断；在需要对应导光板右侧的显示区域更亮的时候，可以控制正对右侧第一个闪耀光栅结构5和右侧第一个闪耀光栅结构6的光源点亮，控制其他光源关断。
图6所示的实施例中，闪耀光栅结构5的个数和闪耀光栅结构6的个数均为3个，当然，闪耀光栅结构5的个数和闪耀光栅结构6的个数并不局限为3个，还可以为更多个。
进一步地，本实施例中，闪耀光栅结构5的个数还可以为1个，当闪耀光栅结构5的个数为1个时，为了使得导光板内的光线尽可能均匀，闪耀光栅结构5的长度应尽可能长，优选地，闪耀光栅结构5的长度等于第二边的长度。
闪耀光栅结构6的个数还可以为1个，当闪耀光栅结构6的个数为1个时，为了使得导光板内的光线尽可能均匀，闪耀光栅结构6的长度应尽可能长，优选地，闪耀光栅结构6的长度等于第四边的长度。
进一步地，如图7所示，本实施例还可以在导光板的出光面的四个边处都设置有闪耀光栅结构，紧邻每一边的闪耀光栅结构的个数可以为1个也可以为多个，但为了使得导光板内的光线尽可能均匀，紧邻两个相对的边的闪耀光栅结构最好对称设置。
进一步地，如图8所示，在图6所示实施例的基础上，本实施例导光板的出光面的中部区域还可以设置有多组闪耀光栅结构7(即第五闪耀光栅结构)，每组闪耀光栅结构7包括有两个闪耀光栅结构，每组的两个闪耀光栅结构交叉设置，形成一个二维闪耀光栅。在包括本实施例的导光板的背光源中，对应每组闪耀光栅结构7设置一个光源，每组闪耀光栅结构7能够使得对应光源的光入射导光板后往两个不同的方向衍射。
具体地，每组的两个闪耀光栅结构所成角度可以为90°，此时正对每组闪耀光栅结构7的光源的光入射导光板后往两个相互垂直的方向衍射。
进一步地，为了提高背光源的亮度，可以设置较多的光源和与光源正对的闪耀光栅结构7，可以在导光板的出光面上阵列排布多组闪耀光栅结构7。
通过图8所示的导光板可以实现背光源的分区控制，比如在需要对应导光板某一部分的显示区域更亮的时候，可以控制正对该部分的闪耀光栅结构7的光源点亮，控制其他光源关断。
进一步地，在图8所示实施例的基础上，还可以不再设置闪耀光栅结构5和闪耀光栅6，仅在导光板的出光面的中部区域设置多组闪耀光栅结构7。
进一步地，如图9所示，还可以在图4所示实施例的基础上，在导光板的出光面的中部区域还设置有多组闪耀光栅结构7，这样可以使得背光源能够提供更高的亮度。
进一步地，如图10所示，还可以在图7所示实施例的基础上，在导光板的出光面的中部区域还设置有多组闪耀光栅结构7，这样可以使得背光源能够提供更高的亮度。
本领域技术人员应当得知，本实施例中，每增加一个或一组闪耀光栅结构，包括本实施例导光板的背光源就需要对应增加一个正对闪耀光栅结构的光源，光源的形状可以为点状，也可以与对应闪耀光栅结构的形状相匹配，比如在闪耀光栅结构为长条形时，光源也可以为长条形光源，优选地，光源的长度与对应闪耀光栅结构的长度相等，对应光源的光经过闪耀光栅结构衍射后在导光板内传输，通过控制光源的启闭，可以控制导光板对应区域的亮度，进而实现背光源的分区控制。
实施例二
本实施例提供了一种背光源，包括如上所述的导光板，还包括设置在所述导光板的入光面一侧阵列排布的多个光源，所述光源出射的光线照射在所述导光板出光面的闪耀光栅结构上后，经所述闪耀光栅结构衍射能够在所述导光板内发生全反射。
本实施例的背光源在导光板上设置至少一个闪耀光栅结构，闪耀光栅结构能够使得光能量集中在预定的方向上，即某一光谱级上，能够提高光线的衍射效率，使衍射光线能被充分利用，由于闪耀光栅结构的这一特性，可以降低直下式背光源的厚度，实现超薄背光源，并且本实施例背光源为直下式背光源，在垂直方向和水平方向都可以实现线性分区，进而实现背光源的分区控制。
实施例三
本实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的背光源。所述显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
实施例四
本实施例提供了一种导光板的制作方法，用于制作如上所述的导光板，所述制作方法包括：
步骤1、提供一导光板基底，导光板基底可以是玻璃或有机材质，有机材质比如pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)或pc(聚碳酸酯)；
步骤2、在导光板基底的第一表面上涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光显影后，对导光板基底的第一表面进行刻蚀，在第一表面上形成至少一个闪耀光栅结构的凹槽，去除光刻胶；
步骤3、在闪耀光栅结构的凹槽的槽面上蒸镀或沉积一层反射金属层，比如al或ag等，形成闪耀光栅结构。
本实施例中，在导光板上设置至少一个闪耀光栅结构，闪耀光栅结构能够使得光能量集中在预定的方向上，即某一光谱级上，能够提高光线的衍射效率，使衍射光线能被充分利用，由于闪耀光栅结构的这一特性，可以降低直下式背光源的厚度，实现超薄背光源，并且在垂直方向和水平方向都可以实现线性分区，进而实现背光源的分区控制。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。