CN109581574A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种背光模组及显示装置，属于显示技术领域。背光模组包括：光源模块和出光模块，光源模块包括：透明块、光源和第一光栅组，出光模块包括：导光板和第二光栅组，光源能够向第一光栅组发出初始光线；第一光栅组能够对初始光线进行衍射得到第一衍射光线，并控制第一衍射光线在导光板中全反射传输至第二光栅组；第二光栅组能够对第一衍射光线进行衍射得到第二衍射光线，并控制第二衍射光线射出背光模组，以使得在初始光线与侧面的夹角大于零时，第二衍射光线与侧面的夹角小于初始光线与侧面的夹角。本申请解决了背光模组发出的光线的准直度较低的问题，提高了背光模组发出的光线的准直度较低的问题，本申请用于提供背光。

Description

背光模组及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组及显示装置。
背景技术
随着社会的发展，手机、电脑及电视等各种显示装置与人们的生活工作越 来越密不可分。但显示装置在为人们提供诸多便捷的同时，还可能会带来个人 信息的泄漏问题。
相关技术中，显示装置包括背光模组和显示面板，背光模组包括：光源和 导光板，光源设置在导光板的入光侧，导光板设置在显示面板的入光侧，光源 能够向四周发出光线，其中，射入导光板的光线在导光板的作用下，被均匀的 射入显示面板，从而点亮显示面板，进而使得显示面板显示图像。
由于相关技术中，光源发出的光线是向四面八方发射的，使得导光板射出 的光线也是向四面八方发射的，因此，背光模组发出的光线的准直度较低。
发明内容
为了解决显示装置发出光线的准直率较低的问题，本申请提供了一种背光 模组及显示装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种背光模组，所述背光模组包括：光源模块和出光模 块，所述光源模块包括：透明块、光源和第一光栅组，所述出光模块包括：导 光板和第二光栅组，
所述第一光栅组贴附在所述透明块表面，且与所述光源相对设置；所述导 光板具有相对设置且相互平行的背光面和出光面，以及与所述背光面垂直的侧 面，所述光源模块贴附在所述导光板的侧面，所述第二光栅组贴附在所述背光 面和所述出光面中的至少一个表面；
所述光源能够向所述第一光栅组发出初始光线；所述第一光栅组能够对所 述初始光线进行衍射得到第一衍射光线，并控制所述第一衍射光线在所述导光 板中全反射传输至所述第二光栅组；所述第二光栅组能够对所述第一衍射光线 进行衍射得到第二衍射光线，并控制所述第二衍射光线射出所述背光模组，以 使得在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，所述第二衍射光线与所述侧 面的夹角小于所述初始光线与所述侧面的夹角。
可选的，所述透明块贴附在所述导光板的侧面，且所述光源所贴附的表面 与所述背光面平行，所述第一光栅组所贴附的表面与所述出光面平行，所述第 一光栅组中的每个光栅均为反射光栅。
可选的，所述第一光栅组还贴附在所述导光板的侧面，所述第一光栅组中 的每个光栅均为透射光栅。
可选的，所有的所述第一衍射光线的传输方向均平行于同一平面。
可选的，所述第一光栅组中任意两个光栅的参数不同，所述第二光栅组中 任意两个光栅的参数不同。
可选的，所述第一光栅组得到的所述第一衍射光线包括：一种第一衍射光 线，且所述一种第一衍射光线的衍射能级为1级或-1级；或者，所述第一光栅 组得到的所述第一衍射光线包括：两种第一衍射光线，且所述两种衍射光线的 衍射能级分别为1级和-1级；
所述第二光栅组得到的所述第二衍射光线包括：一种第二衍射光线，且所 述一种第二衍射光线的衍射能级为1级或-1级。
可选的，所述第一光栅组包括多个第一光栅，所述第二光栅组包括多个第 二光栅，所述第二光栅为布拉格光栅，
所述第一光栅组衍射得到的所有第一衍射光线与所述侧面存在多个夹角， 所述多个夹角与所述多个第二光栅一一对应，每个第二光栅对应的夹角等于所 述每个第二光栅的布拉格角。
可选的，每个所述第二光栅均贴附在所述背光面，且每个所述第二光栅均 为反射布拉格光栅。
可选的，每个所述第二光栅均贴附在所述出光面，且每个所述第二光栅均 为透射布拉格光栅。
可选的，一部分所述第二光栅贴附在所述背光面，另一部分所述第二光栅 贴附在所述出光面；
贴附在所述背光面的所述第二光栅为反射布拉格光栅，贴附在所述出光面 的所述第二光栅为透射布拉格光栅，且所述第二光栅组中的任意两个所述第二 光栅在所述出光面的正投影区域不重叠。
可选的，贴附在所述背光面的所述第二光栅和贴附在所述出光面的所述第 二光栅一一间隔设置。
可选的，所述背光模组还包括：半透膜组，
所述半透膜组设置在所述导光板的所述出光面所在侧，且从所述第二光栅 组射出的所述第二衍射光线能够射入所述半透膜组；
所述半透膜组中的每个半透膜均与所述出光面存在夹角；所述每个半透膜 用于将射入的一部分第二衍射光线反射至其他半透膜，以及将射入的另一部分 第二衍射光线进行透射。
可选的，所述多个半透膜包括第一半透膜和第二半透膜，
所述第一半透膜上射入第二衍射光线多于所述第二半透膜上射入的第二衍 射光线，所述第一半透膜的透光率小于所述第二半透膜的透光率。
可选的，所述多个半透膜阵列排布，且所述多个半透膜的形状和面积均相 同。
第二方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括第一方面所述的背光 模组。
本申请供的技术方案带来的有益效果是：
由于背光模组中的光源和第一光栅组相对设置，第一光栅组能够根据光源 发出的初始光线，向第二光栅组发射第一衍射光线，进而使得第二光栅组根据 第一衍射光线向背光模组外发射第二衍射光线。且在所述初始光线与所述侧面 的夹角大于零时，第二衍射光线与导光板侧面的夹角小于该初始光线与导光板 侧面的夹角，也即是，第二衍射光线的准直度高于光线发出的初始光线的准直 度，所以，提高了背光模组射出的光线的准直度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种背光模组的应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的再一种背光模组的结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
图7为本发明另一实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的又一种背光模组的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种第一光栅组的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种图9中第一光栅组得到的第一衍射光线的 示意图；
图11为本发明实施例提供的一种第一衍射光线的传输角度的示意图；
图12为本发明实施例提供的一种第二衍射光线的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种第二衍射光线的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的一种反射布拉格光栅的结构示意图；
图15为本发明实施例提供的一种透射布拉格光栅的结构示意图；
图16为相关技术提供的一种背光模组的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请 实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种背光模组的应用场景示意图，如图1所示， 背光模组0通常设置在显示面板X的入光侧，背光模组0能够向显示面板X发 出光线，从而为显示面板X提供背光，进而显示面板X能够根据射入显示面板 X的背光显示图像。示例的，显示面板X为液晶显示面板。
图2为本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图，如图2所示，该 背光模组0可以包括：光源模块01和出光模块02，光源模块01可以包括：透 明块011、光源012和第一光栅组013，出光模块02可以包括：导光板021和 第二光栅组022。第二光栅组022中的光栅为布拉格光栅。
第一光栅组013贴附在透明块011表面，且与光源012相对设置；导光板 021具有相对设置且相互平行的背光面A1和出光面A2，以及与背光面A1垂直 的侧面A3，光源模块01贴附在导光板021的侧面A3，第二光栅组022贴附在 背光面A1和出光面A2中的至少一个表面。
光源012能够向第一光栅组013发出初始光线；第一光栅组013能够对初 始光线进行衍射得到第一衍射光线，并控制第一衍射光线在导光板021中全反 射传输至第二光栅组022；第二光栅组022能够对第一衍射光线进行衍射得到第 二衍射光线，并控制第二衍射光线射出背光模组0，以使得在初始光线与侧面 A3的夹角大于零时，第二衍射光线与侧面A3的夹角小于初始光线与侧面A3 的夹角。
综上所述，由于本发明实施例提供的背光模组中，光源和第一光栅组相对 设置，第一光栅组能够根据光源发出的初始光线，向第二光栅组发射第一衍射 光线，进而使得第二光栅组根据第一衍射光线向背光模组外发射第二衍射光线。 且在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，第二衍射光线与导光板侧面的 夹角小于该初始光线与导光板侧面的夹角，也即是，第二衍射光线的准直度高 于光线发出的初始光线的准直度，所以，提高了背光模组射出的光线的准直度。
本发明实施例中，当初始光线的准直度较低时，通过第一光栅组和第二光 栅组将初始光线衍射为准直度较高的第二衍射光线。另外，当初始光线与导光 板的侧面的夹角为0度时，通过第一光栅组和第二光栅组将初始光线衍射为与 侧面的夹角也为0度的第二衍射光线。
需要说明的是，导光板通常为立方体，导光板的六个表面中存在两个面积 较大且相对设置的表面，这两个表面称为导光板的出光面和背光面，且当该背 光模组用于为显示面板提供背光时，该出光面通常靠近显示面板设置，射入导 光板的光线会从导光板的出光面射出导光板。导光板中除出光面和背光面之外 的四个表面均可以称为导光板的侧面，本发明实施例中，光源模块可以贴附在 导光板的侧面，如图2中示出了光源模块贴附在导光板的一个侧面。实际应用 中，光源模块还可以贴附在导光板的至少一个侧面，本发明实施例对此不作限 定。
光源02可以为发光二极管(英文：Light-Emitting Diode；简称：LED)或 有机发光二极管(英文：Organic Light-Emitting Diode；简称：OLED)。其中，LED可以包括：微型(英文：Micro)LED。光源02发出的光线的颜色可以为 蓝色或者其他颜色的单色可见光，也可以为紫外光或者其他单色不可见光。光 源02可以直接转印在透明块的表面。
示例的，图2中的透明块011可以贴附在导光板021的侧面，且光源012 在透明块011上贴附的表面与背光面A1平行，第一光栅组013在透明块011上 贴附的表面与出光面A2平行，第一光栅组013中的每个光栅均可以为反射光栅。 该第一光栅组013中的每个光栅均能够对射入的初始光线进行反射衍射得到第 一衍射光线，并控制第一衍射光线在导光板021中全反射传输至第二光栅组022。 图2中的第二光栅组022可以贴附在导光板021的背光面A1，且第二光栅组中 的每个光栅均为反射布拉格光栅。该第二光栅组022中的每个光栅均能够对射 入的第一衍射光线进行反射衍射得到第二衍射光线，并控制第二衍射光线射出 导光板021的出光面A2。
图3为本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图，如图3所示， 在图2的基础上，该第二光栅组022还可以贴附在导光板021的出光面A2，且 第二光栅组022中的每个光栅均可以为透射布拉格光栅。该第二光栅组022中 的每个光栅均能够对射入的第一衍射光线进行透射衍射得到第二衍射光线，并 控制第二衍射光线射出导光板021的出光面A2。
图4为本发明实施例提供的又一种背光模组的结构示意图，如图4所示， 在图3的基础上，图3中的第二光栅组还可以通过镶嵌的方式，贴附在导光板 021的出光面A2。
图5为本发明实施例提供的再一种背光模组的结构示意图，如图5所示， 在图2的基础上，第二光栅组022中的一部分光栅贴附在导光板021的背光面 A1，另一部分光栅贴附在导光板021的出光面A2。其中，贴附在背光面A1的 光栅为反射布拉格光栅，贴附在出光面A2的光栅为透射布拉格光栅，且第二光 栅组022中的任意两个光栅在出光面A2的正投影区域不重叠。贴附在背光面 A1的光栅和贴附在出光面A2的光栅一一间隔设置。该第二光栅组022中贴附 在背光面A1的光栅(反射布拉格光栅)能够对射入的第一衍射光线进行反射衍射得到第二衍射光线，并控制第二衍射光线射出导光板021的出光面A2。该第 二光栅组022中贴附在出光面A2的光栅(透射布拉格光栅)能够对射入的第一 衍射光线进行透射衍射得到第二衍射光线，并控制第二衍射光线射出导光板021 的出光面A2。
图6为本发明另一实施例提供的一种背光模组的结构示意图，如图6所示， 在图5的基础上，图5中的第二光栅组中设置在出光面A2上的光栅还可以通过 镶嵌的方式，贴附在导光板021的出光面A2。
需要说明的是，图2至图6示出的每种背光模组中，第一光栅组013还可 以贴附在导光板021的侧面A3，也即是第一光栅组013分别贴附在导光板021 的侧面A3以及透明块011的表面，此时，第一光栅组013位于导光板021和透 明块011之间。第一光栅组013中的每个光栅均可以为透射光栅。
图7为本发明另一实施例提供的另一种背光模组的结构示意图，如图7所 示，在图2的基础上，第一光栅组013还可以贴附在导光板021的侧面A3，也 即是第一光栅组013分别贴附在导光板021的侧面A3以及透明块011的表面， 此时，第一光栅组013位于导光板021和透明块011之间。第一光栅组013中 的每个光栅均可以为透射光栅。该第一光栅组013中的每个光栅均能够对射入 的初始光线进行透射衍射得到第一衍射光线，并控制第一衍射光线在导光板021 中全反射传输至第二光栅组022。可选的，该第一光栅组013远离透明块011的 一侧可以形成有平坦层(图7中未标出)，该第一光栅组013可以通过该平坦 层贴附在导光板的侧面。
需要说明的是，图2至图6中任意一幅图所示的背光模组中，每个背光模 组仅包括一个光源模块和一个出光模块。实际应用中，背光模组中光源模块或 出光模块的个数还可以不为一。例如，背光模组包括一个光源模块和两个出光 模块，该一个光源模块设置在两个出光模块之间，且分别贴附在两个出光模块 中导光板的侧面。或者，背光模组包括两个光源模块和两个出光模块该两个光 源模块和两个出光模块一一间隔设置。
示例的，图8为本发明另一实施例提供的又一种背光模组的结构示意图， 如图8所示，在图2的基础上，该背光模组还可以包括一个出光模块，且该光 源模块中的透明块011可以分别贴附在两个出光模块的导光板021上。该光源 模块中的第一光栅组013反射衍射得到的第一衍射光线能够分别射入两个出光 模块的两个导光板021，进而使得每个导光板021的背光侧A1设置的每个光栅 (第二光栅组中的反射布拉格光栅)第一衍射光线进行反射衍射得到第二衍射 光线。可选的，该第一光栅组013远离透明块011的一侧可以形成有平坦层(图8中未标出)，平坦层可以与导光板的出光面A2平齐。
进一步的，图2至图8任一所示的背光模组0还可以包括：半透膜组，半 透膜组可以包括多个半透膜031。半透膜组设置在导光板021的出光面A2所在 侧，且从第二光栅组022射出的第二衍射光线能够射入半透膜组。半透膜组中 的每个半透膜031均与出光面A2存在夹角。每个半透膜031可以用于将射入的 一部分第二衍射光线反射至其他半透膜031，以及将射入的另一部分第二衍射光 线进行透射，从而使得第二衍射光线能够均匀的射出背光模组。
需要说明的是，在图8所示的背光模组中，不仅导光板的出光侧可以设置 有半透膜031，第一光栅组远离透明块的一侧也可以设置有半透膜031。
示例的，该多个半透膜031可以包括第一半透膜和第二半透膜，第一半透 膜上射入第二衍射光线多于第二半透膜上射入的第二衍射光线，第一半透膜的 透光率小于第二半透膜的透光率。也即是，该多个半透膜031中入光量较大的 半透膜031的透光率，小于入光量较小的半透膜031的透光率，本发明实施例 中根据半透膜031的入光量，合理的设计半透膜031的透光率，从而进一步的 使得多个半透膜031上透射出的光线量较均一，提高了背光模组发出的光线的 均匀度。进一步的，为了保证背光模组发出的光线是均匀，可以设置多个半透 膜的反射率和透过率之比以渐变的形式变化。
可选的，该多个半透膜031可以阵列排布，且多个半透膜031的形状和面 积均相同，也即是多个半透膜031整齐的排布，从而进一步的使得多个半透膜 031上透射出的光线量较均一，进一步提高了背光模组发出的光线的均匀度。
另外，图2至图6任一所示的背光模组0中，导光板的出光面A2所在侧中 未设置有导光板的区域可以包裹有光吸收层04。图2至图8任一所示的背光模 组0中，除导光板的出光面A2所在侧之外的至少一侧也可以包裹有光吸收层 04。光吸收层04能够将从背光模组中除导光板的出光面之外的杂散光线进行吸 收，以防止杂散光线对背光模组发出光线的准直度的影响。
图2至图6以及图8所示的背光模组中的导光板可以与透明块连接为一体 件。图2至图8所示的背光模组中，导光板的材质可以为透明材质，如氧化铟 锡或氮化硅。导光板的厚度可以为1毫米甚至更薄到几十微米，导光板的折射 率可以为1.5。光吸收层的材质可以与显示面板中黑矩阵的材质相同。第一光栅 可以为广义光栅，如条状光栅、块状光栅、全息光栅或闪耀光栅等。第二光栅 为布拉格光栅，该布拉格光栅的材质可以为光致聚合物。
图9为本发明实施例提供的一种第一光栅组的结构示意图，该第一光栅组 可以为图2、图3、图4、图5、图6和图8所示的背光模组中的第一光栅组013。 如图9所示，第一光栅组中的光栅可以称为第一光栅G1，第一光栅组可以包括 多个第一光栅G1。该多个第一光栅G1中任意两个第一光栅G1的参数不同，每 个第一光栅G1能够对一个入射角(在第一光栅G1上的入射角)范围内的初始 光线进行反射衍射，得到第一衍射光线。需要说明的是，图7所示的背光模组 中第一光栅组013也可以包括多个第一光栅，且每个第一光栅均能够对一个入射角范围内的光线进行透射衍射，得到第一衍射光线。
图10为本发明实施例提供的一种图9中第一光栅组得到的第一衍射光线的 示意图，如图10所示，假设光源012发出的初始光线分布在三维空间xyz。在 该三维空间xyz内，第一光栅组031包括多个第一光栅G1，每个第一光栅G1 对应一个入射角范围的初始光线。每个初始光线与三维空间xyz中z轴的夹角为 θ'，每个初始光线的方位角为φ'(该方位角为该初始光线在xy平面上的投影与 x轴之间的夹角)。每个第一衍射光线与三维空间xyz中z轴的夹角为θ，每个 第一衍射光线的方位角为φ(该方位角为第一衍射光线在xy平面上的投影与x 轴之间的夹角，图10中未示出)。其中，θ'、φ'、θ和φ具有如下关系：
其中，d为光栅周期，λ为光线波长，n1为第一光栅的折射率。示例的， 第一光栅的折射率可以为2.0。
本发明实施例中，可以设计第一光栅组013衍射得到的所有第一衍射光线 的传输方向均可以互相平行，且均平行于同一平面。假设该同一平面为xz平面， 此时，每个第一衍射光线的方位角φ＝0度。则依据上述θ'、φ'、θ和φ的关系， 以及光源发出的初始光线中射向光源右侧的初始光线，对第一光栅进行初步的 设计。
假设第一衍射光线在导光板内传输角度(第一衍射光线与导光板侧面的夹 角)为65度。在设计第一光栅组时，可以在光源发出的初始光线右侧的初始光 线中，选取在第一光栅组上的入射角分别为2.5度、5度、10度、15度、20度、 25度、30度以及35度的初始光线，并针对筛选出的每个初始光线设计一个第 一光栅，使得每个第一光栅衍射得到的第一衍射光线的方位角φ＝0度。该第一 光栅组可以包括八个第一光栅，八个第一光栅共对应八个入射角范围，且这八 个入射角范围可以分别包括：2.5度、5度、10度、15度、20度、25度、30度 以及35度这八个入射角度，八个第一光栅(分别为第一光栅1、第一光栅2、 第一光栅3、第一光栅4、第一光栅5、第一光栅6、第一光栅7和第一光栅8) 的参数可以如表1所示。
表1
第一光栅 1 2 3 4 5 6 7 8
出射角 2.5 5 10 15 20 25 30 35
周期/纳米 530 565 660 780 950 1230 1700 2450
高度/纳米 262 284 230 237 226 246 330 275
占空比 61％ 46％ 68％ 50％ 38％ 45％ 55％ 68％
光源发出的初始光线通常呈朗伯体分布，且光源发出的初始光线的能量主 要集中在出射角为-60度～+60度的初始光线内，经过透明块后，射入第一光栅 组的初始光线的发散角会收敛在-35度～+35度之间。我们在设计第一光栅的过 程中每隔5度的入射角选择一个初始光线设计第一光栅，最终使得第一光栅对 该初始光线衍射得到的第一衍射光线在导光板内的传输角度为65度。但需要注 意的是，由于射入每个第一光栅的初始光线是一个入射角范围内的初始光线， 射入每个第一光栅的初始光线较多，因此，每个第一光栅上衍射得到的第一衍 射光线还包括在导光板中的传输角度不为65度的第一衍射光线。
经过实验得知，第一光栅组得到的第一衍射光线在导光板内的传输角度范 围为57度～76度(如图11所示)，且每个第一衍射光线均能够在导光板内进行 全反射传输。此时，第一衍射光线进行了初步的准直，且第一衍射光线在导光 板内进行全反射传输。需要说明的是，度也可以表示为“°”。
第二光栅组022中的每个第二光栅均为布拉格光栅，且布拉格光栅仅能够 对一种入射角度的入射光线进行衍射，对其他角度的入射光线不起作用(此时， 其他角度的入射光线在射入光栅后按照原路径传播)，且布拉格光栅的衍射调 制效率可以达到99％以上。第一光栅组衍射得到的所有第一衍射光线与侧面存 在多个夹角，且该多个夹角与多个第二光栅一一对应，每个第二光栅对应的夹 角等于该第二光栅的布拉格角。也即是，第二光栅组中的第二光栅能够对第一 光栅组衍射得到的每个第一衍射光线进行衍射。
当第二光栅组022上射入的第一衍射光线在导光板中具有多个传输角度时， 该第二光栅组022需要设计为较复杂的结构(第二光栅组022需要包括较多的 第二光栅)，从而该第二光栅组才能同时对多个传输角度的第一衍射光线进行 衍射。而本发明实施例中，由于第一光栅组将每个初始光线均衍射至平行于同 一平面的方向，从而使得第二光栅组上射入的第一衍射光线在导光板中具有较 少个传输角度，因此，简化了第二光栅组022的结构，减少了第二光栅组022 中第二光栅的数量。
本发明实施例中，在导光板的出光面和背光面的至少一个表面贴附多个第 二光栅(布拉格光栅)，且每个第二光栅的长度均可以等于第一光栅组的整体 长度，以使得该多个第二光栅能够分别对出射角位于57度～76度范围内的第一 衍射光线进行衍射，进而得到准直度较高的第二衍射光线。
第一光栅组得到的第一衍射光线在导光板内的传输角度范围为57度～76度， 这些第一衍射光线在导光板内的全反射传输路径不同。据此，我们可以依据几 何传输关系，在导光板表面每个传输角度的第一衍射光线到达的位置贴附第二 光栅，以使得第二光栅对该第一衍射光线进行准直化调制，而对其他传输角度 下的光线不起作用，即其他传输角度的光线继续在导光板中全反射传输。
图12为本发明实施例提供的一种第二衍射光线的结构示意图，如图12所 示，图12中示出了由传输角度为57度的第一衍射光线反射衍射得到的第二衍 射光线。根据该传输角度为57度的第一衍射光线在导光板内的传输路径，可以 在导光板的表面贴附第一个第二光栅G2，该第一个第二光栅G2对应传输角度 为57度的第一衍射光线。
射入导光板的第一衍射光线包括传输角度范围为57度～76度的第一衍射光 线，在这些第一衍射光线射入导光板后，该第一个第二光栅G2能够对传输角度 为57度的第一衍射光线进行衍射，得到一个第二衍射光线，而对传输角度为其 他角度的光线不进行衍射。且该第二衍射光线与导光板侧面的夹角较小，该第 二衍射光线的准直度较高。此时，导光板内传输的光线为传输角度为58度～76 度的第一衍射光线。
图13为本发明实施例提供的另一种第二衍射光线的结构示意图，如图13 所示，图13中示出了由传输角度为58度的第一衍射光线反射衍射得到的第二 衍射光线。同样依据传输角度为58度的第一衍射光线在导光板内的传输路径， 在导光板表面贴附对应该传输角度为58度的第一衍射光线的第二个第二光栅 G2。经过第二个第二光栅G2后，传输角度为58度的第一衍射光线被衍射得到 准直度较高的第二衍射光线，剩余传输角度为59度～76度的第一衍射光线继续 按照原路径在导光板内全反射传输。
随后，可以按照以上的设计方式，依次在导光板表面贴附对应传输角度为 59度～76度的第一衍射光线的第二光栅G2，从而在导光板的表面贴附分别对应 传输角度为57度～76度的第一衍射光线的20个第二光栅G2。需要说明的是， 为使得多个第二光栅G2之间不相互影响，可以设置该多个第二光栅G2互不重 合，也即多个第二光栅G2在出光面的正投影区域不重叠。
需要说明的是，本发明实施例中的第二光栅组中的第二光栅可以为反射布 拉格光栅也可以为透射布拉格光栅。在设计每种布拉格光栅的参数时，可以根 据需要得到的第二衍射光线的传输角度，合理的设计布拉格光栅的参数。
示例的，图14为本发明实施例提供的一种反射布拉格光栅的结构示意图， 如图14所示，反射布拉格光栅的参数包括：倾斜角度α、周期Λ和厚度h。反 射布拉格光栅的布拉格角为：θb。第一衍射光线在导光板内的传输角度为θ。α、 Λ、h和θ具有如下关系：
其中，n2为导光板的折射率，λ为第一衍射光线的波长(等于初始光线的波长)，Δθ为第二光栅(也 即图14中的反射布拉格光栅)能够衍射的第一衍射光线的入射角波动范围。
需要说明的是，实际应用中每个布拉格光栅还能够对其布拉格角附近的入 射光线进行衍射，布拉格角附近的入射光线的入射角波动范围也即Δθ。例如， 当第二光栅能够衍射的第一衍射光线的入射角为57度时，若Δθ＝1度，则该第 二光栅实际能够对入射角位于56.5度～57.5度内的第一衍射光线均进行衍射。
图15为本发明实施例提供的一种透射布拉格光栅的结构示意图，如图15 所示，透射布拉格光栅的参数包括：倾斜角度α、周期Λ和厚度h。透射布拉格 光栅的布拉格角为：θb。第一衍射光线在导光板内的传输角度为θ。α、Λ、h 和θ具有如下关系：
其中，n2为导光板的折射率，λ为第一衍射光线的波长(等于初始光线的波长)，Δθ为第二光栅(也 即图15中的透射布拉格光栅)能够衍射的第一衍射光线的入射角波动范围。
在设计透射布拉格光栅或反射布拉格光栅的参数时，可以结合α、Λ、h和 θ的关系，根据该布拉格光栅对应的第一衍射光线的传输角度θ，以及需要得到 的第二衍射光线的传输角度，计算布拉格光栅的倾斜角度α、周期Λ和厚度h。
本发明实施例提供的背光模组中，第一光栅组中任意两个第一光栅的参数 不同，第二光栅组中任意两个第二光栅的参数不同。这样一来，第一光栅组就 能够对不同角度的初始光线进行衍射，第二光栅组就能够对不同角度的第一衍 射光线进行衍射，从而使得第一光栅组衍射得到的第一衍射光线较多，第二光 栅组衍射得到的第二衍射光线也较多，射出背光模组的光线较多，提高了对光 源发出光线的利用率。
需要说明的是，每个第一光栅能够对射入的光线进行衍射得到多个衍射能 级的衍射光线，第二光栅能够对射入的光线进行衍射得到一个衍射能级的衍射 光线。且通常情况下衍射能级为1级和-1级的衍射光线具有较大的能量。所以 本发明实施例中还可以通过设置每个第一光栅和每个第二光栅的参数，使得第 一光栅组得到的第一衍射光线包括：一种第一衍射光线，且该一种第一衍射光 线的衍射能级为1级或-1级；或者，第一光栅组得到的第一衍射光线包括：两 种第一衍射光线，且所述两种衍射光线的衍射能级分别为1级和-1级。以及使 得第二光栅组得到的第二衍射光线包括：一种第二衍射光线，且该一种第二衍射光线的衍射能级为1级或-1级。从而使得每个第一光栅衍射得到的第一衍射 光线的光的能量均较高，第二光栅衍射得到的第二衍射光线的光的能量也较高， 从而使得背光模组发出的光的能量较高，背光模组的发出的光的能量较高。
本发明实施例提供的背光模组最终发出的光线为第二衍射光线，且该第二 衍射光线与导光板侧面的夹角小于或等于0.5度，该第二衍射光线的准直度较 高。且在半透膜的作用下，该背光模组能够发出较均匀的光线。另外，由于本 发明实施例提供的背光模组中，光栅的厚度较小，因此，整个背光模组的厚度 较小。该背光模组可以适用于液晶显示器透明显示领域、增强现实(英文： Augmented Reality；简称：AR)和虚拟现实(英文：VirtualReality；简称：VR) 领域。
综上所述，由于本发明实施例提供的背光模组中，光源和第一光栅组相对 设置，第一光栅组能够根据光源发出的初始光线，向第二光栅组发射第一衍射 光线，进而使得第二光栅组根据第一衍射光线向背光模组外发射第二衍射光线。 且在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，第二衍射光线与导光板侧面的 夹角小于该初始光线与导光板侧面的夹角，也即是，第二衍射光线的准直度高 于光线发出的初始光线的准直度，所以，提高了背光模组射出的光线的准直度。
本发明实施例提供的一种显示装置，该该显示装置可以包括：显示面板和 背光模组，该显示装置可以如图1所示。该背光模组可以为图2至图8任一所 示的背光模组。显示面板可以为液晶显示面板。
进一步的，图16为相关技术提供的一种背光模组的结构示意图，如图16 所示，背光模组1通常包括：衬底基板10，衬底基板10上设置有阵列排布的多 个光源11，设置有多个光源11的衬底基板10上设置有阵列排布的多个凸透镜 12。多个光源11与多个凸透镜12一一对应，且每个凸透镜12的焦点位于对应 的光源11上，光源11中与凸透镜12的焦点重合的区域发出的发散光线能够在 对应的凸透镜12的作用下，变为准直光线，进而射入显示面板，从而使得显示 面板的出光侧发出准直的光线。由于相关技术中，光源中存在与凸透镜的焦点 重合的区域，以及与焦点不重合的区域，且凸透镜无法将光源中与焦点不重合 的区域发出的发散光线变为准直光线。因此，显示装置发出的光线中仍然存在 发散光线，显示装置发出光线的准直率较低。且该背光模组的厚度较厚，背光 模组发出光线的均匀度较差。
而本发明实施例中，光源发出的初始光线能够依次进入第一光栅组和第二 光栅组，并在第一光栅组和第二光栅组的作用下，变为准直的第二衍射光线， 从而使得背光模组射出的第二衍射光线的准直率大于光源发出的初始光线的准 直率，显示装置发出的光线的准直率较高。且在半透膜的作用下，该背光模组 能够发出较均匀的光线。另外，由于本发明实施例提供的背光模组中，光栅的 厚度较小，因此，整个背光模组的厚度较小。
综上所述，由于本发明实施例提供的显示装置中的背光模组中，光源和第 一光栅组相对设置，第一光栅组能够根据光源发出的初始光线，向第二光栅组 发射第一衍射光线，进而使得第二光栅组根据第一衍射光线向背光模组外发射 第二衍射光线。且在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，第二衍射光线 与导光板侧面的夹角小于该初始光线与导光板侧面的夹角，也即是，第二衍射 光线的准直度高于光线发出的初始光线的准直度，所以，提高了背光模组射出 的光线的准直度。
本发明实施例提供的一种显示装置，该该显示装置可以包括：显示面板和 背光模组，该显示装置可以如图1所示。该背光模组可以为图2至图8任一所 示的背光模组。显示面板可以为液晶显示面板。
进一步的，图16为相关技术提供的一种背光模组的结构示意图，如图16 所示，背光模组1通常包括：衬底基板10，衬底基板10上设置有阵列排布的多 个光源11，设置有多个光源11的衬底基板10上设置有阵列排布的多个凸透镜 12。多个光源11与多个凸透镜12一一对应，且每个凸透镜12的焦点位于对应 的光源11上，光源11中与凸透镜12的焦点重合的区域发出的发散光线能够在 对应的凸透镜12的作用下，变为准直光线，进而射入显示面板，从而使得显示 面板的出光侧发出准直的光线。由于相关技术中，光源中存在与凸透镜的焦点 重合的区域，以及与焦点不重合的区域，且凸透镜无法将光源中与焦点不重合 的区域发出的发散光线变为准直光线。因此，显示装置发出的光线中仍然存在 发散光线，显示装置发出光线的准直率较低。且该背光模组的厚度较厚，背光 模组发出光线的均匀度较差。
而本发明实施例中，光源发出的初始光线能够依次进入第一光栅组和第二 光栅组，并在第一光栅组和第二光栅组的作用下，变为准直的第二衍射光线， 从而使得背光模组射出的第二衍射光线的准直率大于光源发出的初始光线的准 直率，显示装置发出的光线的准直率较高。且在半透膜的作用下，该背光模组 能够发出较均匀的光线。另外，由于本发明实施例提供的背光模组中，光栅的 厚度较小，因此，整个背光模组的厚度较小。
综上所述，由于本发明实施例提供的显示装置中的背光模组中，光源和第 一光栅组相对设置，第一光栅组能够根据光源发出的初始光线，向第二光栅组 发射第一衍射光线，进而使得第二光栅组根据第一衍射光线向背光模组外发射 第二衍射光线。且在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，第二衍射光线 与导光板侧面的夹角小于该初始光线与导光板侧面的夹角，也即是，第二衍射 光线的准直度高于光线发出的初始光线的准直度，所以，提高了背光模组射出 的光线的准直度。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的 保护范围之内。

Claims (15)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括：光源模块和出光模块，所述光源模块包括：透明块、光源和第一光栅组，所述出光模块包括：导光板和第二光栅组，所述第二光栅组中的光栅为布拉格光栅，
所述第一光栅组贴附在所述透明块表面，且与所述光源相对设置；所述导光板具有相对设置且相互平行的背光面和出光面，以及与所述背光面垂直的侧面，所述光源模块贴附在所述导光板的侧面，所述第二光栅组贴附在所述背光面和所述出光面中的至少一个表面；
所述光源能够向所述第一光栅组发出初始光线；所述第一光栅组能够对所述初始光线进行衍射得到第一衍射光线，并控制所述第一衍射光线在所述导光板中全反射传输至所述第二光栅组；所述第二光栅组能够对所述第一衍射光线进行衍射得到第二衍射光线，并控制所述第二衍射光线射出所述背光模组，以使得在所述初始光线与所述侧面的夹角大于零时，所述第二衍射光线与所述侧面的夹角小于所述初始光线与所述侧面的夹角。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述透明块贴附在所述导光板的侧面，且所述光源所贴附的表面与所述背光面平行，所述第一光栅组所贴附的表面与所述出光面平行，所述第一光栅组中的每个光栅均为反射光栅。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，
所述第一光栅组还贴附在所述导光板的侧面，所述第一光栅组中的每个光栅均为透射光栅。
4.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，
所有的所述第一衍射光线的传输方向均平行于同一平面。
5.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，
所述第一光栅组中任意两个光栅的参数不同，所述第二光栅组中任意两个光栅的参数不同。
6.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，
所述第一光栅组得到的所述第一衍射光线包括：一种第一衍射光线，且所述一种第一衍射光线的衍射能级为1级或-1级；或者，所述第一光栅组得到的所述第一衍射光线包括：两种第一衍射光线，且所述两种衍射光线的衍射能级分别为1级和-1级；
所述第二光栅组得到的所述第二衍射光线包括：一种第二衍射光线，且所述一种第二衍射光线的衍射能级为1级或-1级。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一光栅组包括多个第一光栅，所述第二光栅组包括多个第二光栅，所述第二光栅为布拉格光栅，
所述第一光栅组衍射得到的所有第一衍射光线与所述侧面存在多个夹角，所述多个夹角与所述多个第二光栅一一对应，每个第二光栅对应的夹角等于所述每个第二光栅的布拉格角。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，每个所述第二光栅均贴附在所述背光面，且每个所述第二光栅均为反射布拉格光栅。
9.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，每个所述第二光栅均贴附在所述出光面，且每个所述第二光栅均为透射布拉格光栅。
10.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，一部分所述第二光栅贴附在所述背光面，另一部分所述第二光栅贴附在所述出光面；
贴附在所述背光面的所述第二光栅为反射布拉格光栅，贴附在所述出光面的所述第二光栅为透射布拉格光栅，且所述第二光栅组中的任意两个所述第二光栅在所述出光面的正投影区域不重叠。
11.根据权利要求10所述的背光模组，其特征在于，
贴附在所述背光面的所述第二光栅和贴附在所述出光面的所述第二光栅一一间隔设置。
12.根据权利要求1至3任一所述的背光模组，其特征在于，
所述背光模组还包括：半透膜组，
所述半透膜组设置在所述导光板的所述出光面所在侧，且从所述第二光栅组射出的所述第二衍射光线能够射入所述半透膜组；
所述半透膜组中的每个半透膜均与所述出光面存在夹角；所述每个半透膜用于将射入的一部分第二衍射光线反射至其他半透膜，以及将射入的另一部分第二衍射光线进行透射。
13.根据权利要求12所述的背光模组，其特征在于，
所述多个半透膜包括第一半透膜和第二半透膜，
所述第一半透膜上射入第二衍射光线多于所述第二半透膜上射入的第二衍射光线，所述第一半透膜的透光率小于所述第二半透膜的透光率。
14.根据权利要求12所述的背光模组，其特征在于，
所述多个半透膜阵列排布，且所述多个半透膜的形状和面积均相同。
15.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1至14任一所述的背光模组。
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