CN110832390A - 液晶显示装置及其制造方法、背光及其制造方法 - Google Patents

液晶显示装置及其制造方法、背光及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种液晶显示装置及其制造方法、背光及其制造方法。该液晶显示装置包括：衬底基板(12)；液晶层(13)；以及各向异性光栅(20)，其位于液晶层(13)的远离衬底基板(12)的一侧。各向异性光栅(20)包括交替排列的多个栅障(B)和多个狭缝(S)。各向异性光栅(20)构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。

Description

液晶显示装置及其制造方法、背光及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及一种液晶显示装置和一种制造液晶显示装置的方法。
背景技术
液晶显示装置包括对盒在一起的阵列基板和彩膜基板，以及位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。液晶层包括液晶分子。液晶显示装置通过对位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层施加电场来产生图像。响应于施加至液晶层的电场，液晶层中的液晶分子旋转。因此，电场改变液晶层中的液晶分子的取向方向。当液晶分子的取向方向改变时，液晶层的透光率被调整。
发明内容
一方面，本发明提供一种液晶显示装置，其包括：衬底基板；液晶层；以及各向异性光栅，其位于液晶层的远离衬底基板的一侧，并且包括交替排列的多个栅障和多个狭缝，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光；其中，各向异性光栅包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。
可选地，各向异性光栅构造为选择性地将入射光的横向磁分量衍射至液晶层并且选择性地阻止入射光的横向电分量进入液晶层。
可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的折射率；第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，液晶显示装置还包括位于液晶层的远离各向异性光栅的一侧的偏振片；其中，液晶显示装置在液晶层的远离衬底基板的一侧不存在任何偏振片。
可选地，液晶显示装置还包括：导光板，其位于各向异性光栅的远离液晶层的一侧并且构造为使光传输至各向异性光栅。
可选地，导光板的折射率与所述多个栅障的折射率基本上相同。
可选地，导光板的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同并且与导光板的折射率基本上相同的折射率；第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，液晶显示装置还包括：一个或多个光源；以及反射镜，其构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为基本上准直的光；其中，导光板构造为从导光板的一个或多个侧面接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅。
可选地，液晶显示装置还包括位于导光板的远离各向异性光栅的一侧的一个或多个光源；其中，导光板构造为从导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅，顶侧与底侧基本上相对。
可选地，液晶显示装置还包括：透镜阵列，其位于各向异性光栅和液晶层之间，并且包括多个透镜，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至第一颜色的子像素，将第二颜色的光聚焦至第二颜色的子像素，并且将第三颜色的光聚焦至第三颜色的子像素。
可选地，所述多个透镜中的每一个与三个相邻子像素对应，所述三个相邻子像素包括第一颜色的子像素、第二颜色的子像素和第三颜色的子像素；并且所述多个透镜中的每一个构造为将第一颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第一颜色的子像素，将第二颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第二颜色的子像素，并且将第三颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第三颜色的子像素。
可选地，液晶显示装置还包括位于各向异性光栅和透镜阵列之间的中间层。
可选地，液晶显示装置还包括：导光板，其位于各向异性光栅的远离液晶层的一侧并且构造为使光传输至各向异性光栅；其中，中间层的折射率小于导光板的折射率。
可选地，液晶显示装置不存在任何彩膜。
可选地，液晶显示装置还包括彩膜，该彩膜包括多个第一彩膜块、多个第二彩膜块和多个第三彩膜块。
可选地，液晶显示装置还包括：透镜阵列，其位于各向异性光栅和液晶层之间，并且包括多个透镜；其中，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至包含与所述多个第一彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，将第二颜色的光聚焦至包含与所述多个第二彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，以及将第三颜色的光聚焦至包含与所述多个第三彩膜块对应的区域中的彩膜的平面。
可选地，各向异性光学材料包括液晶分子。
可选地，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光分别是绿光、蓝光和红光。
另一方面，本发明提供了一种用于液晶显示面板的背光，包括：一个或多个光源；各向异性光栅，其包括交替排列的多个栅障和多个狭缝；其中，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光；并且各向异性光栅包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。
可选地，各向异性光栅构造为选择性地衍射入射光的横向磁分量并且选择性地阻挡入射光的横向电分量。
可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的折射率；第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，背光还包括：导光板，其构造为使光传输至各向异性光栅。
可选地，导光板的折射率与所述多个栅障的折射率基本上相同。
可选地，导光板的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同并且与导光板的折射率基本上相同的折射率；第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，背光还包括：反射镜，其构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为基本上准直的光；其中，导光板构造为从导光板的一个或多个侧面接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅。
可选地，所述一个或多个光源位于导光板的远离各向异性光栅的一侧；并且导光板构造为从导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅，顶侧与底侧基本上相对。
可选地，背光还包括：透镜阵列，其位于各向异性光栅的远离所述一个或多个光源的一侧，并且包括多个透镜，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至第一位置，将第二颜色的光聚焦至第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至第三位置。
可选地，所述多个透镜中的每一个与三个相邻位置对应，所述三个相邻位置包括第一位置、第二位置和第三位置；并且所述多个透镜中的每一个构造为将第一颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第一位置，将第二颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第三位置。
可选地，背光还包括位于各向异性光栅和透镜阵列之间的中间层。
可选地，背光还包括：导光板，其位于各向异性光栅的远离中间层的一侧并且构造为使光传输至各向异性光栅；其中，中间层的折射率小于导光板的折射率。
可选地，各向异性光学材料包括液晶分子。
可选地，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光分别是绿光、蓝光和红光。
另一方面，本发明提供一种制造液晶显示装置的方法，包括：在衬底基板上形成液晶层；以及在液晶层的远离衬底基板的一侧形成各向异性光栅，该各向异性光栅包括交替排列的多个栅障和多个狭缝，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光；其中，各向异性光栅形成为包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。
另一方面，本发明提供了一种制造用于液晶显示面板的背光的方法，包括：形成各向异性光栅；其中，形成各向异性光栅包括形成交替排列的多个栅障和多个狭缝；各向异性光栅形成为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且形成为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光；并且各向异性光栅形成为包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。
附图说明
以下附图仅是根据所公开的各实施例的用于说明目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。
图2是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的各向异性光栅的入射光的光路的示意图。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。
图4是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的各向异性光栅的入射光的光路的示意图。
图5是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的透镜阵列的光的光路的示意图。
图6A是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置中的导光板与各向异性光栅之间的交界处的入射光的横向磁(TM)分量和横向电(TE)分量的光路的示意图。
图6B是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置中的导光板与各向异性光栅之间的交界处的入射光的横向磁(TM)分量和横向电(TE)分量的光路的示意图。
图7是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。
具体实施方式
现在将参照以下实施例具体描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅出于示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者被限制为所公开的确切形式。
在传统液晶显示装置中，彩膜用于彩色显示。彩膜包括多个彩膜块，诸如红色彩膜块、绿色彩膜块和蓝色彩膜块。用于照亮液晶显示装置的背光通常发出白光。每个彩膜块仅滤出透过彩膜块的一种颜色(例如，红色)的光。其它颜色的光被彩膜块阻挡。因此，彩膜的使用导致约70％或更高的光损失。为了实现一定的亮度水平，传统液晶显示装置需要相对高的能量。
因此，本公开特别提供了一种液晶显示装置和制造液晶显示装置的方法，其基本上避免了由于现有技术的局限和缺点而导致的问题中的一个或多个。一方面，本公开提供了一种液晶显示装置。在一些实施例中，液晶显示装置包括：衬底基板；液晶层；以及各向异性光栅，其位于液晶层的远离衬底基板的一侧。可选地，各向异性光栅包括交替排列的多个栅障和多个狭缝。可选地，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。参照图1，一些实施例中的液晶显示装置包括液晶显示模组10和各向异性光栅20。液晶显示模组10包括第一衬底基板11、面对第一衬底基板11的第二衬底基板12、以及位于第一衬底基板11和第二衬底基板12之间的液晶层13。各向异性光栅20位于第一衬底基板11的远离第二衬底基板12的一侧，并且包括交替排列的多个栅障B和多个狭缝S。各向异性光栅20构造为将来自光源40的入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。如图1所示，在一些实施例中，各向异性光栅20构造为将入射光分离为蓝光Bl、绿光G和红光R。各向异性光栅20构造为以不同的出射角发出蓝光Bl、绿光G和红光R。
图2是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的各向异性光栅的入射光的光路的示意图。参照图2，入射光I以入射角α传输至各向异性光栅20的表面上，入射光I的第一部分反射(例如，被各向异性光栅20反射或者在各向异性光栅20和与各向异性光栅20相邻的导光板之间的交界处反射)，入射光I的第二部分被各向异性光栅20分离为至少三种不同颜色的光，例如，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。在一些实施例中，入射光是白光。可选地，入射光是红光、绿光和蓝光的复合光。如图1和图2所示，在一些实施例中，入射光I的第二部分被各向异性光栅20至少分离为蓝光Bl、绿光G和红光R。可以根据等式(1)确定由各向异性光栅20分离的光的出射角：
n1sinα+n2sinβ＝mλ/p (I)；
其中，n1是入射光I在其中传输的介质的折射率，n2是由各向异性光栅20分离的光在其中传输的介质的折射率(例如，透镜阵列30或者位于各向异性光栅20的靠近第一衬底基板11的一侧的中间层的折射率)，α是入射光I相对于与包含各向异性光栅20的表面的平面X(或者包含各向异性光栅20和与各向异性光栅20相邻的导光板之间的交界面的平面)正交的线Y的入射角，β是光相对于线Y的衍射角，p是各向异性光栅20的间距，λ是由各向异性光栅20分离的光(出射光)的波长，m是衍射级。可选地，m＝0,±1,±2,…。可选地，m＝1。可选地，m＝-1。因此，由各向异性光栅20分离的光的衍射角与其波长相关。参照图2，入射光I的第二部分被各向异性光栅20至少分离为蓝光Bl、绿光G和红光R。绿光的衍射角为β1，蓝光的衍射角为β2，红光的衍射角为β3。可选地，入射角α在约50度至约90度的范围内，例如，在约60度至约90度的范围内，在约65度至约90度的范围内，在约70度至约90度的范围内，以及在约75度至约90度的范围内。可选地，衍射角β1在约-5度至约+5度的范围内。可选地，衍射角β1在约-2度至约+2度的范围内。可选地，衍射角β1在约-1度至约+1度的范围内。可选地，衍射角β1基本上为零。可选地，衍射角β2在约-20度至约-5度的范围内。可选地，衍射角β2在约-15度至约-10度的范围内。可选地，衍射角β3在约+20度至约+5度的范围内。可选地，衍射角β3在约+15度至约+10度的范围内。可选地，蓝光Bl和红光R以相对于线Y对称的出射角从各向异性光栅20射出，例如，衍射角β2的绝对值与衍射角β3的绝对值基本上相等。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。参照图3，一些实施例中的液晶显示装置还包括：导光板50，其位于各向异性光栅20的远离第一衬底基板11的一侧并且构造为使光传输至各向异性光栅20。从导光板50的一个或多个侧面入射的光的至少一部分在导光板50内部被全反射。图4是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的各向异性光栅的入射光的光路的示意图。参照图3和图4，入射光I传输至导光板50上。入射光I以入射角α倾斜地入射到导光板50的顶侧TS上，并且在导光板50内部传输。入射光I的第一部分被导光板50的顶侧TS全反射，作为反射光RL。入射光I的第二部分传输通过各向异性光栅20，并且被各向异性光栅20分离为至少三种不同颜色的光，例如，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。在一个示例中，平面X与导光板50的顶侧TS相同。在另一示例中，平面X与各向异性光栅20和导光板50之间的交界面相同。可选地，n1是导光板50的折射率。
参照图2和图4，在一个示例中，各向异性光栅20的间距p为约399nm，各向异性光栅20的占空比为约50％，各向异性光栅20的厚度为约100nm。绿光G的平均波长为约550nm，蓝光Bl的平均波长为约450nm，红光R的平均波长为约650nm。导光板50的折射率为约1.522，例如，n1为1.522，(位于各向异性光栅20与透镜阵列30之间的)中间层70的折射率为约1.0，例如，n2为1.0，入射角α为约65度，绿光G的衍射角β1基本上为零，蓝光Bl的衍射角β2为约-14.5度，红光R的衍射角β3为约14.5度。
可使用各种合适的光学材料和各种合适的制造方法来制作导光板50。用于制作导光板50的合适的光学材料的示例包括氧化铟锡和氮化硅(例如，Si3N4)。氧化铟锡的折射率为约1.858。Si3N4的折射率为约2.023。在一个示例中，导光板的厚度为约0.5mm。
可使用各种合适的光学材料和各种合适的制造方法来制作各向异性光栅20的所述多个栅障B。所述多个栅障B由非各向异性光学材料制成。用于制作导光板50的合适的光学材料的示例包括氧化铟锡和氮化硅(例如，Si3N4)。可选地，导光板50的折射率与所述多个栅障B的折射率基本上相同。
参照图1和图3，在一些实施例中，液晶显示装置还包括位于各向异性光栅20与第一衬底基板11之间的透镜阵列30。透镜阵列30包括多个透镜L，所述多个透镜L构造为将第一颜色的光聚焦至第一颜色的子像素Sp1，将第二颜色的光聚焦至第二颜色的子像素Sp2，并且将第三颜色的光聚焦至第三颜色的子像素Sp3。可选地，所述多个透镜L是多个柱面透镜。可选地，所述多个透镜L是多个液晶透镜。
可以使用各种合适的光学材料和各种合适的制造方法来制作所述多个透镜L。用于制作所述多个透镜L的合适的光学材料的示例包括玻璃、石英和液晶分子。石英的折射率为约1.4585。玻璃的折射率为约1.52。
图5是示出穿过根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的透镜阵列的光的光路的示意图。参照图5，在一些实施例中，所述多个透镜L中的每一个与三个相邻子像素对应，所述三个相邻子像素包括第一颜色的子像素Sp1、第二颜色的子像素Sp2和第三颜色的子像素Sp3。可选地，所述多个透镜L中的每一个在第一衬底基板11上的正投影基本上覆盖包括第一颜色的子像素Sp1、第二颜色的子像素Sp2和第三颜色的子像素Sp3在内的三个相邻子像素在第一衬底基板11上的正投影。可选地，所述多个透镜L中的每一个在第一衬底基板11上的正投影与包括第一颜色的子像素Sp1、第二颜色的子像素Sp2和第三颜色的子像素Sp3在内的三个相邻子像素在第一衬底基板11上的正投影基本上重叠。可选地，所述多个透镜L中的每一个构造为将第一颜色的光(例如，绿光G；实线)聚焦至三个相邻子像素中的第一颜色的子像素Sp1，将第二颜色的光(例如，蓝光Bl；短虚线)聚焦至三个相邻子像素中的第二颜色的子像素Sp2，并且将第三颜色的光(例如，红光R；长虚线)聚焦至三个相邻子像素中的第三颜色的子像素Sp3。所述多个透镜L的尺寸可以设计为使得焦距f被调整为使得所述多个透镜L的焦平面在期望位置处。可选地，所述多个透镜L中的每一个构造为将光聚焦在子像素的中间部分处。可选地，所述多个透镜L中的每一个构造为将光聚焦在子像素的顶部处。可选地，所述多个透镜L中的每一个构造为将光聚焦在子像素的底部处。
在一些实施例中，并且参照图5，液晶显示装置还包括彩膜80。可选地，彩膜80包括各自位于第一颜色的子像素Sp1内的多个第一彩膜块81、各自位于第二颜色的子像素Sp2内的多个第二彩膜块82、以及各自位于第三颜色的子像素Sp3内的多个第三彩膜块83。可选地，并且如图5所示，所述多个透镜L构造为将第一颜色的光(例如，绿光G)聚焦至包含与所述多个第一彩膜块81对应的区域中的彩膜80的平面，将第二颜色的光(例如，蓝光Bl)聚焦至包含与所述多个第二彩膜块82对应的区域中的彩膜80的平面，以及将第三颜色的光(例如，红光R)聚焦至包含与所述多个第三彩膜块83对应的区域中的彩膜80的平面。
在一些实施例中，液晶显示装置不存在任何彩膜。因为各向异性光栅20将入射光分离为三种不同颜色的光，并且所述多个透镜L将第一颜色的光聚焦至第一颜色的子像素Sp1，将第二颜色的光聚焦至第二颜色的子像素Sp2，并且将第三颜色的光聚焦至第三颜色的子像素Sp3，所以无需彩膜来实现彩色显示。
参照图3，一些实施例中的液晶显示装置还包括位于各向异性光栅20和透镜阵列30之间的中间层70。可选地，中间层70在第一侧与各向异性光栅20直接接触，并且在与第一侧相对的第二侧与透镜阵列30(所述多个透镜L)直接接触。如上所述，n1是入射光I在其中传输的介质的折射率，n2是由各向异性光栅20分离的光在其中传输的介质的折射率。当液晶显示装置包括导光板50和中间层70时，n1是导光板50的折射率，n2是中间层70的折射率。可选地，n2小于n1，例如，中间层70的折射率小于导光板50的折射率。当液晶显示装置不包括中间层70时，n1是导光板50的折射率，n2是所述多个透镜L的折射率。可选地，n2小于n1，例如，所述多个透镜L的折射率小于导光板50的折射率。通过这些条件，除了传输通过各向异性光栅20并且由各向异性光栅20分离的光以外，入射光I可以在导光板50内部基本上被全反射。通过中间层70，可以保护各向异性光栅20。可选地，中间层70的折射率与所述多个透镜L的折射率基本上相同。
可使用各种合适的光学材料和各种合适的制造方法来制作中间层70。用于制作中间层70的合适的光学材料的示例包括玻璃和石英。石英的折射率为约1.4585。玻璃的折射率为约1.52。
在一些实施例中，并且参照图1和图3，各向异性光栅20包括位于所述多个狭缝S中的各向异性光学材料。例如，各向异性光栅20在所述多个狭缝S中填充有各向异性光学材料。可选地，各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁(TM)分量的第一折射率以及针对入射光的横向电(TE)分量的第二折射率。可选地，第一折射率与第二折射率不同。可选地，各向异性光栅20构造为选择性地将入射光的横向磁(TM)分量衍射至液晶显示模组10并且构造为选择性地阻止入射光的横向电(TE)分量进入液晶显示模组10。
在一些实施例中，所述多个栅障B由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率no基本上相同的折射率。可选地，导光板50和所述多个栅障B具有基本上相同的折射率，例如，所述多个栅障B的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率no基本上相同，并且与导光板50的折射率基本上相同。可选地，导光板50的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率no，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率ne。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率no基本上相同。
因为所述多个栅障B的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率no基本上相同，所以针对入射光的横向电(TE)分量，各向异性光学材料呈现出与导光板50和所述多个栅障B的折射率基本上相同的折射率(即，第二折射率)。因此，导光板50、所述多个栅障B以及所述多个狭缝S中的各向异性光学材料用作单个导光板的等同物。入射光的横向电(TE)分量不被各向异性光栅20衍射，并且在导光板50内部被持续地全反射。因此，各向异性光栅20选择性地阻止入射光的横向电(TE)分量进入液晶显示模组10。
针对入射光的横向磁(TM)分量，各向异性光学材料呈现出大于各向异性光学材料的寻常光线折射率no并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率ne的折射率(即，第一折射率)。因此，第一折射率与所述多个栅障B的折射率不同，并且与导光板50的折射率不同。因此，入射光的横向磁(TM)分量被各向异性光栅20衍射。因此，各向异性光栅20选择性地将入射光的横向磁(TM)分量衍射至液晶显示模组10。如上所述，衍射光被分离为以不同出射角发出的第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。
因为各向异性光栅20选择性地阻止入射光的横向电(TE)分量进入液晶显示模组10，并且选择性地将入射光的横向磁(TM)分量衍射至液晶显示模组10，所以一些实施例中的液晶显示装置不需要下偏振片，而只需要上偏振片。在一些实施例中，并且参照图1和图3，液晶显示装置还包括位于液晶层13的远离第一衬底基板11的一侧的偏振片14，并且在液晶层13的远离第二衬底基板12的一侧不存在任何偏振片。
可使用各种合适的各向异性光学材料和各种合适的制造方法来填充所述多个狭缝S。合适的各向异性光学材料的示例包括各种液晶材料。
各向异性光学材料20的所述多个狭缝S中的各向异性光学材料中的液晶分子可以沿着各种合适的取向排列。图6A和图6B是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置中的导光板与各向异性光栅之间的交界处的入射光的横向磁(TM)分量和横向电(TE)分量的光路的示意图。通过使液晶分子21沿着不同的取向排列，可以调整针对入射光的横向磁(TM)分量的第一折射率。参照图6A，使液晶分子21沿着第一取向排列，以使得针对入射光的横向磁(TM)分量的第一折射率基本上等于各向异性光学材料的非寻常光线折射率ne。参照图6B，使液晶分子21沿着第二取向排列，以使得针对入射光的横向磁(TM)分量的第一折射率小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率ne并且大于各向异性光学材料的寻常光线折射率no。
参照图3，在一些实施例中，液晶显示装置还包括一个或多个光源40和反射镜60。在液晶显示装置中可使用各种合适的光源。合适的光源的示例包括微发光二极管(微LED)芯片，量子点发光二极管(QD LED)光源和有机发光二极管(OLED)光源。可选地，所述一个或多个光源40发出白光。可选地，所述一个或多个光源40发出具有相对窄的光谱的光。可选地，所述一个或多个光源40包括一个或多个红色光源、一个或多个绿色光源以及一个或多个蓝色光源，并且所述一个或多个光源40发出红光、绿光和蓝光的复合光。
反射镜60构造为将来自所述一个或多个光源40的光准直为基本上准直的光。参照图3和图4，在一些实施例中，导光板50构造为从导光板50的一个或多个侧面LS接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板50的顶侧TS传输至各向异性光栅20。反射镜60可以具有各种合适的形状。可选地，反射镜60是曲面镜。可选地，进入导光板50的所述一个或多个侧面LS的基本上准直的光的平均入射角等于或大于80度。
图7是示出根据本公开的一些实施例中的液晶显示装置的结构的示意图。参照图7，一些实施例中的液晶显示装置具有直下式背光90，其位于导光板50的远离各向异性光栅20的一侧。导光板50构造为从导光板50的底侧BS接收来自直下式背光90的光，并且构造为使光通过导光板50的顶侧TS传输至各向异性光栅20。可选地，顶侧TS与底侧BS基本上相对。可选地，当液晶显示装置包括直下式背光90作为光源时，液晶显示装置还包括位于液晶层13的远离第一衬底基板11的一侧的下偏振片15。
在一些实施例中，液晶显示模组10是扭曲向列(TN)液晶显示模组。在一些实施例中，液晶显示模组10是电控双折射(ECB)液晶显示模组。在一些实施例中，液晶显示模组10是边缘场驱动液晶显示模组，其中，液晶层由边缘电场驱动。边缘场驱动液晶显示模组的示例包括但不限于高级超维切换(ADS)液晶显示模组、面内切换(IPS)液晶显示模组以及边缘场切换(FFS)液晶显示模组。
另一方面，本公开提供了一种用于液晶显示面板的背光。在一些实施例中，该背光包括：一个或多个光源；以及各向异性光栅，其包括交替排列的多个栅障和多个狭缝。可选地，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。可选地，各向异性光栅包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。可选地，各向异性光栅构造为选择性地衍射入射光的横向磁分量并且选择性地阻挡入射光的横向电分量。
在一些实施例中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的折射率。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，背光还包括：导光板，其构造为使光传输至各向异性光栅。可选地，导光板的折射率与所述多个栅障的折射率基本上相同。可选地，导光板的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同并且与导光板的折射率基本上相同的折射率。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，背光还包括反射镜。可选地，反射镜构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为基本上准直的光。可选地，导光板构造为从导光板的一个或多个侧面接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅。
在一些实施例中，所述一个或多个光源位于导光板的远离各向异性光栅的一侧。可选地，导光板构造为从导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅，顶侧与底侧基本上相对。
在一些实施例中，背光还包括位于各向异性光栅的远离所述一个或多个光源的一侧的透镜阵列。可选地，透镜阵列包括多个透镜，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至第一位置，将第二颜色的光聚焦至第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至第三位置。可选地，所述多个透镜中的每一个与三个相邻位置对应，所述三个相邻位置包括第一位置、第二位置和第三位置。可选地，所述多个透镜中的每一个构造为将第一颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第一位置，将第二颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第三位置。
在一些实施例中，背光还包括位于各向异性光栅和透镜阵列之间的中间层。可选地，背光还包括：导光板，其位于各向异性光栅的远离中间层的一侧并且构造为使光传输至各向异性光栅。可选地，中间层的折射率小于导光板的折射率。
可选地，各向异性光学材料包括液晶分子。可选地，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光分别是绿光、蓝光和红光。
另一方面，本公开提供了一种制造液晶显示装置的方法。在一些实施例中，所述方法包括：在衬底基板上形成液晶层；以及在液晶层的远离衬底基板的一侧形成各向异性光栅，该各向异性光栅形成为包括交替排列的多个栅障和多个狭缝，各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。可选地，各向异性光栅形成为包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。
在一些实施例中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，该非各向异性光学材料具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的折射率。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，所述方法还包括在液晶层的远离各向异性光栅的一侧形成偏振片。可选地，液晶显示装置形成为在液晶层的远离衬底基板的一侧不存在任何偏振片。
在一些实施例中，所述方法还包括：在各向异性光栅的远离液晶层的一侧形成导光板，该导光板构造为使光传输至各向异性光栅。可选地，导光板由折射率与所述多个栅障的折射率基本上相同的材料制成。可选地，导光板由折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的材料制成。可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，该非各向异性光学材料的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同并且与导光板的折射率基本上相同。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，所述方法还包括：设置一个或多个光源；以及设置反射镜，其构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为基本上准直的光。可选地，导光板形成为从导光板的一个或多个侧面接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅。
在一些实施例中，所述方法还包括在导光板的远离各向异性光栅的一侧设置一个或多个光源。可选地，导光板形成为从导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅，顶侧与底侧基本上相对。
在一些实施例中，所述方法还包括在各向异性光栅和液晶层之间形成透镜阵列。可选地，形成透镜阵列的步骤包括形成多个透镜，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至第一颜色的子像素，将第二颜色的光聚焦至第二颜色的子像素，并且将第三颜色的光聚焦至第三颜色的子像素。可选地，所述多个透镜中的每一个形成为与三个相邻子像素对应，所述三个相邻子像素包括第一颜色的子像素、第二颜色的子像素和第三颜色的子像素。可选地，所述多个透镜中的每一个形成为将第一颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第一颜色的子像素，将第二颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第二颜色的子像素，并且将第三颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第三颜色的子像素。
在一些实施例中，所述方法还包括在各向异性光栅和透镜阵列之间形成中间层。可选地，所述方法还包括：在各向异性光栅的远离液晶层的一侧形成导光板，该导光板构造为使光传输至各向异性光栅。可选地，中间层由折射率小于导光板的折射率的材料制成。
在一些实施例中，所述方法还包括：形成彩膜。可选地，形成彩膜的步骤包括形成多个第一彩膜块、多个第二彩膜块和多个第三彩膜块。可选地，所述方法还包括在各向异性光栅和液晶层之间形成透镜阵列。可选地，形成透镜阵列的步骤包括形成多个透镜。可选地，所述多个透镜形成为将第一颜色的光聚焦至包含与所述多个第一彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，将第二颜色的光聚焦至包含与所述多个第二彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，以及将第三颜色的光聚焦至包含与所述多个第三彩膜块对应的区域中的彩膜的平面。
可选地，各向异性光栅形成为液晶显示装置的组成部分。例如，各向异性光栅形成为液晶显示装置的阵列基板的组成部分。
可选地，各向异性光栅与阵列基板分开形成。可选地，各向异性光栅单独形成并且附接至阵列基板。
可选地，各向异性光栅形成为背光的一部分。
另一方面，本公开提供了一种制造用于液晶显示面板的背光的方法。在一些实施例中，所述方法包括：形成各向异性光栅。可选地，形成各向异性光栅的步骤包括形成交替排列的多个栅障和多个狭缝。可选地，各向异性光栅形成为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且形成为分别以不同的出射角发出第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光。可选地，各向异性光栅形成为包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对入射光的横向磁分量的第一折射率和针对入射光的横向电分量的第二折射率，第一折射率与第二折射率不同。可选地，各向异性光栅形成为选择性地衍射入射光的横向磁分量并且选择性地阻挡入射光的横向电分量。
可选地，所述方法还包括：形成或设置一个或多个光源。
在一些实施例中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同的折射率。可选地，第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率。可选地，第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，所述方法还包括在所述一个或多个光源与各向异性光栅之间形成或设置导光板。导光板形成为使光传输至各向异性光栅。可选地，导光板的折射率与所述多个栅障的折射率基本上相同。可选地，导光板的折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
可选地，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同并且与导光板的折射率基本上相同的折射率；第一折射率大于各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且第二折射率与各向异性光学材料的寻常光线折射率基本上相同。
在一些实施例中，所述方法还包括：形成或设置反射镜。反射镜构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为基本上准直的光。可选地，导光板形成为从导光板的一个或多个侧面接收基本上准直的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅。
在一些实施例中，导光板形成为从导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过导光板的顶侧传输至各向异性光栅，顶侧与底侧基本上相对。
在一些实施例中，所述方法还包括在各向异性光栅的远离所述一个或多个光源的一侧形成或设置透镜阵列。可选地，透镜阵列形成为包括多个透镜，所述多个透镜构造为将第一颜色的光聚焦至第一位置，将第二颜色的光聚焦至第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至第三位置。可选地，所述多个透镜中的每一个与三个相邻位置对应，所述三个相邻位置包括第一位置、第二位置和第三位置。可选地，所述多个透镜中的每一个形成为将第一颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第一位置，将第二颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第二位置，并且将第三颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第三位置。
在一些实施例中，所述方法还包括：在形成透镜阵列之前形成中间层，该中间层形成在各向异性光栅和透镜阵列之间。可选地，中间层的折射率小于导光板的折射率。
已出于示意和说明目的呈现了对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使本领域技术人员能够通过各种实施例及适用于特定用途或所构思的实施方式的各种变型来理解本发明。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而不应解释为对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非已给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变型。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (36)

1.一种液晶显示装置，包括：
衬底基板；
液晶层；以及
各向异性光栅，其位于所述液晶层的远离所述衬底基板的一侧，并且包括交替排列的多个栅障和多个狭缝，所述各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光；
其中，所述各向异性光栅包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对所述入射光的横向磁分量的第一折射率和针对所述入射光的横向电分量的第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率不同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述各向异性光栅构造为选择性地将所述入射光的横向磁分量衍射至所述液晶层并且选择性地阻止所述入射光的横向电分量进入所述液晶层。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同的折射率；
所述第一折射率大于所述各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于所述各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且
所述第二折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括位于所述液晶层的远离所述各向异性光栅的一侧的偏振片；
其中，所述液晶显示装置在所述液晶层的远离所述衬底基板的一侧不存在任何偏振片。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括：导光板，其位于所述各向异性光栅的远离所述液晶层的一侧并且构造为使光传输至所述各向异性光栅。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，所述导光板的折射率与所述多个栅障的折射率实质上相同。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述导光板的折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同并且与所述导光板的折射率实质上相同的折射率；
所述第一折射率大于所述各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于所述各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且
所述第二折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
9.根据权利要求5所述的液晶显示装置，还包括：
一个或多个光源；以及
反射镜，其构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为实质上准直的光；
其中，所述导光板构造为从所述导光板的一个或多个侧面接收所述实质上准直的光，并且构造为使光通过所述导光板的顶侧传输至所述各向异性光栅。
10.根据权利要求5所述的液晶显示装置，还包括位于所述导光板的远离所述各向异性光栅的一侧的一个或多个光源；
其中，所述导光板构造为从所述导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过所述导光板的顶侧传输至所述各向异性光栅，所述顶侧与所述底侧实质上相对。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括：透镜阵列，其位于所述各向异性光栅和所述液晶层之间，并且包括多个透镜，所述多个透镜构造为将所述第一颜色的光聚焦至第一颜色的子像素，将所述第二颜色的光聚焦至第二颜色的子像素，并且将所述第三颜色的光聚焦至第三颜色的子像素。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，所述多个透镜中的每一个与三个相邻子像素对应，所述三个相邻子像素包括所述第一颜色的子像素、所述第二颜色的子像素和所述第三颜色的子像素；并且
所述多个透镜中的每一个构造为将所述第一颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第一颜色的子像素，将所述第二颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第二颜色的子像素，并且将所述第三颜色的光聚焦至所述三个相邻子像素中的第三颜色的子像素。
13.根据权利要求11所述的液晶显示装置，还包括位于所述各向异性光栅和所述透镜阵列之间的中间层。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，还包括：导光板，其位于所述各向异性光栅的远离所述液晶层的一侧并且构造为使光传输至所述各向异性光栅；
其中，所述中间层的折射率小于所述导光板的折射率。
15.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置不存在任何彩膜。
16.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括彩膜，该彩膜包括多个第一彩膜块、多个第二彩膜块和多个第三彩膜块。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，还包括：透镜阵列，其位于所述各向异性光栅和所述液晶层之间，并且包括多个透镜；
其中，所述多个透镜构造为将所述第一颜色的光聚焦至包含与所述多个第一彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，将所述第二颜色的光聚焦至包含与所述多个第二彩膜块对应的区域中的彩膜的平面，以及将所述第三颜色的光聚焦至包含与所述多个第三彩膜块对应的区域中的彩膜的平面。
18.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述各向异性光学材料包括液晶分子。
19.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光分别是绿光、蓝光和红光。
20.一种用于液晶显示面板的背光，包括：
一个或多个光源；
各向异性光栅，其包括交替排列的多个栅障和多个狭缝；
其中，所述各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光；并且
所述各向异性光栅包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对所述入射光的横向磁分量的第一折射率和针对所述入射光的横向电分量的第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率不同。
21.根据权利要求20所述的背光，其中，所述各向异性光栅构造为选择性地衍射所述入射光的横向磁分量并且选择性地阻挡所述入射光的横向电分量。
22.根据权利要求20所述的背光，其中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同的折射率；
所述第一折射率大于所述各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于所述各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且
所述第二折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
23.根据权利要求20所述的背光，还包括：导光板，其构造为使光传输至所述各向异性光栅。
24.根据权利要求23所述的背光，其中，所述导光板的折射率与所述多个栅障的折射率实质上相同。
25.根据权利要求24所述的背光，其中，所述导光板的折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
26.根据权利要求25所述的背光，其中，所述多个栅障由非各向异性光学材料制成，并且具有与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同并且与所述导光板的折射率实质上相同的折射率；
所述第一折射率大于所述各向异性光学材料的寻常光线折射率，并且等于或小于所述各向异性光学材料的非寻常光线折射率；并且
所述第二折射率与所述各向异性光学材料的寻常光线折射率实质上相同。
27.根据权利要求23所述的背光，还包括：反射镜，其构造为将来自所述一个或多个光源的光准直为实质上准直的光；
其中，所述导光板构造为从所述导光板的一个或多个侧面接收所述实质上准直的光，并且构造为使光通过所述导光板的顶侧传输至所述各向异性光栅。
28.根据权利要求23所述的背光，其中，所述一个或多个光源位于所述导光板的远离所述各向异性光栅的一侧；并且
所述导光板构造为从所述导光板的底侧接收来自所述一个或多个光源的光，并且构造为使光通过所述导光板的顶侧传输至所述各向异性光栅，所述顶侧与所述底侧实质上相对。
29.根据权利要求20所述的背光，还包括：透镜阵列，其位于所述各向异性光栅的远离所述一个或多个光源的一侧，并且包括多个透镜，所述多个透镜构造为将所述第一颜色的光聚焦至第一位置，将所述第二颜色的光聚焦至第二位置，并且将所述第三颜色的光聚焦至第三位置。
30.根据权利要求29所述的背光，其中，所述多个透镜中的每一个与三个相邻位置对应，所述三个相邻位置包括所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置；并且
所述多个透镜中的每一个构造为将所述第一颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第一位置，将所述第二颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第二位置，并且将所述第三颜色的光聚焦至所述三个相邻位置中的第三位置。
31.根据权利要求29所述的背光，还包括位于所述各向异性光栅和所述透镜阵列之间的中间层。
32.根据权利要求31所述的背光，还包括：导光板，其位于所述各向异性光栅的远离所述中间层的一侧并且构造为使光传输至所述各向异性光栅；
其中，所述中间层的折射率小于所述导光板的折射率。
33.根据权利要求20所述的背光，其中，所述各向异性光学材料包括液晶分子。
34.根据权利要求20所述的背光，其中，所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光分别是绿光、蓝光和红光。
35.一种制造液晶显示装置的方法，包括：
在衬底基板上形成液晶层；以及
在所述液晶层的远离所述衬底基板的一侧形成各向异性光栅，所述各向异性光栅包括交替排列的多个栅障和多个狭缝，所述各向异性光栅构造为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且构造为分别以不同的出射角发出所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光；
其中，所述各向异性光栅形成为包括位于所述多个狭缝中的各向异性光学材料，该各向异性光学材料具有针对所述入射光的横向磁分量的第一折射率和针对所述入射光的横向电分量的第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率不同。
36.一种制造用于液晶显示面板的背光的方法，包括：形成各向异性光栅；
其中，形成所述各向异性光栅包括形成交替排列的多个栅障和多个狭缝；
所述各向异性光栅形成为将入射光分离为第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光，并且形成为分别以不同的出射角发出所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光；并且
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