[发明专利]一种显示器件、背光源、显示装置

说明书

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示器件、背光源、显示装置。

背景技术

传统的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD，Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，)包括阵列基板和与该阵列基板相对设置的彩膜基板，以及在该阵列基板和该彩膜基板之间填充的液晶；其工作原理是：彩膜基板上设置的公共电极与阵列基板上的像素电极之间的电场驱动液晶旋转，通过电压变化调整该电场的强度，从而控制液晶材料的扭转角度，进而控制该液晶区域的透光量，最终获得图像。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：传统的TFT-LCD使用吸收型彩膜来产生不同的颜色，光效比理论最大值为33％，光效比较低，相应地背光功耗比较高。

发明内容

本发明针对现有的TFT-LCD使用吸收型彩膜致使光效比较低，背光功耗高的问题，提供一种显示器件、背光源、显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种显示器件，包括准直光源和设于所述准直光源的出光面上方的衍射光学元件，其中，所述衍射光学元件可将所述准直光源发出的准直光整形，以使所述准直光在远离所述准直光源的一面呈现像素图案。

其中，本发明中所述衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)是基于光波的衍射理论，利用计算机辅助设计，并用利用现代微纳加工工艺，在基片或传统光学器件表面上制备台阶型或连续浮雕结构，形成纯位相、且有极高衍射效率的一类衍射型光学元件。

该类衍射型光学元件也可以通过对光致聚合物膜层进行全息曝光，控制膜层中的折射率分布，形成折射率调制型的衍射光学元件。

优选的是，垂直于所述出光面的方向为第一方向，所述准直光的传播方向与第一方向的夹角为±10°。

其中，本发明中所述准直光源是指该光源射出的光是平行光，平行光的发散角小于20°。

优选的是，所述准直光源包括多个阵列排布的并联连接的激光器，所述激光器包括第一原色激光器、第二原色激光器、第三原色激光器。所述LED芯片需要封装准直透镜。

优选的是，所述准直光源包括辅助光准直部件和设于所述辅助光准直部件一侧的LED光源，所述辅助光准直部件用于将所述LED光源发出的光转变为射向所述衍射光学元件的第一原色准直光、第二原色准直光、第三原色准直光。

优选的是，所述衍射光学元件包括多个台阶，在垂直于所述出光面的方向上，所述台阶的高度范围为50纳米-5微米，在平行于所述出光面的方向上，所述台阶的宽度范围为50纳米-3微米，台阶的高度和宽度一般不一致。

对于基于光致聚合物膜层的折射率调制型的衍射光学元件，光致聚合物的折射率调制范围0.005-0.5(常见材料～0.02)，膜层厚度300纳米-5毫米，具体厚度由具体设计(设计中所需的Δn*d)以及所选材料决定。一般可以选择(但不限定)(n_max-n_min)*h_光栅[或者n_平均*h_光栅，或者(n_平均-1)*h_光栅]＝λ、λ/2、λ/3、λ/4、λ/6或λ/8等。折射率调制的最小单元的尺寸50纳米-3微米。

本发明还提供一种背光源，包括上述的显示器件。

优选的是，所述背光源还包括背板，所述激光器焊接于所述背板上。

本发明还提供一种显示装置，包括上述的显示器件。

优选的是，所述显示装置包括显示面板和背光源，其中，所述衍射光学元件设于所述显示面板内部或者外部，所述背光源为所述准直光源。

优选的是，所述显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，其中，靠近所述背光源的为第一基板，所述衍射光学元件通过光刻或纳米压印或对光致聚合物膜层进行全息曝光形成于所述第一基板或者第二基板靠近或者远离所述准直光源的一面上。

本发明的显示器件中包括准直光源和衍射光学元件，其利用衍射光学元件在远离所述准直光源的一面呈现像素图案。当该显示器件用于显示装置时，显示装置的显示面板中无需设置彩膜，这样相当于把背光源的光效提高到了100％，因此可以大大降低背光源的功耗。本发明的显示器件适用于各种显示装置。

附图说明

图1为本发明的实施例1的显示器件的结构示意图；

图2-8为本发明的实施例2的显示器件的结构示意图；