[发明专利]一种光场调制层、背光结构及显示装置

权利要求书

1.一种光场调制层，其特征在于，包括波导层和光栅结构，所述光栅结构包括多个用于与光源正对的二维光栅，每个所述二维光栅包括多个立方结构，且所述二维光栅沿其所在的直角坐标平面的X方向和Y方向周期性排布，每个所述二维光栅包括第一子光栅和环绕所述第一子光栅的多个第二子光栅，第一子光栅和第二子光栅的周期、线宽、槽深不完全相同，不同第二子光栅的周期、线宽、槽深也不完全相同；所述波导层具有相对的第一表面和第二表面，所述光栅结构设置在所述波导层的第一表面或第二表面，所述光栅结构用于将入射至所述光栅结构的光线导入所述波导层中并在所述波导层中全反射传播。

2.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述光场调制层还包括取光层，所述取光层设置在所述波导层的第一表面或第二表面，所述取光层用于：使得在所述波导层全反射传播的光线均匀出射。

3.根据权利要求2所述的光场调制层，其特征在于，所述取光层包括下列之一或其组合：多个网点结构、多个光栅结构。

4.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述光栅结构的折射率大于所述波导层的折射率。

5.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述二维光栅包括第一子光栅和环绕所述第一子光栅的多个第二子光栅，所述第一子光栅在所述波导层上的正投影为圆形，所述多个第二子光栅在所述波导层上的正投影为与所述圆形同心且半径不同的环形。

6.根据权利要求5所述的光场调制层，其特征在于，在所述第一子光栅的任一个周期内，所述第一子光栅包括多个线宽不相等、高度也不相等的子结构，在每一所述第二子光栅的任一个周期内，每一第二子光栅包括多个线宽不相等、高度也不相等的子结构；或者，在所述第一子光栅的任一个周期内，所述第一子光栅包括多个线宽相等、高度不相等的子结构，在每一所述第二子光栅的任一个周期内，每一第二子光栅包括多个线宽相等、高度不相等的子结构；或者，在所述第一子光栅的任一个周期内，所述第一子光栅包括多个线宽不相等、高度相等的子结构，在每一所述第二子光栅的任一个周期内，每一第二子光栅包括多个线宽不相等、高度相等的子结构。

7.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述波导层满足如下条件：其中，h为所述波导层的厚度，θ为入射至所述波导层的光线入射角，D为所述二维光栅的直径。

8.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述波导层的厚度大于等于2微米。

9.根据权利要求1所述的光场调制层，其特征在于，所述二维光栅使得任一偏振方向的光线的光耦合效率满足预设条件。

10.一种背光结构，其特征在于，包括：权利要求1～9任一项所述的光场调制层，以及与所述波导层的第一表面或第二表面相对设置的光源。

11.根据权利要求10所述的背光结构，其特征在于，所述光源为单色光源。

12.根据权利要求11所述的背光结构，其特征在于，所述背光结构还包括：位于所述光场调制层上方的单色光转换层，以及位于所述光场调制层下方的反射层，所述单色光转换层用于将所述光源出射的光转换为白光；所述光源设置在所述反射层上、且位于所述反射层与所述光场调制层之间，或者所述光源设置在所述单色光转换层上、且位于所述光场调制层和所述单色光转换层之间。

13.根据权利要求12所述的背光结构，其特征在于，所述单色光转换层包括下列之一或其组合：荧光膜层、量子点膜层。