目前3D显示技术成为众多专家学者研究的热点。相比较于头戴式显示技术，裸眼3D显示无需佩戴任何设备即可获得图像深度信息。其中，利用紧密排布变周期变取向纳米光栅结构的位相调控板来实现多视角分离的3D显示技术，可实现具有会聚视点的光场重构，从而消除图像串扰影响，观看舒适无眩晕感。然而，该位相调控板需要使用指向性背光光源实现照明。要求该背光源体积小、与LCD显示面板兼容且出射光指向性好。现有背光模组无法满足上述需求。
　　本论文提出了一种基于衍射光学的背光模组结构，采用线性发光的LED阵列、准直透镜、匀光结构以及导光板上密度渐变分布的纳米像素光栅进行背光模组的设计与制作。本论文的主要研究工作如下:
　　(1)对光源进行准直设计，采用Zemax光线追迹软件，针对阵列型排布的LED线型光源进行准直透镜的设计与优化，在背光光源的水平方向实现准直设计。
　　(2)采用具有微结构的匀光结构解决线型LED光源纵向方向扩展，解决发光亮度明暗分布不均的问题，在背光光源的垂直出光方向上实现一定扩展。
　　(3)研究了基于像素化纳米结构的导光板设计与制备方法。论文系统分析了纳米光栅结构参数与排布参数对照明均匀性、光效利用率的影响。
　　(4)实验制作并测试了所设计的背光模组。在均匀度效果上采用CCD获取图像进行亮度分析。最终实现整个指向性背光模组发散角度在±6.17°。