本發(fā)明涉及LED背光技術(shù)，特別涉及一種直下式背光模組。

背景技術(shù)：

目前，直下式LED背光產(chǎn)品（包括電視機、顯示器、廣告機、手機、平板電腦等），如圖1所示，現(xiàn)有的背光模組包括：背板1，在背板的前側(cè)設置有PCB板2，所述PCB板設置若干LED燈珠3，在LED燈珠前側(cè)設置依次擴散板4、第一膜片5、第二膜片6。所述LED燈珠通過在支架31中固晶LED晶片32，LED晶片32的正負極各通過一根金線33與支架31焊接，再在支架31上方模壓二次學秀透鏡34。隨著顯示要求的提高，為了達到高色域的顯示效果，主要采用如下方式：

1.藍光晶片+熒光粉LED [YAG（yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石或黃粉）、硅酸鹽、氟化物等熒光粉]+二次光學透鏡；

2.藍光LED+量子玻璃封裝片+二次光學透鏡；

3.藍光LED+二次光學透鏡+量子膜片。

但上述第一種方式的色域很難突破NTSC @1931 100%（1931年，國際照明委員會CIE制定了CIE1931RGB系統(tǒng)，規(guī)定將700nm的紅、546.1nm的綠和435.8nm的藍作為三原色，后來CIE1931-xy色度圖成為描述色彩范圍最為常用的圖表。）的要求，而且亮度衰減嚴重；同時，熒光粉耐熱不夠高，隨著工作溫度升高，色坐標會出現(xiàn)偏移，導致顯色色彩不穩(wěn)，限制LED功率。上述第二種方式和第三種方式，色域雖然能突破NTSC @1931 100%，但是含ROHS管控有害物質(zhì)“鎘”，不環(huán)保，會污染土地、水。

此外，上述三種方式還存在以下缺點：

1、由于都含二次光學透鏡（LENS）的背光源，受光學透鏡模具一致性、貼裝工藝限制，LED視覺效果一致性不高；

2、由于需要使用二次光學透鏡，擴散板與二次光學透鏡之間必須間隔一定的距離，導致背光模組無法做到超薄；

3、帶有封裝的LED含有固晶膠，熱阻系數(shù)比較大，產(chǎn)品壽命短，發(fā)光效率低，亮度不夠；

4、在生產(chǎn)LED燈珠過程中，LED支架易硫化；

5、LED晶片均使用正裝晶片，其LED發(fā)光角度最大120°，因此必需使用二次光學透鏡；

6、傳統(tǒng)LED晶片需要焊線，可靠性不高。

因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種直下式背光模組，可省去二次光學透鏡，實現(xiàn)超薄、高色域的視覺效果。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種直下式背光模組，包括背板，在所述背板的內(nèi)側(cè)設置有用于裝貼背光源的PCB板，所述PCB板上設置有若干R倒裝晶片、G倒裝晶片和B倒裝晶片，所述R倒裝晶片、G倒裝晶片和B倒裝晶片在PCB板上呈滿天星方式交替分布。

所述的直下式背光模組中，所述背板的內(nèi)側(cè)還設置有光源驅(qū)動板，所述光源驅(qū)動板上設置有DC-DC模塊和LED驅(qū)動模塊，各R倒裝晶片連接成至少一紅光LED燈串、各G倒裝晶片連接成至少一綠光LED燈串、各B倒裝晶片連接成至少一藍光LED燈串；DC-DC模塊進行電壓變換輸出相應的電壓給LED驅(qū)動模塊，由LED驅(qū)動模塊驅(qū)動紅光LED燈串、綠光LED燈串和藍光LED燈串發(fā)光。

所述的直下式背光模組中，所述DC-DC模塊包括：開關(guān)控制單元、電壓變換單元和分壓濾波單元，由電壓變換單元對輸入電壓進行升/降壓、穩(wěn)壓處理后，來控制開關(guān)控制單元導通狀態(tài)來控制工作電壓，并經(jīng)分壓濾波單元濾波后輸出給LED驅(qū)動模塊。

所述的直下式背光模組中，所述開關(guān)控制單元包括：第一三極管、第二三極管、第三三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一二極管、第二二極管和電感；所述第一二極管的正極通過第一電阻連接電源輸入端，第一二極管的負極連接第一三極管的基極、也通過第四電阻連接電壓變換單元，所述第一電容的一端連接電源輸入端、第二三極管的發(fā)射極和第三三極管的集電極，第一電容的另一端通過第二電阻接地，第二三極管的基極和通過第三電阻連接第一三極管的集電極，所述第二三極管的集電極連接第三三極管的基極，第三三極管的發(fā)射極連接第二二極管的負極、也通過電感連接電壓變換單元，所述第二二極管的正極接地。

所述的直下式背光模組中，所述電壓變換單元包括：第三二極管、第五電阻、第六電阻、第二電容和升/降壓芯片，所述升/降壓芯片的第3腳連接第四電阻的一端、升/降壓芯片的第5腳和第五電阻的一端，所述第三二極管的正極接地，所述第五電阻的另一端連接所述電感的一端、升/降壓芯片的第4腳、第8腳、第六電阻的一端和分壓濾波單元，升/降壓芯片的第6腳連接第六電阻的另一端、升/降壓芯片的第7腳、第2腳和分壓濾波單元、也通過第二電容接地。

所述的直下式背光模組中，所述分壓濾波單元包括第七電阻、第八電阻和第三電容，所述第七電阻的一端連接電感的一端、第六電阻的一端、第三電容的一端和LED驅(qū)動模塊的輸入端，第七電阻的另一端連接升/降壓芯片的第2腳、還通過第八電阻接地，第三電容的另一端接地。

所述的直下式背光模組中，所述LED驅(qū)動模塊包括與數(shù)量與紅光LED燈串、綠光LED燈串、藍光LED燈串之和相同的電源信號調(diào)制單元和隔離單元，所述DC-DC模塊輸出的電壓經(jīng)電源信號調(diào)制單元調(diào)試為相應LED燈串的驅(qū)動電壓或驅(qū)動電流經(jīng)隔離單元隔離處理后驅(qū)動相應的LED燈串。

所述的直下式背光模組中，所述電源信號調(diào)制單元包括電感線圈、第四三極管、第五三極管、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第四二極管、雙向觸發(fā)二極管和第四電容，所述第九電阻的一端連接第七電阻的一端、電感的一端、第四三極管的集電極和隔離單元，所述第九電阻的另一端連接第四二極管的正極和雙向觸發(fā)二極管的一端、還通過第四電容接地，所述第四二極管的負極連接電感線圈的第二繞組的一端、電感線圈的第三繞組的一端、第十三電阻的一端和第五三極管的集電極，所述電感線圈的第二繞組的另一端通過第十電阻連接第四三極管的基極，第四三極管的發(fā)射極連接第十三電阻的另一端，所述電感線圈的第三繞組的另一端連接隔離單元，雙向觸發(fā)二極管的另一端連接電感線圈的第一繞組的一端、還通過第十一電阻連接第五三極管的基極，所述電感線圈的第一繞組的另一端接地，所述第五三極管的發(fā)射極通過第十二電阻接地。

所述的直下式背光模組中，所述隔離單元包括變壓器、第六二極管、第五電容、第六電容、第七電容和第十四電阻，所述變壓器的初級繞組的一端連接電感線圈的第三繞組的另一端，變壓器的初級繞組的另一端通過第五電容連接第四三極管的集電極、第七電阻的一端和電感的一端、也通過第六電容接地；所述變壓器的次級繞組的一端連接第六二極管的正極，第六二極管的負極通過第十四電阻連接相應LED燈串的正極、還通過第七電容接地，所述變壓器的次級繞組的另一端接地。

所述的直下式背光模組中，所述R倒裝晶片、G倒裝晶片和B倒裝晶片按列排列，各列芯片交替排列成矩形陣列。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的直下式背光模組，包括背板，在所述背板的內(nèi)側(cè)設置有用于裝貼背光源的PCB板，所述PCB板上設置有若干R倒裝晶片、G倒裝晶片和B倒裝晶片，所述R倒裝晶片、G倒裝晶片和B倒裝晶片在PCB板上呈滿天星方式交替分布。本發(fā)明通過在PCB板上設置R、G、B倒裝晶片，倒裝晶片的發(fā)光角度可達160°以上，不需要二次光學透鏡，可使背光模組超薄化，同時利用R、G、B倒裝晶片三基色混光，可達到高NTSC色域，突破NTSC @1931 100%，而且三基色混光不需要熒光粉，不受熒光粉耐熱限制。此外，本發(fā)明將倒裝晶片直接貼在PCB板上，還實現(xiàn)了熱阻低、光效高、不需要焊線工藝、可靠性高的特點。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的直下式背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組中R、G、B倒裝晶片的一種分布方式的示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組的驅(qū)動方式的模塊圖。

圖5為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組中的DC-DC模塊的電路圖。

圖6為本發(fā)明實施例提供的直下式背光模組中的LED驅(qū)動模塊的電路圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種直下式背光模組，通過貼片機、固晶機或通過異向?qū)щ娔z膜壓合將獨立的R、G、B三基色倒裝晶片（無熒光粉、無支架、無焊線）固定到PCB板的金屬層上，R、G、B三基色倒裝晶片在PCB上滿天星（晶片x、y方向間距非常近）式平鋪排列，然后將貼有倒裝晶片的PCB板，固定在背光源背板上，由于不需要支架，可實現(xiàn)160°以上發(fā)光角度，可在無二次光學透鏡實現(xiàn)超薄、高色域、高光效和均勻的視覺效果。并且本發(fā)明由于采用滿天星LED排布，通過獨立的分區(qū)控制，實現(xiàn)多分區(qū)、高動態(tài)、高對比HDR的背光效果。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供的直下式背光模組應用于LED背光領(lǐng)域，如電視產(chǎn)品背光領(lǐng)域、顯示器背光領(lǐng)域、廣告機背光領(lǐng)域和手機、平板等終端產(chǎn)品等，直下式滿天星R/G/B三基色倒裝晶片排列方式，可用貼片機或固晶機將三基色倒裝晶片直接固定在PCB上，無需熒光粉、支架、焊線。

請參閱圖2和圖3，本發(fā)明提供的直下式背光模組，包括背板1，在所述背板1的內(nèi)側(cè)設置有用于裝貼背光源的PCB板2，所述PCB板2上設置有若干R倒裝晶片21、G倒裝晶片22和B倒裝晶片23，所述R倒裝晶片21、G倒裝晶片22和B倒裝晶片23在PCB板2上呈滿天星方式交替分布。

所述R倒裝晶片21的波長為610-650nm、G倒裝晶片22的波長為510-530nm和B倒裝晶片23的波長為450-470nm。本發(fā)明通過在PCB板2上設置R、G、B倒裝晶片，倒裝晶片的發(fā)光角度可達160°以上，不需要二次光學透鏡，可使背光模組超薄化。

所述R倒裝晶片21、G倒裝晶片22和B倒裝晶片23按列排列，各列芯片交替排列成矩形陣列。如圖3所示，第一列為R倒裝晶片21、第二列為G倒裝晶片22、第三列為B倒裝晶片23、第四列為R倒裝晶片21、…、第N列為B倒裝晶片23，以此類推。

本發(fā)明利用R、G、B倒裝晶片三基色混光，可達到高NTSC色域，突破NTSC @1931 100%，而且三基色混光不需要熒光粉，不受熒光粉耐熱限制。此外，本發(fā)明將倒裝晶片直接貼在PCB板2上，還實現(xiàn)了熱阻低、光效高、不需要焊線工藝、可靠性高的特點。

本實施例中，各晶片之間的間距按等比例排列，各晶片之間的間距為1-100mm，使RGB混光后背光模組實現(xiàn)高色域、高光效和均勻的視覺效果。當然本發(fā)明不限于此，比如：RGB的排列方式也可以交錯排列的方式，通過交錯排列的滿天星式，只要混光出來為白光作為背光源即可。而且各LED晶片之間的比例也可以采用任意比例（如：R：G：B為2:1:1，2:2:1，2:2:2，3:1:1…）。而且RGB排列也可以采用GBR、BGR、RBG等排列方式同，并且三基色中還可以插入白色、紫色等其他色光晶片。此外，本發(fā)明還可以應用到側(cè)入式背光模組中，如單側(cè)/雙側(cè)/三側(cè)/四側(cè)組合。

請再次參閱圖2和圖3，本發(fā)明的直下式背光模組中，所述R倒裝晶片21、G倒裝晶片22和B倒裝晶片23的上方依次設置有擴散板3、第一膜片4和第二膜片5，所述晶片與擴散板距離范圍0-10mm，有利于顯示設置超薄化。

請參閱圖4，在本發(fā)明提供的直下式背光模組中，所述背板1的內(nèi)側(cè)還設置有光源驅(qū)動板（圖中未示出），所述光源驅(qū)動板上設置有DC-DC模塊31和LED驅(qū)動模塊32，各R倒裝晶片21連接成至少一紅光LED燈串、各G倒裝晶片22連接成至少一綠光LED燈串、各B倒裝晶片23連接成至少一藍光LED燈串；DC-DC模塊31進行電壓變換輸出相應的電壓給LED驅(qū)動模塊32，由LED驅(qū)動模塊32驅(qū)動紅光LED燈串、綠光LED燈串和藍光LED燈串發(fā)光。

本實施例中，所述紅光LED燈串、綠光LED燈串、藍光LED燈串各至少有一顆LED燈珠構(gòu)成，具體可根據(jù)LED驅(qū)動模塊32的驅(qū)動能力設置各燈串中的燈珠數(shù)量。本發(fā)明采用滿天星LED排布，將各種顏色的LED晶片進行獨立的分區(qū)控制，實現(xiàn)多分區(qū)、高動態(tài)、高對比HDR的背光效果。

請一并參閱圖5，所述DC-DC模塊31主要作用是用于使輸入的電源電流或電壓或者電流與電壓恒定，其可通過555芯片或類似芯片（如HM3440、HM15XX等類似功能的升壓芯片或降壓芯片）及外圍電路組成的脈沖振蕩器，以及開關(guān)電路分壓電路等組成DC-DC模塊31。本實施例中，DC-DC模塊31包括：開關(guān)控制單元311、電壓變換單元312和分壓濾波單元313，開關(guān)控制單元311、電壓變換單元312、分壓濾波單元313、LED驅(qū)動模塊32依次連接。所述開關(guān)控制單元311用于調(diào)整DC-DC模塊31的電源輸入，使其適合IC驅(qū)動和負載端LED的電壓或電流。所述電壓變換單元312用于調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)換輸入電源信號為紅光LED燈串、綠光LED燈串和藍光LED燈串能使用的電源信號輸出，其不局限于IC的種類和廠家。所述分壓濾波單元313用于使輸出的電壓或電流穩(wěn)定。

具體實施時，由電壓變換單元312對輸入電壓進行升/降壓、穩(wěn)壓處理后，來控制開關(guān)控制單元311導通狀態(tài)來控制工作電壓，并經(jīng)分壓濾波單元313濾波后輸出給LED驅(qū)動模塊32。

所述開關(guān)控制單元311包括：第一三極管VT1、第二三極管VT2、第三三極管VT3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一二極管D1、第二二極管D2和電感L1；所述第一二極管D1的正極通過第一電阻R1連接電源輸入端，第一二極管D1的負極連接第一三極管VT1的基極、也通過第四電阻R4連接電壓變換單元312，所述第一電容C1的一端連接電源輸入端、第二三極管VT2的發(fā)射極和第三三極管VT3的集電極，第一電容C1的另一端通過第二電阻R2接地，第二三極管VT2的基極和通過第三電阻R3連接第一三極管VT1的集電極，所述第二三極管VT2的集電極連接第三三極管VT3的基極，第三三極管VT3的發(fā)射極連接第二二極管D2的負極、也通過電感L1連接電壓變換單元312，所述第二二極管D2的正極接地。

本實施例中，所述第一三極管VT1和第三三極管VT3為NPN三極管，第二三極管VT2為PNP三極管，電源電壓經(jīng)第一二極管D1輸入電壓變換單元312中，由電壓變換單元312輸出驅(qū)動電壓驅(qū)動第一三極管VT1、第二三極管VT2、第三三極管VT3導通，使電壓輸出至分壓濾波單元313中。

請繼續(xù)參閱圖5，所述電壓變換單元312包括：第三二極管D3、第五電阻R5、第六電阻R6、第二電容C2和升/降壓芯片U1，所述升/降壓芯片U1的第3腳連接第四電阻R4的一端、升/降壓芯片U1的第5腳和第五電阻R5的一端，所述第三二極管D3的正極接地，所述第五電阻R5的另一端連接所述電感L1的一端、升/降壓芯片U1的第4腳、第8腳、第六電阻R6的一端和分壓濾波單元313，升/降壓芯片U1的第6腳連接第六電阻R6的另一端、升/降壓芯片U1的第7腳、第2腳和分壓濾波單元313、也通過第二電容C2接地。

所述分壓濾波單元313包括第七電阻R7、第八電阻R8和第三電容C3，所述第七電阻R7的一端連接電感L1的一端、第六電阻R6的一端、第三電容C3的一端和LED驅(qū)動模塊32的輸入端，第七電阻R7的另一端連接升/降壓芯片U1的第2腳、還通過第八電阻R8接地，第三電容C3的另一端接地。

在圖5中，輸入端子可接顯示設備（如電視、手機等設備）的電源轉(zhuǎn)換模塊（電源轉(zhuǎn)換模塊主要用于將交流電轉(zhuǎn)換直流電，并降壓為顯示設備各模塊工作所需的電壓）的輸出端，輸出端子連接LED驅(qū)動模塊32。所述升/降壓芯片U1可采用555芯片、線性穩(wěn)壓芯片、升壓芯片、降壓芯片等。第三二極管D3為穩(wěn)壓二極管，所述第二二極管D2主要起保護后級電路的作用，在電源電壓過高時，第二二極管D2擊穿，保護后級電路不被損壞。

電源電壓經(jīng)第一電阻R1、第一二極管D1和第四電阻R4輸出第三二極管D3的負極，由第三二極管D3提供5V左右的電壓，所述升/降壓芯片U1的第2腳采樣輸出電壓，當輸出電壓低于預定值時，升/降壓芯片U1的第3腳輸出高電平使第一三極管VT1導通，從而使第二三極管VT2、第三三極管VT3導通，電源電壓經(jīng)電感L1輸出，并經(jīng)第三電容C3濾波去除尖刺電壓后輸出給LED驅(qū)動模塊32。

請參閱圖6，所述LED驅(qū)動模塊32包括與數(shù)量與紅光LED燈串、綠光LED燈串、藍光LED燈串之和相同的電源信號調(diào)制單元321和隔離單元322，所述DC-DC模塊31輸出的電壓經(jīng)電源信號調(diào)制單元321調(diào)試為相應LED燈串的驅(qū)動電壓或驅(qū)動電流經(jīng)隔離單元322隔離處理后驅(qū)動相應的LED燈串。本實施例中，相應LED燈串為與隔離單元322連接的一路紅光LED燈串、綠光LED燈串、或藍光LED燈串。

請繼續(xù)參閱圖6，所述電源信號調(diào)制單元321包括電感線圈NT1、第四三極管VT4、第五三極管VT5、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第四二極管D4、雙向觸發(fā)二極管D5和第四電容C4。

所述第九電阻R9的一端連接第七電阻R7的一端、電感L1的一端、第四三極管VT4的集電極和隔離單元322，所述第九電阻R9的另一端連接第四二極管D4的正極和雙向觸發(fā)二極管D5的一端、還通過第四電容C4接地，所述第四二極管D4的負極連接電感線圈NT1的第二繞組的一端、電感線圈NT1的第三繞組的一端、第十三電阻R13的一端和第五三極管VT5的集電極，所述電感線圈NT1的第二繞組的另一端通過第十電阻R10連接第四三極管VT4的基極，第四三極管VT4的發(fā)射極連接第十三電阻R13的另一端，所述電感線圈NT1的第三繞組的另一端連接隔離單元322，雙向觸發(fā)二極管D5的另一端連接電感線圈NT1的第一繞組的一端、還通過第十一電阻R11連接第五三極管VT5的基極，所述電感線圈NT1的第一繞組的另一端接地，所述第五三極管VT5的發(fā)射極通過第十二電阻R12接地。

請繼續(xù)參閱圖6，所述隔離單元322包括變壓器T1、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7和第十四電阻R14。所述變壓器T1的初級繞組的一端連接電感線圈NT1的第三繞組的另一端，變壓器T1的初級繞組的另一端通過第五電容C5連接第四三極管VT4的集電極、第七電阻R7的一端和電感L1的一端、也通過第六電容C6接地；所述變壓器T1的次級繞組的一端連接第六二極管D6的正極，第六二極管D6的負極通過第十四電阻R14連接相應LED燈串的正極、還通過第七電容C7接地，所述變壓器T1的次級繞組的另一端接地。

DC-DC模塊31輸出的電壓經(jīng)電感線圈NT1變換后驅(qū)動第四三極管VT4和第五三極管VT5導通，經(jīng)變壓器T1隔離驅(qū)動相應的LED燈串發(fā)光。

所述LED驅(qū)動模塊32通過對各路LED（即每個紅光LED燈串、綠光LED燈串、或藍光LED燈串）單獨控制，實現(xiàn)了多分區(qū)、高動態(tài)、高對比HDR（高動態(tài)范圍圖像或高動態(tài)、高對比）的背光效果。

綜上所述，本發(fā)明通過在PCB板上設置R、G、B倒裝晶片，倒裝晶片的發(fā)光角度可達160°以上，不需要二次光學透鏡，可使背光模組超薄化，同時利用R、G、B倒裝晶片三基色混光，可達到高NTSC色域，突破NTSC @1931 100%，而且三基色混光不需要熒光粉，不受熒光粉耐熱限制。

此外，本發(fā)明將倒裝晶片直接貼在PCB板上，還實現(xiàn)了熱阻低、光效高、不需要焊線工藝、可靠性高的特點。本發(fā)明采用滿天星LED排布，將各種顏色的LED晶片進行獨立的分區(qū)控制，實現(xiàn)多分區(qū)、高動態(tài)、高對比HDR的背光效果。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。