一种灯条及背光模组的制作方法

1.本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种灯条及背光模组。


背景技术：

2.近年来，随着平面显示技术的快速发展，液晶显示器(liquid crystal display，lcd)因具有体积小、画质高、无辐射以及驱动电压低等优点而被广泛应用于各种信息、通讯机消费产品中。由于lcd中的液晶显示面板本身并不发光，因此需要在液晶显示面板的背面设置背光模组作为背光源以正常显示图像。
3.随着背光模组中光源技术的快速发展，发光二极管(light emitting diode，led)因具有低能耗、体积小、寿命长、温升低等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，ccfl)，以led背光模组的形式作为液晶显示装置的背光源。led背光模组通常包括背板、导光板、led灯条及胶框等。led灯条包括印制电路板(printed circuit board，pcb)及间隔安装于pcb上的多个led。图1是现有技术中提供的一种灯条的结构框图，参考图1，目前，带有local dimming控制效果的led背光模组中的灯条，基本是由集成电路(integrated circuit,ic)形成的控制单元2直接连接光源3(例如蓝光led)进行控制，led电压由控制单元2提供，控制单元2的电压由供电单元1提供。但是，现有技术中有以下不足：一、限于ic技术，ic通道电流相对较小，以致背光led发光亮度不够高，难以达到很高的亮度，虽能达到相对较高亮度，但也增加成本；二、当背光设计不一样的情况下，ic的选择也会不一样；三、此背光模组仅能由ic做到pwm调光，无法做到dc/dc调光；四、当模组尺寸变大，各led与ic的距离会不一致，会形成不一致的线阻差，当led电流较大时，会形成很大的电压差，对ic的控制及led的亮度都会有影响；五、当模组尺寸大时，远离电源入口端的led会出现供电不足现象。以上的不足导致显示画面质量的降低。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种灯条及背光模组，以提高显示画面的质量。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种灯条，包括：
6.多个发光单元，每个发光单元包括光源和驱动单元；
7.控制单元，所述控制单元与所述驱动单元连接，所述控制单元用于向每个发光单元发送发光控制信号；
8.供电单元，所述供电单元包括第一供电端和第二供电端；所述供电单元通过所述第一供电端向所述发光单元供电；所述供电单元通过所述第二供电端向所述控制单元供电。
9.可选的，所述光源包括发光二极管，所述驱动单元包括第一控制开关；
10.所述第一控制开关的第一端与所述第一供电端连接，所述第一控制开关的第二端与所述发光二极管的第一端连接，所述发光二极管的第二端与接地端连接；所述第一控制开关的控制端与所述控制单元连接，所述第一控制开关用于在所述发光控制信号为第一电
平信号时导通所述发光二极管所在的电路，在所述发光控制信号为第二电平信号时断开所述发光二极管所在的电路；
11.其中，所述第一控制开关包括晶体管、场效应管或三极管。
12.可选的，所述发光单元还包括：
13.第一电阻和第二电阻；
14.所述第一电阻的第一端与所述第一控制开关的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一控制开关的控制端以及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述控制单元连接。
15.可选的，所述发光单元还包括：
16.恒流单元，所述恒流单元连接在所述发光二极管的第二端与所述接地端之间，所述恒流单元还与所述第一供电端连接；
17.所述恒流单元包括电流镜电路。
18.可选的，所述电流镜电路包括：
19.第三电阻、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关和第五控制开关；
20.所述第三电阻的第一端与所述第一供电端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二控制开关的控制端、所述第三控制开关的第一端以及所述第三控制开关的控制端连接；所述第二控制开关的第一端与所述发光二极管的第一端连接；所述第二控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端连接；所述第四控制开关的控制端与所述第三控制开关的第二端、所述第五控制开关的第一端以及所述第五控制开关的控制端连接；所述第四控制开关的第二端以及所述第五控制开关的第二端与所述接地端连接；
21.所述第二控制开关、所述第三控制开关、所述第四控制开关和所述第五控制开关均包括晶体管、场效应管或三极管。
22.可选的，所述发光单元还包括：
23.储能单元，所述储能单元的第一端与所述第一供电端连接，所述储能单元的第二端与所述接地端连接；
24.所述储能单元包括第一电容。
25.可选的，所述发光单元还包括：
26.第六控制开关和第二电容；
27.所述第二电容的第一端与所述第一供电端连接，所述第二电容的第二端与所述第一控制开关的控制端以及所述第六控制开关的第二端连接，所述第六控制开关的第一端与所述控制单元连接；所述第六控制开关的控制端与扫描信号端连接。
28.可选的，多个所述发光单元沿着灯条的延伸方向至少呈两列排列；光源位于所述灯条所在电路板的正面边缘处，每个光源对应设置一个透镜；所述驱动单元和所述控制单元设置于所述电路板的背面。
29.第二方面，本实用新型实施例提供了一种背光模组，包括第一方面任一所述的灯条。
30.可选的，所述灯条的个数为多个，多个所述灯条形成阵列排布的发光单元，多个灯条共用一个控制单元；阵列排布的发光单元的行数为m，列数为n；m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1的整数；所述背光模组还包括：
31.m行第一电源信号线，同行的发光单元连接同一行的第一电源信号线；所述第一电源信号线用于传输第一供电端传输的第一电源信号；
32.m行扫描信号线，同行的发光单元连接同一行的扫描信号线；所述扫描信号线用于传输扫描信号端传输的扫描信号；
33.n列控制信号线，同列的发光单元连接同一列的控制信号线；所述控制信号线用于传输控制单元提供的发光控制信号。
34.本实用新型实施例提供了一种灯条及背光模组，其中灯条包括：多个发光单元，每个发光单元包括光源和驱动单元；控制单元，控制单元与驱动单元连接，控制单元用于向每个发光单元发送发光控制信号；供电单元，供电单元包括第一供电端和第二供电端；供电单元通过第一供电端向发光单元供电；供电单元通过第二供电端向控制单元供电。本实用新型实施例提供的技术方案通过将光源的发光控制信号与供电的电流分隔，既可以做到pwm调控，又可以做到dc/dc调控；可以使光源得到高电流而不影响控制单元，光源的控制部分即驱动单元位于每个发光单元内，控制ic只是选择作用，使每个光源的驱动电流避免受周围的其他像素的电流脉冲影响，从而提高显示画面的质量。
附图说明
35.图1是现有技术中提供的一种灯条的结构框图；
36.图2是本实用新型实施例提供的一种灯条的结构框图；
37.图3是本实用新型实施例提供的一种灯条的电路图；
38.图4是本实用新型实施例提供的另一种灯条的结构框图；
39.图5是本实用新型实施例提供的一种发光单元的电路图；
40.图6是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图；
41.图7是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图；
42.图8是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图；
43.图9是本实用新型实施例提供的一种灯条正面结构图；
44.图10是图9所示灯条的背面结构图；
45.图11是本实用新型实施例提供的另一种灯条正面结构图；
46.图12是图11所示灯条的背面结构图；
47.图13是本实用新型实施例提供的一种背光模组的电路图。
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
49.本实用新型实施例提供了一种灯条，图2是本实用新型实施例提供的一种灯条的结构框图，图3是本实用新型实施例提供的一种灯条的电路图，参考图2-图3，灯条包括：
50.多个发光单元30，每个发光单元30包括光源和驱动单元；
51.控制单元20，控制单元20与驱动单元连接，控制单元20用于向每个发光单元30发送发光控制信号；
52.供电单元10，供电单元10包括第一供电端v1和第二供电端v2；供电单元10通过第一供电端v1向发光单元30供电；供电单元10通过第二供电端v2向控制单元20供电。
53.具体的，灯条包括印制电路板以及发光模组300，发光模组300包括间隔安装于印制电路板上的多个发光单元30，每个发光单元30包括光源和驱动单元。控制单元20与驱动单元连接，控制单元20为控制芯片，控制单元20用于向每个发光单元30发送发光控制信号。控制芯片将发光控制信号发送至驱动单元的控制端，可以实现对光源所在电路导通状态的控制。当控制芯片发送的发光控制信号控制驱动单元导通时，可以实现对光源所在电路的导通，使得光源发光；当控制芯片发送的发光控制信号控制驱动单元断开时，可以实现对光源所在电路的断开，使得光源不发光。将对发光单元30的供电与发光控制信号进行分离，控制芯片仅通过发光控制信号端data向发光单元30提供发光控制信号，根据发光单元30的发光状态提供相应的发光控制信号。发光单元30由第一供电端v1进行供电，控制单元20由第二供电端v2进行供电，第一供电端v1所供的电与第二供电端v2所供的电可以统一由电源端vcc提供的电源进行转换。
54.本实用新型实施例提供的技术方案通过将发光单元的发光控制信号与供电的电流分隔，既可以做到pwm调控，又可以做到dc/dc调控；其中发光控制信号实现发光单元的pwm调控，供给发光单元的电压实现dc/dc调控。dc/dc调控是指通过改变输入给发光单元的直流电压，使得发光单元的加载电压得到改变，从而调节发光单元的功率，进而实现dc/dc调光。使用控制ic只需选择小电流低功耗的信号控制ic，且可统一ic的选择。发光控制信号得到存储，增长每个画面的光源亮场时间，可以保证灯条各个光源的电流供电及时且充足；可以使光源得到高电流而不影响控制单元，光源的控制部分即驱动单元位于每个发光单元内，控制ic只是选择作用，使每个光源的驱动电流避免受周围的其他像素的电流脉冲影响，从而提高画面的质量。
55.可选的，参考图3，光源包括发光二极管，驱动单元包括第一控制开关t1；
56.第一控制开关t1的第一端与第一供电端v1连接，第一控制开关t1的第二端与发光二极管led的第一端连接，发光二极管led的第二端与接地端gnd连接；第一控制开关t1的控制端与控制单元20的发光控制信号端data连接，第一控制开关t1用于在发光控制信号为第一电平信号时导通发光二极管led所在的电路，在发光控制信号为第二电平信号时断开发光二极管led所在的电路；
57.其中，第一控制开关t1包括晶体管、场效应管或三极管。
58.具体的，发光单元30包含光源及驱动单元，光源包括发光二极管，驱动单元包括第一控制开关t1。第一控制开关t1为驱动管，例如可以为晶体管、场效应管或三极管构成。第一控制开关t1为p型驱动管，第一控制开关t1的控制端为栅极，第一控制开关t1的第一端为源极，第一控制开关t1的第二端为漏极。从制备工艺角度出发，驱动管的输出端与发光二极管led的p电极连接较为合理，发光二极管连接在p型驱动管的漏极，可以避免因驱动单元的外延生长、制备工艺及器件老化导致发光二极管led电学特性的不均匀性。而发光二极管led电学特性的不均匀性将会直接影响驱动管的栅极相对于源极的电压，从而造成显示图像的不均匀。因此第一控制开关t1选择p型的晶体管或场效应管或三极管，可以保证由灯条构成的显示模组的显示图像的均匀性。此时，第一电平信号为低电平，第一控制开关t1用于在发光控制信号为低电平时导通发光二极管led所在的电路，第二电平信号为高电平，在发
光控制信号为高电平时断开发光二极管led所在的电路。
59.可选的，图4是本实用新型实施例提供的另一种灯条的结构框图，参考图4，供电单元还可以包括第一电源转换单元11和第二电源转换单元12，第一电源转换单元11用于将电源端vcc提供的电源转换成发光单元30所需的电压，并通过第一供电端v1传输给发光单元。第二电源转换单元12用于将电源端vcc提供的电源转换成控制单元20所需的电压，并通过第二供电端v2传输给控制单元20。第一电源转换单元11和第二电源转换单元12可以均为dc/dc转换器。
60.可选的，图5是本实用新型实施例提供的一种发光单元的电路图，参考图5，发光单元30还包括：
61.第一电阻r1和第二电阻r2；
62.第一电阻r1的第一端与第一控制开关t1的第一端连接，第一电阻r1的第二端与第一控制开关t1的控制端以及第二电阻r2的第一端连接，第二电阻r2的第二端与控制单元20的发光控制信号端data连接。
63.具体的，p型驱动管(第一控制开关t1)栅极处于第一电平信号(此时第一电平信号为高电平)时，电路断开，栅极处于第二电平信号(此时第二电平信号为低电平)时，电路导通。p型驱动管关闭时间较长，为使发光二极管led得到较好的控制，故使p型驱动管的栅极初始处于高电平状态，并且除低电平导通状态外，其栅极尽量可以尽快恢复到高电平状态。p型驱动管的栅极通过第一电阻r1连接到源极，同时p型驱动管的栅极通过第二电阻r2连接到控制芯片的信号输出端(发光控制信号端data)。选择合适阻值的第一电阻r1和第二电阻r2，使得当信号输出端提供发光控制信号时，p型驱动管的栅漏电压达到驱动管的阈值电压，使电路导通。
64.可选的，图6是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图，参考图6，发光单元30还包括：
65.恒流单元31，恒流单元31连接在发光二极管的第二端与接地端gnd之间，恒流单元31还与第一供电端v1连接；恒流单元31包括电流镜电路。
66.具体的，由于发光二极管为电流型器件，而第一电源转换单元11提供的电压输送到发光单元30时是分到若干个发光单元30，且发光单元30在显示时是不固定数量，故在发光单元30内部增加恒流单元31，恒流单元31可采用共源共栅电流镜电路结构。可以较精确的保证灯条各个光源的电流一致以及电压一致。电流镜电路包括：第三电阻r3、第二控制开关t2、第三控制开关t3、第四控制开关t4和第五控制开关t5；第三电阻r3的第一端与第一供电端v1连接，第三电阻r3的第二端与第二控制开关t2的控制端、第三控制开关t3的第一端以及第三控制开关t3的控制端连接；第二控制开关t2的第一端与发光二极管的第一端连接；第二控制开关t2的第二端与第四控制开关t4的第一端连接；第四控制开关t4的控制端与第三控制开关t3的第二端、第五控制开关t5的第一端以及第五控制开关t5的控制端连接；第四控制开关t4的第二端以及第五控制开关t5的第二端与接地端gnd连接；第二控制开关t2、第三控制开关t3、第四控制开关t4和第五控制开关t5均可以为n型驱动管，驱动管可以为晶体管、场效应管或三极管。
67.可选的，图7是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图，参考图7，发光单元30还包括：
68.储能单元32，储能单元32的第一端与第一供电端v1连接，储能单元32的第二端与接地端gnd连接；储能单元32包括第一电容c1。
69.具体的，由于发光单元30距离电源端远近不一，当发光单元30处于远端时，电源端可能无法及时提供电能，因此在发光单元30内增加储能单元32进行储能，储能单元32可使用电容器即第一电容c1，储能单元32的第一端与第一供电端v1连接，储能单元32的第二端与接地端gnd连接。
70.可选的，图8是本实用新型实施例提供的另一种发光单元的电路图，参考图8，发光单元30还包括：
71.第六控制开关t6和第二电容c2；
72.第二电容c2的第一端与第一供电端v1连接，第二电容c2的第二端与第一控制开关t1的控制端以及第六控制开关t6的第二端连接，第六控制开关t6的第一端与控制单元20连接；第六控制开关t6的控制端与扫描信号端scan连接。
73.具体的，上述实施例是由单一信号发光控制信号对发光单元30进行控制，当发光单元30数量较多时，控制芯片的数量也将变多，导致成本增加，并且设计受限。本实用新型实施例采用十字坐标双信号控制的方式，增加了扫描信号，扫描信号由扫描信号端scan提供。扫描信号可以由控制单元20提供，也可以由其它的芯片提供。由发光控制信号和扫描信号共同控制光源的发光状态。参考图8，扫描信号与发光控制信号配合对发光单元30进行定位控制，其结构上增加了第六控制开关t6和第二电容c2。第二电容c2的第一端与第一供电端v1连接，第二电容c2的第二端与第一控制开关t1的控制端以及第六控制开关t6的第二端连接，第六控制开关t6的第一端与控制单元20连接；第六控制开关t6的控制端与扫描信号端scan连接。第六控制开关t6为p型驱动管，第二电容c2为存储电容，驱动管可为晶体管、或场效应管、或三极管，存储电容c2存储发光控制信号。当扫描信号为开启信号时，发光控制信号进入第一控制开关t1的栅极，同时第二电容c2对此信号进行储存。当扫描信号为关闭信号时，第一控制开关t1的栅极电压与发光控制信端data所提供的发光控制信号无关。而此时第一控制开关t1的栅极电压被第二电容c2所保持，持续为第一控制开关t1的栅极提供电压，使得第一控制开关t1持续导通，从而为光源提供源源不断的驱动电流，直到此帧结束。
74.可选的，图9是本实用新型实施例提供的一种灯条正面结构图，图10是图9所示灯条的背面结构图，图11是本实用新型实施例提供的另一种灯条正面结构图，图12是图11所示灯条的背面结构图；参考图9-图12，多个发光单元沿着灯条的延伸方向呈两列排列；光源301位于灯条所在电路板的正面边缘处，每个光源301对应设置一个透镜302；驱动单元和控制单元20设置于电路板的背面。
75.具体的，灯条宽度较小，因此将光源301设置于灯条边缘，且透镜302也位于边沿。发光单元中的驱动管303和控制单元20设置于电路板的背面，连接器40(参考图9)位于背部下端或使用金手指50(参考图11)进行连接。相对现有技术中灯条为1列灯珠，本实用新型实施例提供的技术方案将发光二极管设置于灯条所在电路板的正面边缘处，可以采用2列灯珠的排布方式，提高了灯珠的集成数量。并且光源301位于灯条所在电路板的正面边缘处还可得到足够空间以设置发光单元中的驱动管303及控制单元20，实现local dimming(区域调光)控制效果。
76.本实用新型实施例还提供了一种背光模组，包括上述任意实施例所述的灯条。图13是本实用新型实施例提供的一种背光模组的电路图，参考图13，背光模组包括的灯条的个数为多个，多个灯条形成阵列排布的发光单元30，多个灯条共用一个控制单元。多个灯条共用一个控制单元可以理解为，在每个灯条中不设置单独的控制单元，设置一个共用的控制单元，背光模组中灯条的发光单元接收的发光控制信号均由共用的控制单元提供。阵列排布的发光单元的行数为m，列数为n；m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1的整数；背光模组还包括：
77.m行第一电源信号线，同行的发光单元连接同一行的第一电源信号线；第一电源信号线用于传输第一供电端v1传输的第一电源信号；
78.m行扫描信号线，同行的发光单元连接同一行的扫描信号线；所述扫描信号线用于传输扫描信号端scan传输的扫描信号；
79.n列控制信号线，同列的发光单元连接同一列的控制信号线；所述控制信号线用于传输控制单元提供的发光控制信号。
80.具体的，背光模组中的发光单元呈阵列排布，包括m行n列。现有技术中由单一的发光控制信号控制，则驱动全部的发光单元需要m乘以n个信号口，改为十字坐标双信号控制，则只需m个扫描信号和n个发光控制信号(图13中示例性的画出了2行2列的发光单元，两行的扫描信号分别由端口scan1和端口scan2提供，两列的发光控制信号分别由端口data1和端口data2提供)，由此可以降低控制ic的使用量，降低成本。十字坐标双信号控制相对单一信号控制，其结构上每个发光单元增加1个p型驱动管(第六控制开关t6)及1个存储电容(第二电容c2)，驱动管可为晶体管、场效应管或三极管。第二电容c2存储发光控制信号。当扫描信号为开启信号时，发光控制信号进入第一控制开关t1的栅极，同时第二电容c2对此信号进行储存。当扫描信号为关闭信号时，第一控制开关t1的栅极电压与发光控制信端(例如端口data1和端口data2)所提供的发光控制信号无关。而此时第一控制开关t1的栅极电压被第二电容c2所保持，可持续为第一控制开关t1的栅极提供电压，使得第一控制开关t1持续导通，从而为光源提供源源不断的驱动电流，直到此帧结束。
81.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。