在某些领域中,大尺寸的液晶显示器仍具备不可替代的优势。在大尺寸液晶显示器中,使用直下式背光技术的液晶显示器在亮度、对比度、均匀度以及色彩表现力方面更具优势。但同时存在一个较为明显的技术缺陷:因为直下式背光模组需要一定距离的混光高度,导致厚度过大,限制了它们在特殊领域的使用。因此实现直下式背光模组的超薄化具有重要的意义。本文介绍了背光模组的发展历史,LED背光源的优势,阐述了目前研究现状和主要设计方案。然后提出了一种无透镜的超薄化方案,在背光模组中采用圆台、圆锥和正六边形单元降低了背光模组厚度。通过对比分析,理论计算,得出圆台的具体尺寸,选取合适的LED光源,进行三维建模;并利用TracePro软件模拟了不同的排列方式、排列间距、混光高度、圆锥尺寸等因素对均匀度的影响,最终在16mm的混光高度下使均匀度达到了94.27%,模拟结果明显优于国家标准中的指标,实验数据表明排列间距和圆锥尺寸对均匀度的影响较大。由于背光模组厚度减小,也就不利于散热,背光模组中的LED对工作温度十分敏感,一旦工作温度超过可承受范围,LED的光学性能会急速下降。为此,本文采用了散热圆台和导热硅胶片相结合的方式进行散热,利用热对流和热传导等途径及时迅速地将热量传递到外部环境中,确保了LED能够正常工作。