CN101730393B - 固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置 - Google Patents

Abstract

一种固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置。显示装置包括一显示面板以及一背光模块。背光模块设置于显示面板的一侧，并且包括一发光组件，发光组件包括多个发光二极管及一电路板。各发光二极管具有至少第一耦接件。电路板具有多个焊料垫及至少第二耦接件。此些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于电路板。当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。

Description

固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置

技术领域

本发明有关于一种固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置，且特别是有关于一种发光二极管(light emitting diode，LED)的固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置。

背景技术

在显示装置中，由于液晶显示面板无法自行发光，因此必须藉由背光模块提供光线至显示面板。背光模块的发光组件，通常应用冷阴极荧光管(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)或发光二极管(light emitting diode，LED)为光源。由于发光二极管耗电量低且亮度高，因此颇受业界青睐。

传统具有发光二极管的发光组件的制造方法，包括将发光二极管逐一打线在电路板上，及将所有发光二极管以表面粘着技术(Surface Mount Technique，SMT)一次形成于电路板上的两种方法。关于发光二极管的表面粘着技术，首先是在电路板上形成多个焊料垫，接着将所有发光二极管放置于电路板上相对于焊料垫的位置，再将发光二极管与电路板进行热处理，例如是于锡炉中进行回焊的步骤，使发光二极管得以固定于焊料垫上，以使发光二极管电性连接并固定至电路板。虽然表面粘着技术能以较快的速率制造发光组件，然在热处理的步骤中，焊料垫因相变化而具有流动性，有机会造成发光二极管相对于焊料垫产生位移。另外，在热处理后，焊料垫会产生收缩，此现象亦可能造成发光二极管偏移。因此，表面粘着技术无法精准地控制发光二极管在电路板上的相对位置。使得利用表面粘着技术制造的发光组件，需逐一地检查各个发光二极管的位置，并将偏位的发光二极管移除或重新调整，增加了品管的时间与成本，相当地不便。

发明内容

本发明提供一种固定结构及应用这种结构的发光组件与液晶显示装置，透过发光二极管及电路板上的耦接件相互耦合，使得发光二极管得以设置于电路板的预设位置上。

本发明提出一种固定结构。固定结构用以将一发光二极管固定于一电路板上，发光二极管以表面粘着技术经由至少一焊料垫电性连接于电路板。固定结构包括至少第一耦接件及至少第二耦接件。第一耦接件位于发光二极管上。第二耦接件位于电路板上，当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。

本发明另提出一种发光组件。发光组件用于一显示装置的一背光模块中。发光组件包括多个发光二极管及一电路板。各发光二极管具有至少第一耦接件。电路板具有多个焊料垫及多个第二耦接件。发光二极管经由这些焊料垫电性连接于电路板。当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。

本发明再提出一种显示装置。显示装置包括一显示面板以及一背光模块。背光模块设置于显示面的一侧，并且包括一发光组件。发光组件包括多个发光二极管及一电路板。各发光二极管具有至少第一耦接件。电路板具有多个焊料垫及多个第二耦接件。发光二极管经由这些焊料垫电性连接于电路板。当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。

本发明又提出一种背光模块。背光模块设置于一显示装置的一显示面板的一侧。背光模块包括一发光组件及一导光板。发光组件包括多个发光二极管及一电路板。各发光二极管具有至少一第一耦接件。电路板具有多个焊料垫及多个第二耦接件。发光二极管经由这些焊料垫电性连接于电路板。当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。导光板邻近发光组件设置。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A绘示了依照本发明第一实施例的液晶显示面板的示意图。

图1B绘示了图1A的发光组件的示意图。

图2绘示了第一实施例的第一耦接件与第二耦接件的另一实施例的示意图。

图3A绘示了本发明第一实施例的发光二极管的示意图。

图3B绘示了图1B的电路板的上视图。

图4A至4E分别绘示了具有不同截面形状的第一耦接件的示意图。

图5绘示了依照本发明第二实施例的发光组件的示意图。

图6A绘示了本发明第二实施例的发光二极管的示意图。

图6B绘示了图5的电路板的上视图。

图7绘示了第二实施例的第一耦接件与第二耦接件的另一实施例的示意图。

主要元件符号说明

10：液晶显示装置

90：光线

110：液晶显示面板

130：背光模块

131、531：发光组件

133、135、137：光学膜片

139：导光板

200、300、700、800：固定结构

210、310、210、710、810：发光二极管

211、311、711、811：第一耦接件

313：外壳

315：发光源

317、319：导电区

230、330、730、830：电路板

331：焊料垫

331c、333c、733c：中心点

233、333、733、833：第二耦接件

351：三边形截面

353：梯形截面

355：菱形截面

357：椭圆形截面

359：弧状之截面

L0：直线

D10、D30：距离

x、y、θ：方向

具体实施方式

本发明主要提出一种固定结构及应用这种结构的发光组件与显示装置。固定结构用以将一发光二极管(light emitting diode，LED)固定于一电路板上，发光二极管以表面粘着技术(Surface Mount Technique，SMT)经由至少一焊料垫电性连接于电路板。固定结构包括至少第一耦接件及至少第二耦接件。第一耦接件位于发光二极管上。第二耦接件位于电路板上，当发光二极管经由焊料垫电性连接于电路板时，第二耦接件对应耦接于第一耦接件。以下各实施例将说明根据本发明的固定结构及应用这种结构的发光组件与液晶显示面板的具体实施方式，然实施例所提出的内容，仅为本发明举例说明之用，并非作为限缩本发明保护范围之用，本发明所保护的范围应以权利要求书范围为准。再者，实施例的图示已省略不必要的元件，以清楚显示本发明的技术特点。

第一实施例

请参照图1A，其绘示了依照本发明第一实施例的显示面板的示意图。显示装置10包括一显示面板110以及一背光模块130。背光模块130设置于显示面板110的一侧，并且包括一发光组件131。背光模块130的一导光板139邻近发光组件131设置且用以产生一光线90。光线90穿透过导光板139及多个光学膜片133、135及137，并且经由此些光学膜片133、135及137改变其光学特性，之后光线90再穿透通过显示面板110以产生画面。

接着，请参照图1B，其绘示了图1A的发光组件的示意图。发光组件131包括多个发光二极管310及一电路板330。本实施例中发光二极管310例如是以排成一列的方式设置于长条形的电路板330上，使得发光组件131形成一条状的发光组件131。各发光二极管310具有第一耦接件311。电路板330具有多个焊料垫331及多个第二耦接件333。各发光二极管310经由这些焊料垫331，电性连接于电路板330。一般来说，一个发光二极管310是由两个焊料垫331电性连接电路板330。当发光二极管310经由焊料垫331电性连接电路板330时，第二耦接件333对应耦接于第一耦接件311。在一较佳的实施方式中，第一耦接件311为一凸块，第二耦接件333为一凹槽。根据上述方式，发光二极管310得以藉由第一耦接件311及第二耦接件333所形成的固定结构300，稳固地设置于电路板330上，避免发光二极管311相对于电路板330产生偏位。其中，第一耦接件331及第二耦接件333两者较佳地与发光二极管310及电路板330电性阻隔。

此外，虽然本实施例的第一耦接件是以凸块而第二耦接件是以凹槽为例作说明，然于其它实施例中，第一耦接件也可以是凹槽而第二耦接件也可以是凸块。请参照图2，其绘示了第一实施例的第一耦接件与第二耦接件的另一实施例的示意图。发光组件231包括多个发光二极管210及一电路板230。各发光二极管210具有第一耦接件211，第一耦接件311为一凹槽。电路板230具有多个第二耦接件233，第二耦接件233为一凸块。如此，发光二极管210仍可藉由第一耦接件211及第二耦接件233所形成的固定结构200，稳固地设置于电路板230上，避免发光二极管211相对于电路板230产生偏位。

具体来说，请同时参照图3A及图3B，图3A绘示了本发明第一实施例的发光二极管的示意图，图3B绘示了图2B的电路板330的上视图。发光二极管310还包括外壳313、发光源315以及导电区317及319，电路板330还包括电路结构(未绘示于图中)。发光源315用以产生光线90(绘示于图1A中)，外壳313是用以保护发光源315。导电区317及319分别接触电路板330的焊料垫331。电路板330的电路结构用以透过焊料垫331及导电区317及319电连接于发光二极管310，藉以使发光二极管310产生光线90。

再者，如图3A及图3B所示，第二耦接件333位于两焊料垫331之间。再者，第二耦接件333的一中心点333c及两个焊料垫331的两中心点331c不在同一条直线上。也就是说，两个焊料垫331的两中心点331c连线所形成的一直线L0，并未通过第二耦接件333的中心点333c。另外，第二耦接件333的中心点333c至两个焊料垫331的两中心点331c各具有距离D10及D30，距离D10及D30两者可不相等。由于发光二极管310在进行表面粘着至电路板330时需具有一致的方向，当距离D10及D30两者不相等时，可确保发光二极管310的导电区域317及319以正确的方向连接于两焊料垫331而不会发生方向相反的组装，藉以将发光二极管310依照正确的电性极性设置于电路板330上。

请参照图4A至图4E，其分别绘示具有不同截面形状的第一耦接件的示意图。本实施例中，第一耦接件311及第二耦接件333两者较佳地系具有相同的截面形状，使得第一耦接件311可对应耦接于第二耦接件333，藉以将发光二极管310卡固于电路板330上。本实施例中对于第一耦接件311的截面形状及对应的第二耦接件333的截面形状不多加限制。第一耦接件311及第二耦接件333的截面可例如是四边形(如图3B所绘示)。如图4A所示，第一耦接件311及第二耦接件的截面为三边形截面351。或是如图4B所示的梯形截面353及图4C所示的菱形截面355。具体来说，第一耦接件311及第二耦接件333的截面只要是三边以上的多边形截面，皆可用于本发明的第一实施例中。另外，如图4D所示，第一耦接件311及第二耦接件333的截面亦可例如是椭圆形截面357，或是如图4E所示具有弧状的截面359。藉由例如图4A至图4E所揭示的截面的形状，第一耦接件311及第二耦接件333可防止发光二极管310相对于电路板330，产生方向x及方向y(绘示于图3B中)的位移，亦可防止发光二极管310相对于电路板330产生方向θ(绘示于图3B中)上的旋转。

关于本发明第一实施例的发光组件131的制造方法。发光二极管310是以表面粘着技术经由这些焊料垫331电性连接至电路板330。通常，这些焊料垫311较佳地为受热后系具有流动性及粘着性的锡膏。具体来说，首先，形成多个焊料垫331在电路板330上，这些焊料垫331对应至每个发光二极管310的导电区317及319的位置，以及电路板330上的导电接点的位置。之后，将发光二极管310配置于电路板330上，发光二极管310是以第一耦接件331耦合至第二耦接件333的方式，被放置于电路板330上。以使发光二极管310无法相对于电路板330产生偏移及旋转。接着，将电路板330及这些发光二极管310送入熔炉中以进行热处理的步骤，藉以利用焊料垫331接合发光二极管310及电路板330。本实施例中，藉由固定结构300的第一耦接件311及第二耦接件333相互耦接的方式，使得在焊料垫331在热处理中受热融化产生流动，或者热处理过后发生体积收缩时，发光二极管310不会沿方向x、方向y以及方向θ相对于电路板330产生位移或旋转。因此，在经过热处理的步骤后，依照本发明第一实施例的发光组件131中，每一个发光二极管310皆位于电路板330的预设位置上。

虽然本发明第一实施例的第二耦接件333，是以不设置在两焊料垫331的中心点331c的直线L0上做说明。然本发明所属技术领域中具有通常知识者可知，第二耦接件333亦可设置于直线L0上，且距离D10及D30亦可相同。只要是设置于两焊料垫333之间的多边形截面的第一耦接件331及与之对应设置的第二耦接件333，均可用于本实施例中。

依照本发明第一实施例的固定结构及应用这种结构的发光组件与液晶显示面板，分别在发光二极管310及电路板330上提供第一耦接件311及第二耦接件333。在进行发光二极管310的表面粘着技术的过程中，第一耦接件311与第二耦接件333耦合而形成固定结构300。使得发光二极管310无法相对于电路板330移动。确保每个发光二极管310皆得以位于电路板330的预设位置上，可提高发光组件131的品质，并且使得发光组件131不需进一步进行发光二极管310位置的检测或返工(rework)，可节省检测所需耗费的时间以及成本。

第二实施例

本实施例的显示装置与依照第一实施例的显示装置130(绘示于图1A中)不同之处主要在于固定结构的设计方式，其他相同的部分不再重复赘述，并且本实施例的附图中与上述依照本发明第一实施例的图式中相同的元件，沿用相同的元件标号。

请参照图5，其绘示了依照本发明第二实施例的发光组件的示意图。发光组件531包括多个发光二极管710及一电路板730。各发光二极管710具有两个第一耦接件711。电路板730具有多个焊料垫331及多个第二耦接件733。亦即，本实施例中固定结构700包括多个第一耦接件711以及多个第二耦接件733。各发光二极管710经由两个焊料垫331电性连接电路板730。当发光二极管710经由焊料垫311电性连接电路板730时，两个第二耦接件733对应耦接于两个第一耦接件711。根据上述方式，发光二极管710得以稳固地设置于电路板730上，避免发光二极管710在电路板730上产生位移或旋转。

具体来说，请同时参照图6A及图6B，图6A绘示了本发明第二实施例的发光二极管的示意图，图6B绘示了图5的电路板的上视图。发光二极管710包括外壳313、发光源315以及导电区317及319，电路板730还包括电路结构(未绘示于图中)。

其中，每一发光二极管710是以两个第一耦接件711，与电路板730的两个第二耦接件733互相卡合。在一较佳的实施例中，两个第一耦接件711为两凸块，两个第二耦接件733为两凹槽，且两个第二耦接件733皆位于两个焊料垫331之间。再者，如图6B所示，两个第二耦接件733的中心点733c可位于两个焊料垫331的两中心点331c连线所形成的直线L0上，亦可位于两个焊料垫331的两中心点331c连线所形成的直线L0之外，且第二耦接件733对称地位于两个焊料垫331之间。

此外，虽然本实施例的二个第一耦接件711是以凸块而二个第二耦接件733是以凹槽为例作说明，然于其它实施例中，第一耦接件也可以是凹槽而第二耦接件也可以是凸块。请参照图7，其绘示了第二实施例的第一耦接件与第二耦接件的另一实施例的示意图。发光组件831包括多个发光二极管810及一电路板830。各发光二极管810具有二个第一耦接件811，第一耦接件811为一凹槽。电路板830具有多个第二耦接件833，第二耦接件833为一凸块。亦即，图7的固定结构800包括多个第一耦接件811以及多个第二耦接件833。如此，发光二极管810仍可稳固地设置于电路板830上，避免发光二极管810在电路板830上产生位移或旋转。

有关于每个发光二极管710的两个第一耦接件711，以及与第一耦接件711对组的两个第二耦接件733，较佳地具有相同的截面形状，使得第一耦接件711可对应耦接于第二耦接件733，藉以将发光二极管710卡固于电路板730上。本实施例中对于第一耦接件711的截面形状及对应的第二耦接件733的截面形状不多加限制，类似第一实施例图4A至图4E所绘示的截面，以及圆形截面或其他的多边形截面，皆可用于本实施例中。

本发明第二实施例所揭示的固定结构及应用其的发光组件，每一发光二极管710透过两个第一耦接件711连接于电路板730上。任何形状的截面的耦接件711及733，只要是耦接件711及733得以彼此相互对组，并可用以将发光二极管710固定于电路板730的预设位置上，皆可用于本实施例中。本发明技术领域中具有通常知识者可知，虽然本发明第二实施例的发光二极管710系以两个第一耦接件711固设于电路板730上做说明，各个发光二极管亦可透过更多的耦接件固设于电路板上。

本发明上述实施例所揭示的固定结构及应用其的发光组件与液晶显示面板。其中于表面粘着技术，将发光二极管配置于电路板上的步骤时，藉由电性阻隔的第一耦接件及第二耦接件，使得将发光二极管可确保被设置在电路板的预设位置。在热处理的步骤中，发光二极管不受到焊料垫流动或收缩的影响，仍维持发光二极管于电路板上的预设位置。因此，本发明改善传统表面粘着技术易造成发光二极管偏位的问题。综上可知，本发明相较于传统的表面粘着技术，不仅可省略产品检视或返工(rework)的步骤，并可确保每一个发光二极管皆位于电路板的预设位置上。根据上述方式，本发明的发光组件系得以快速地制造且具有优良的品质。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的界定为准。

Claims (10)

1.一种固定结构，用以将一发光二极管固定于一电路板上，该发光二极管以表面粘着技术经由至少一对焊料垫电性连接于该电路板，该固定结构包括：

至少第一耦接件，位于该发光二极管上；以及

至少第二耦接件，位于该电路板上，当该发光二极管经由该对焊料垫电性连接于该电路板时，该第二耦接件对应耦接于该第一耦接件，

其中该第一耦接件及该第二耦接件与该发光二极管及该电路板电性阻隔，

其中该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，该第一耦接件为一凸块，该第二耦接件为一凹槽，且该凹槽位于该两焊料垫之间，其中该凹槽的中心点及该两个焊料垫的两中心点位在同一条直线上，且该凹槽的中心点至该两个焊料垫的两中心点不等距离。

2.如权利要求1所述的固定结构，其特征在于，该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，该固定结构包括两个该第一耦接件以及两个该第二耦接件，该两第二耦接件分别对应耦接于该两第一耦接件，该第一耦接件和该第二耦接件的截面是三边以上的多边形截面或椭圆形截面。

3.一种发光组件，用于一显示装置的一背光模块中，该发光组件包括：

多个发光二极管，各这些发光二极管具有至少第一耦接件；以及

一电路板，具有多个焊料垫及多个第二耦接件，这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板，当这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板时，这些第二耦接件对应耦接于这些第一耦接件，

其中，这些第一耦接件及这些第二耦接件与该发光二极管及该电路板电性阻隔，

其中该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，该第一耦接件为一凸块，该第二耦接件为一凹槽，且该凹槽位于该两焊料垫之间，其中该凹槽的中心点及该两个焊料垫的两中心点位在同一条直线上，且该凹槽的中心点至该两个焊料垫的两中心点不等距离。

4.如权利要求3所述的发光组件，其特征在于，该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，各该发光二极管具有两个该第一耦接件，该电路板具有两个该第二耦接件，该两第二耦接件分别对应耦接于该两第一耦接件，该第一耦接件和该第二耦接件的截面是三边以上的多边形截面或椭圆形截面。

5.一种显示装置，包括：

一显示面板；以及

一背光模块，设置于该显示面板的一侧，该背光模块包括一发光组件，该发光组件包括：

多个发光二极管，各这些发光二极管具有至少第一耦接件；及

一电路板，具有多个焊料垫及多个第二耦接件，这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板，当这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板时，这些第二耦接件对应耦接于这些第一耦接件，

其中，这些第一耦接件及这些第二耦接件与该发光二极管及该电路板电性阻隔，

其中各该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，该第一耦接件为一凹槽，该第二耦接件为一凸块，且该凸块位于该两焊料垫之间，其中该凹槽的中心点及该两个焊料垫的两中心点位在同一条直线上，且该凹槽的中心点至该两个焊料垫的两中心点不等距离。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，各该发光二极管具有两个该第一耦接件，该电路板具有两个该第二耦接件，该两第二耦接件分别对应耦接于该两第一耦接件，该第一耦接件和该第二耦接件的截面是三边以上的多边形截面或椭圆形截面。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该两第一耦接件为两个凸块，该两第二耦接件为两个凹槽，且该两凹槽位于该两焊料垫之间。

8.一种背光模块，设置于一显示装置的一显示面板的一侧，该背光模块包括：

一发光组件，包括：

多个发光二极管，各这些发光二极管具有至少第一耦接件；及

一电路板，具有多个焊料垫及多个第二耦接件，这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板，当这些发光二极管经由这些焊料垫电性连接于该电路板时，这些第二耦接件对应耦接于这些第一耦接件，并且，这些第一耦接件及这些第二耦接件与该发光二极管及该电路板电性阻隔；以及；

一导光板，邻近该发光组件设置，

其中各该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，该第一耦接件为一凹槽，该第二耦接件为一凸块，且该凸块位于该两焊料垫之间，其中该凹槽的中心点及该两个焊料垫的两中心点位在同一条直线上，且该凹槽的中心点至该两个焊料垫的两中心点不等距离。

9.如权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该发光二极管经由两个该焊料垫电性连接于该电路板，各该发光二极管具有两个该第一耦接件，该电路板具有两个该第二耦接件，该两第二耦接件分别对应耦接于该两第一耦接件，该第一耦接件和该第二耦接件的截面是三边以上的多边形截面或椭圆形截面。

10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，该两第一耦接件为两个凹槽，该两第二耦接件为两个凸块，且该两凸块位于该两焊料垫之间。

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