TWI407398B - 發光裝置，背光單元，以及印刷電路板 - Google Patents

Description

發光裝置,背光單元,以及印刷電路板

本發明涉及一種發光裝置、一背光單元、以及一印刷電路板，尤其涉及一種發光裝置；一背光單元；以及一印刷電路板，其包括能夠以次分割方式驅動之光線發射元件。

發光二極體(LEDs)為半導體發光裝置，其將電流轉換為光線以致於發射光線。此種使用GaAsP化合物半導體的紅色LED自從1962年在商業上可供使用，其已經與以一GaP：N為基礎的綠色LED一起使用作為電子裝置中之光源而用於影像顯示。

此外，由此種LED所發射光線之波長取決於使用以此種LED之的半導體材料。這是因為所發射光線之波長取決於半導體材料的能帶間隙，其代表價帶電子和導帶電子間之能量差。

此外，氮化鎵(GaN)化合物半導體使用於高功率電子裝置中，因為其顯示高熱穩定度與0.8至6.2eV寬的能帶間隙。此外，可以使用氮化鎵與其他元素例如銦(In)、鋁(Al)等組合，以製造能夠發出綠色、藍色、或白色光線之半導體層。

此外，可以藉由將氮化鎵與其他元素例如銦(In)、鋁(Al)等組合，以製造能夠發出綠色、藍色、或白色光線之半導體層。

因此，可以調整此藉由將GaN與其他適當元素組合所發射光線之波長。因此，當使用氮化鎵時，可以根據應用此LED裝置之特徵，而適當地決定所想要LED之材料。例如，可以製造用於光學紀錄之藍色LED、或用於取代發光燈管之白色LED。

因為可以發射白色光線，此白色光線可以使用於照明目的。例如，可以使用白光用於液晶顯示器(LCD)裝置之背光單元。此外，此LED裝置，為一光接收式平面顯示器，其本身並不具有光線發射能力。因為，此LCD裝置藉由使用背光單元(BLU)而形成影像。

更詳細而言，背光單元包括配置在基板上之複數個白色LED，以致於從白色LED所發射光線可以均勻地擴散。更詳細而言，第1圖說明習知技術LED背光單元之前端電路板。如同第1圖中顯示，六個電路板10安裝在背光單元的前表面。各電路板10包括：各LED所安裝之複數個裝配點11，及配置於電路板10一端之連接墊12，並電性連接至裝配點11。

此外，第1圖中顯示，連接器12配置在背光單元的相對橫端上，即，背光單元的左端和右端。第2圖說明電路板10之後表面。如同第2圖中所顯示，在將電路板10固定於背光單元之條件下，各電路板10經由連接器20與連接線21而連接至驅動板30。

第3圖說明連接器20的一連接狀態。這即是，第3圖對應於第2圖部分“a”之後表面。如同於第3圖中顯示，各連接器20包括：連接器主體22，與設置在此連接器主體22之第一與第二接腳23與24。第一接腳23連接至各連接線，而第二接腳24連接至有關電路板10之連接器12。因此，連接器20將有關電路板10連接至驅動板30。各第一接腳23與此等第二接腳24之一有關者整合為一體。

此外，各連接線21沿著有關電路板10之後表面延伸，且連接至驅動板30。因為電路板10緊密地配置，各連接線連接至各連接器20的連接必須僅在平行於有關電路板10平面之方向上達成，如同於第3圖中顯示。

這即是，在習知技術中的背光單元結構中，連接器20和連接線僅配置在電路板10的整個結構的左端和右端上，而不論背光單元之尺寸如何。

因此，習知技術中的LED背光單元無法具有根據所使用LCD面板尺寸而可以自由改變之尺寸。此外，對於具有小尺寸之背光單元，僅在背光單元的一側上配置此等連接器即足夠。然而，對於具有大尺寸的背光單元，因為電路板的尺寸必須隨著背光單元尺寸增加而成比例增加。

此外，對於LED背光單元，將LED安裝在電路板上，以致於可以將電路板組裝至背光單元。因此，當各電路板具有增加尺寸時，安裝在電路板上LED的數目必須增加。

同時，相同類型的LED由於其特性而在波長和亮度上有所不同。當此種差異增大時，在背光單元內會產生以增大的顏色偏差。除了使用上述習知技術電路板之大尺寸LED背光單元。因為對於一個電路板使用增加數量LED。顏色偏差發生之可能性增加。因此，具有增加尺寸之背光單元顯示增加的瑕疵率。

此外，對於使用上述電路板的大尺寸LED背光單元，發生色偏差的可能性增加，因為對於一電路板使用增加數量的LED。因此，所製造背光單元具有增加的瑕疵率。

此外，電路板尺寸增加將導致用於在電路板上安裝LED與其他元件所須設備尺寸增加，而此設備可以為例如為表面安裝設備，例如：一載入器，一螢幕列印器，一晶片安裝器，以及一回流裝置。因此，特別是由於大部份表面安裝設備的價格高，所以設備的成本增加。

因此，本發明的一個目的是提供一發光裝置、一背光單元、以及一印刷電路板，其實質上避免由於習知技術之限制與缺點所造成一個或更多個問題。

本發明的另一個目的是提供一發光裝置和一背光單元，其各包括：電路板，其可以被分割以具有減少尺寸，而可以獨立地驅動電路板；以及一印刷電路板，其可用於發光裝置和背光單元的各電路板。

為了達成根據本發明目之此等目的與其他優點，如同在此實施與廣泛說明者，本發明提供一觀點之背光單元，其包括：一電路板，其安裝具有LED並形成具有連接墊，而與發光二極體電性連接；一驅動器，其安裝在電路板的一表面上，並被組態以驅動LED；一連接器，耦接至電路板的連接墊，而具有朝向驅動器改變之連接方向；以及一連接線，用於將連接器連接至驅動器。

本發明另一觀點中，提供一背光單元，其包括：一電路板、其具有一第一表面、在其上安裝LED，一第二表面、在其上安裝用於驅動LED之一驅動器，以及連接墊、電性連接至LED；以及一連接器，耦接至連接墊，而具有一朝向第二表面改變之連接方向。

在還有另一觀點中，本發明提供一種印刷電路板，其包括：一連接器，此連接器包括複數個第一接腳、其連接至印刷電路板之一電路，以及複數個第二接腳，其當從第一接腳彎曲時從第一接腳延伸；以及一連接線，連接至連接器。

在還有另一觀點中，本發明提供一種發光裝置，其包括：一電路板，具有一安裝有LED的第一表面、和至少一個驅動器，此驅動器被組態以驅動LED、並將連接墊電性連接至LED；以及一連接器，其耦接至電路板的連接墊，連接器形成而具有朝電路板的第一表面之連接方向。

本發明之其他應用範圍將由以下詳細說明而為明顯。然而，應瞭解，此等詳細說明與特定例，雖然顯示本發明之較佳實施例，然而其僅作為說明而已，這是由於在本發明精神和範圍中之各種改變與修正、由於此詳細說明而對於熟習此技術人士為明顯。

此等所附圖式，其包括於此以提供本發明進一步瞭解，且併入於此以構成本說明書之一部份而說明實施例，以及與此說明一起用於解釋本發明實施例之原理。

現在詳細說明本發明較佳實施例，而在附圖中說明其例。

可以瞭解到當一元素，例如一層、區域、或基板被稱為在另一元素“上”時，其可以直接在另一元素、或亦可以存在中介元素。此外，應瞭解，雖然在此使用此等術語第一，第二等，以說明各種元件、成分、區域、層、和/或區段，然而，此等元件、成分、區域、層、和/或區段這些元件，成分，區域，層和/或部件並不並不受限於此等術語中。

第一實施例

參考第4圖，其說明此根據本發明實施例之一背光單元。此背光單元包括：配置於水平與垂直方向之複數個底板或電路板100。發光二極體(LEDs)安裝在背光單元之第一表面上。此背光單元亦包括驅動器300(第11圖)、其各藉由第二表面支撐。

此第一表面可以為各電路板100之前表面，而第二表面可以為各電路板100之後表面。以替代方式，第二表面可以為背光單元的一元件的一內表面或一外表面，背光單元與電路板105間隔特定距離。對於各電路板100，可以使用一印刷電路板。亦可使用其他型式底板。

以下結合一例子說明，其中，第一表面為各電路板100的前表面，而第二表面為各電路板105的後表面。

如同於第4圖中顯示，複數個裝配點110形成在各電路板100的前表面上，而一發光二極體(LED)安裝在各裝配點110上。在此實施例中，各電路板100的裝配點110水準和垂直配置在一起。連接墊120也形成在各電路板100的一側面末端，以便將電路板100連接至一驅動器。

當一印刷電路板用於各電路板100時，電路板100亦包括：連接部分(圖中未示)，其耦接裝配點110之LED；以及印刷線，將連接部分連接至連接墊120。

如同第5圖中所示，一連接器200也耦接至各電路板100之連接墊120。連接器200的連接方向可以從水準方向改變至垂直方向。因此，連接器200能夠以與電路板100有關平面平行方向以外方向，連接至有關驅動器300(第11圖)。

這即是，連接器200具有一終端，在平行於電路板100的平面方向上延伸，該電路板100處於電路板100的前側，而另一終端在垂直於電路板100的平面的方向中延伸，以致於可以連接至電路板100的後側。因此，連接器200能夠更加容易地將電路板100連接至驅動器。

因此，連接器200能夠耦接至包括多於兩行電路板100之電路板配置中之所有電路板100。這即是，連接器200不僅能夠耦接至電路板配置中最左與最右電路板100，而且亦可耦接至電路板配置中內部電路板100。

第6圖說明了電路板100的後表面。一驅動器300(第11圖)藉由連接線400(第11圖)連接至有關電路板100的後表面。因為各連接器200具有一連接部分，在垂直於電路板100的平面的方向上延伸，連接器200可能更加容易耦接至連接線，並因此耦接至驅動器300。

也就是，因為各連接器200的連接部分當觀看時曝露有關電路板100的後側，如同於第6圖中顯示，可以將連接線400直接地連接至連接器200，而無須改變連接線400的連接方向、或不使用任何各別工具(第8圖)。因此，電路板100的配置並不受限於連接器200之配置或連接線400之連接位置。

第7圖到第10圖說明各連接器200之詳細結構。更加詳細而言，且如同第10圖中顯示，各連接器200包括一連接體230，而複數個連接接腳210設置在連接體230。連接器200也耦接至一導線220(參考第7圖)

此外，第7圖為對應於第5圖中的部分“A”之放大圖，而第8圖為對應於第6圖中的部分“B”的放大圖。此外，如同第7圖中所示的連接接腳210適合與電路板100的連接墊120接觸。連接接腳210如第8圖所示，適合用於耦接至：此連接至驅動器300的連接線400，如同第11圖中所顯示。

如同於第10圖中顯示，連接器200的連接接腳210包括：第一接腳211，適用於連接至電路板100的連接墊210；以及第二接腳212朝向電路板100的後表面延伸，同時相對於第一接腳211彎曲。此外，第二接腳212較佳自第一接腳彎曲大約90度。

第一接腳211和第二接腳212可以由一導電材料製成，而可以形成以致於一個第一接腳212與一個第二接腳212具有一整體和彎曲的結構。連接接腳210，其具有這種結構，耦接至連接體230，以致於可以平行延伸。此外，各連接接腳210在垂直於電路板100的平面方向內彎曲。

在這個結構中，各連接器200可以藉由將連接線400(第11圖)分別連接至連接接腳210的垂直彎曲部分而連接至驅動器300。此外，因為各連接器200的連接接腳210向有關電路板100的後表面彎曲，能夠將連接器200連接至驅動器300，而確保背光單元的電路板100密集配置。因此，即使當各電路板100的尺寸為小時，可以將電路板100配置於各種配置中。

其次，第9圖為各連接器200至有路板100的一耦接狀態的側視圖。如同所顯示，連接器200包括一扣件201，適用於牢固耦接連接器200和至路板100、或背光單元的一外層。如第11圖所示，連接線400連接至連接器200的垂直彎曲部分，該連接器200耦接至各電路板100。連接線400也連接至驅動器300，該驅動器300適用於驅動安裝在電路板100上的LED。

更加詳細而言，第11圖說明電路板100的後表面。如同於第11圖中顯示，連接線410和連接線420連接至：位於驅動器300相對側之各驅動器300。因此，電路板100能夠藉由連接線400連接位於驅動器300的相對側之各驅動器300，以致於電路板100可以藉由驅動器300驅動。

在第11圖中，位於左邊兩個電路板行中之電路板100可一連接至且由左邊的驅動器300驅動，而在右邊兩個電路板行中電路板100可以連接至且被右邊的驅動器300驅動。這就是，此連接至相同驅動器300之在兩個電路板行中電路板100之一側、藉由第一連接線410連接至驅動器300的一側。此外，各驅動器300可以被組態而具有用於各電路100之各別結構。然而，驅動器300最好具有一整合結構，如同於第11圖中所示。

如同以上說明，LED安裝在配置於水平與垂直方向中之多個電路板100之前表面。而且，驅動器400藉由連接器200和連接線400而連接至電路板100。電路板100也配置在背光單元外層中。此外，擴散板或擴散透鏡可以配置在電路板100上，以便均勻擴散由LED所發射光線。

第二實施例

電路板100也可以配置在四個或更多個行。例如，第12圖說明可電路板100的一個6行配置。此外，連接器200耦接至各自的電路板100，以致於與在第一行、第二行，第三行、以及第四行中各電路板100連接之連接器200，配置在有關電路板100的左邊；而與在第五行與第六行中各電路板100有關之連接器200，配置在有關電路板100的右邊。各連接器200藉由連接線400而連接至驅動器300。各連接器200的位置可以改變。

如同第12圖中顯示，此連接至相同驅動器300之兩個電路板行中電路板100的一側、藉由第一連接線410而連接至驅動器300的一側，而電路板100的另一側藉由第二連接線420而連接至驅動器300的另一側。

連接器200可以具有與第7圖至第10圖中所示的連接器200相同結構。這即是，各連接器200具有：第一部分，其連接至在連接器200一側之有關電路板100之連接墊120；以及第二連接部分，其相對於第一連接部分彎曲一特定角度，以致於連接器200的連接方向線朝向電路板100的後側改變。因此，連接器200可以在電路板100的後側與連接線400連接。

如同以上說明，根據本發明，電路板100可以配置成複數個行。第11圖說明配置成4行與6列之複數個電路板100，而第12圖說明配置成6行與9列之複數個電路板100。

這即是，根據本發明的實施例，可以次分割電路板，以致於電路板100具有減小尺寸並配置成增加數目之行2或更多列。而且，電路板100可以配置成奇數行、例如3行或5行。

此外，當電路板100被次分割以具有減少尺寸時，可以執行晶片直接封裝(chip－on－board)式結構或直接成型(direct molding)式結構，因為電路板100的單元尺寸在全部電路板的結構中為小。

從以上說明而為明顯，此根據本發明之背光單元具有數個優勢。

這即是，在習知技術中之背光單元，僅有此種兩行配置為可能的，因為各連接線至各連接器之連接必須僅在平行於有關電路板(第2圖)平面的方向中達成，然而，根據本發明實施例，電路板100可以次分割，以致於電路板100具有減少的尺寸，以及可以配置與電路板100具有相同數目之驅動器300，以各驅動此經次分割電路板100。

此外，當電路板100在如同以上說明在次分割條件下驅動時，在背光單元操作期間可以大幅降低功率消耗。這是因為不論由後者電路板100所接收之影像信號、或當僅供應微電流至後者電路板100時，可以僅驅動此對應於明亮顯示之顯示螢幕部份之電路板100，而無須驅動此對應於顯示螢幕黑暗部份之電路板100。

在習知技術的背光單元的電路板結構中，無法將各電路板的尺寸減少至某一尺寸。因此，所有的電路板總是以相同亮度驅動。因此，習知技術背光單元的功率消耗非常高。

然而，根據本發明的實施例，因為可以有效地降低由於顏色偏差或製程誤差所造成LED的瑕疵率，所以具有優勢，這是因為可以獨立地驅動的各電路板100的尺寸為小。因為各電路板100的尺寸為小，可以使用現有的表面安裝設備製造背光單元，而無須使用各別大規模表面安裝設備。因此，根據減少尺寸的電路板100具有許多優勢。

此外，因為電路板100可以在一次分狀態下獨立驅動，可以實現立體感顯示幕幕。而且，此效應導致背光單元功率消耗之減少。

對於熟習此技術人士為明顯，可以對本發明作各種修正與變化，而不會偏離本發明之精神與範圍。因此，其用意為，本發明包括在所附申請專利範圍與其等同物之範圍中之本發明之修正與變化。

10．．．電路板

11．．．裝配點

12．．．連接墊

20．．．連接器

21．．．連接線

23．．．第一接腳

24．．．第二接腳

30．．．驅動板

100．．．電路板

105．．．電路板

110．．．裝配點

120．．．連接墊

200．．．連接器

201．．．扣件

210．．．連接接腳

211．．．第一接腳

212．．．第二接腳

220．．．導線

230．．．連接體

300．．．驅動器

400．．．連接線

410．．．第一連接線

420．．．第二連接線

第1圖為說明習知技術背光單元中所包括電路板前表面之平面圖；第2圖為說明習知技術背光單元之電路板的後表面之平面圖；第3圖為對應第2圖之部分“a”的放大透視圖；第4圖為說明根據本發明實施例電路板之前表面之平面圖；第5圖為說明根據本發明實施例中連接至電路板的連接器的平面圖；第6圖為說明根據本發明實施例電路板的後表面的平面圖；第7圖為對應於第5圖中的部分“A”的放大圖；第8圖為對應於第6圖中的部分“B”的放大圖；第9圖為根據本發明實施例連接至電路板的連接器之側視圖；第10圖為說明根據本發明實施例連接至電路板之連接器之透視圖；第11圖為說明根據本發明實施例電路板和驅動器背表面之平面圖；以及第12圖為說明根據本發明實施例電路板之背表面之平面圖。

100．．．電路板

110．．．裝配點

120．．．連接墊

Claims (18)

1. 一種背光單元，包括：至少一電路板，其安裝具有複數個發光二極體，且形成具有與該等發光二極體電性連接之複數個連接墊；至少一驅動器，安裝於該至少一電路板之一第一表面上，且被組態以驅動該等發光二極體；至少一連接器，耦接至該至少一電路板的該等連接墊，該至少一連接器具有朝向該至少一驅動器改變之連接方向；以及至少一連接線，用於將該至少一連接器連接至該至少一驅動器，其中，該至少一電路板包括複數個電路板，該等電路板具有配置於各行的複數個最左電路板、複數個最右電路板以及複數個內部電路板，以及其中，該至少一連接器包括複數個連接器，該等連接器分別地耦接至該等最左電路板、該等最右電路板以及該等內部電路板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該至少一驅動器安裝在該至少一電路板的相對於一第二表面的該第一表面上，該等發光二極體安裝在該至少一電路板的該第二表面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該至少一連接器包括一有角連接器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中該至少一連接器更包括：複數個第一接腳，其連接至該至少一電路板的該等連接墊；以及複數個第二接腳，當自該等第一接腳朝向該至少一電路板的該第一表面彎曲時，自該等第一接腳延伸。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光單元，其中 該至少一連接器更包括：一連接器體，對其固定該等第一接腳和該等第二接腳。
6. 如申請專利範圍第4項所述之背光單元，其中該等第二接腳自該等第一接腳彎曲大約90度。
7. 如申請專利範圍第4項所述之背光單元，其中該等第一接腳和該等第二接腳整合地形成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該至少一連接器耦接至形成在該至少一電路板之一導線。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該至少一連接線包括：連接至該至少一驅動器在該至少一驅動器的不同部分的複數個連接線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光單元，其中該等連接線更包括：複數個第一連接線，用於將該等電路板的一第一行連接至該至少一驅動器的一側；以及複數個第二連接線，用於將鄰接該等電路板的第一行的該等電路板的一第二行連接至該至少一驅動器的另一側。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該至少一驅動器包括複數個驅動器，該等電路板係各自地由該等驅動器中一相對應的驅動器所驅動。
12. 一種背光單元，包括：至少一電路板，其具有：一第一表面，在其上安裝有複數個發光二極 體；一第二表面，在其上安裝有至少一用於驅動該等發光二極體的驅動器；以及複數個連接墊，與該等發光二極體電性連接；以及至少一連接器，耦接至該等連接墊，該至少一連接器具有一朝向該至少一電路板的該第二表面而改變之連接方向，其中，該至少一電路板包括複數個連接至該至少一驅動器的電路板，該等電路板具有配置於各行的複數個最左電路板、複數個最右電路板以及複數個內部電路板，以及其中，該至少一連接器包括複數個連接器，該等連接器分別地耦接至該等最左電路板、該等最右電路板以及該等內部電路板。
13. 如申請專利範圍第12項所述之背光單元，其中該至少一連接器更包括：複數個第一接腳，連接至該至少一電路板的該等連接墊；以及複數個第二接腳，當自該等第一接腳朝向該至少一電路板的該第二表面彎曲時，自該等第一接腳延伸。
14. 如申請專利範圍第12項所述之背光單元，其中該至少一連接器更包括：至少一連接線，用於將該至少一連接器連接至該至少一驅動器。
15. 如申請專利範圍第12項所述之背光單元，其中該至少一連接器包括朝向該第二表面延伸的複數個連接接腳。
16. 一種發光裝置，包括：至少一電路板，具有：一第一表面，安裝有複數個發光二極體；至少一驅動器，被組態以驅動該等發光二極體；以及複數個連接墊，電性連接至該等發光二極體；以及至少一連接器，耦接至該至少一電路板的該等連接墊，該至少一連接 器具有一朝向該至少一電路板的一第二表面而改變之連接方向，其中，該至少一電路板包括複數個電路板，該等電路板具有配置於各行的複數個最左電路板、複數個最右電路板以及複數個內部電路板，以及其中，該至少一連接器包括複數個連接器，該等連接器分別地耦接至該等最左電路板、該等最右電路板以及該等內部電路板。
17. 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置，其中該至少一連接器更包括：複數個第一接腳，連接至該至少一電路板的該等連接墊；以及複數個第二接腳，當自該等第一接腳朝向該至少一電路板之該第二表面彎曲時，自該等第一接腳延伸。
18. 如申請專利範圍第16項所述之發光裝置，更包括：至少一連接線，用於將該至少一連接器連接至該至少一該驅動器。