固定結構及應用這種結構的發光組件與顯示裝置的製作方法

2023-04-23 10:51:41

專利名稱：固定結構及應用這種結構的發光組件與顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種固定結構及應用這種結構的發光組件與顯示裝置，且特別是有 關於一種發光二極體(light emitting diode， LED)的固定結構及應用這種結構的發光組 件與顯示裝置。
背景技術：
在顯示裝置中，由於液晶顯示面板無法自行發光，因此必須藉由背光模塊提供光 線至顯示面板。背光模塊的發光組件，通常應用冷陰極螢光管(cold cathodefluorescent lamp, CCFL)或發光二極體(light emitt ing diode， LED)為光源。由於發光二極體耗電 量低且亮度高，因此頗受業界青睞。 傳統具有發光二極體的發光組件的製造方法，包括將發光二極體逐一打線在電路 板上，及將所有發光二極體以表面粘著技術(Surface Mount Technique, SMT) —次形成於 電路板上的兩種方法。關於發光二極體的表面粘著技術，首先是在電路板上形成多個焊料 墊，接著將所有發光二極體放置於電路板上相對於焊料墊的位置，再將發光二極體與電路 板進行熱處理，例如是於錫爐中進行回焊的步驟，使發光二極體得以固定於焊料墊上，以使 發光二極體電性連接並固定至電路板。雖然表面粘著技術能以較快的速率製造發光組件， 然在熱處理的步驟中，焊料墊因相變化而具有流動性，有機會造成發光二極體相對於焊料 墊產生位移。另外，在熱處理後，焊料墊會產生收縮，此現象亦可能造成發光二極體偏移。因 此，表面粘著技術無法精準地控制發光二極體在電路板上的相對位置。使得利用表面粘著 技術製造的發光組件，需逐一地檢查各個發光二極體的位置，並將偏位的發光二極體移除 或重新調整，增加了品管的時間與成本，相當地不便。

發明內容
本發明提供一種固定結構及應用這種結構的發光組件與液晶顯示裝置，透過發光
二極體及電路板上的耦接件相互耦合，使得發光二極體得以設置於電路板的預設位置上。 本發明提出一種固定結構。固定結構用以將一發光二極體固定於一電路板上，發
光二極體以表面粘著技術經由至少一焊料墊電性連接於電路板。固定結構包括至少第一耦
接件及至少第二耦接件。第一耦接件位於發光二極體上。第二耦接件位於電路板上，當發
光二極體經由焊料墊電性連接於電路板時，第二耦接件對應耦接於第一耦接件。 本發明另提出一種發光組件。發光組件用於一顯示裝置的一背光模塊中。發光組
件包括多個發光二極體及一電路板。各發光二極體具有至少第一耦接件。電路板具有多個
焊料墊及多個第二耦接件。發光二極體經由這些焊料墊電性連接於電路板。當發光二極體
經由焊料墊電性連接於電路板時，第二耦接件對應耦接於第一耦接件。 本發明再提出一種顯示裝置。顯示裝置包括一顯示面板以及一背光模塊。背光模 塊設置於顯示面的一側，並且包括一發光組件。發光組件包括多個發光二極體及一電路板。 各發光二極體具有至少第一耦接件。電路板具有多個焊料墊及多個第二耦接件。發光二極體經由這些焊料墊電性連接於電路板。當發光二極體經由焊料墊電性連接於電路板時，第 二耦接件對應耦接於第一耦接件。 本發明又提出一種背光模塊。背光模塊設置於一顯示裝置的一顯示面板的一側。 背光模塊包括一發光組件及一導光板。發光組件包括多個發光二極體及一電路板。各發光 二極體具有至少一第一耦接件。電路板具有多個焊料墊及多個第二耦接件。發光二極體經 由這些焊料墊電性連接於電路板。當發光二極體經由焊料墊電性連接於電路板時，第二耦 接件對應耦接於第一耦接件。導光板鄰近發光組件設置。 為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合附圖，作詳細 說明如下


圖1A繪示了依照本發明第一實施例的液晶顯示面板的示意圖。 圖IB繪示了圖1A的發光組件的示意圖。 圖2繪示了第一實施例的第一耦接件與第二耦接件的另一實施例的示意圖。 圖3A繪示了本發明第一實施例的發光二極體的示意圖。 圖3B繪示了圖IB的電路板的上視圖。 圖4A至4E分別繪示了具有不同截面形狀的第一耦接件的示意圖。 圖5繪示了依照本發明第二實施例的發光組件的示意圖。 圖6A繪示了本發明第二實施例的發光二極體的示意圖。 圖6B繪示了圖5的電路板的上視圖。 圖7繪示了第二實施例的第一耦接件與第二耦接件的另一實施例的示意圖。 主要元件符號說明 IO:液晶顯示裝置 90 :光線 IIO:液晶顯示面板 130 :背光模塊 131 、531 :發光組件 133、135、137 :光學膜片 139 :導光板 200、300、700、800 :固定結構 210、310、210、710、810 :發光二極體 211、311、711、811 :第一耦接件 313 :外殼 315 :發光源 317、319:導電區 230 、 330 、 730 、 830 :電路板 331 :焊料墊 331c、333c、733c :中心點 233、333、733、833 :第二耦接件
351 :三邊形截面 353 :梯形截面 355 :菱形截面 357:橢圓形截面 359 :弧狀之截面 L0 :直線 D10、D30:距離 x、y、 9 :方向
具體實施例方式
本發明主要提出一種固定結構及應用這種結構的發光組件與顯示裝置。固定結構 用以將一發光二極體(light emitting diode， LED)固定於一電路板上，發光二極體以表面 粘著技術(Surface Mount Technique, SMT)經由至少一焊料墊電性連接於電路板。固定結 構包括至少第一耦接件及至少第二耦接件。第一耦接件位於發光二極體上。第二耦接件位 於電路板上，當發光二極體經由焊料墊電性連接於電路板時，第二耦接件對應耦接於第一 耦接件。以下各實施例將說明根據本發明的固定結構及應用這種結構的發光組件與液晶顯 示面板的具體實施方式
，然實施例所提出的內容，僅為本發明舉例說明之用，並非作為限縮 本發明保護範圍之用，本發明所保護的範圍應以權利要求書範圍為準。再者，實施例的圖示 已省略不必要的元件，以清楚顯示本發明的技術特點。
第一實施例 請參照圖1A，其繪示了依照本發明第一實施例的顯示面板的示意圖。顯示裝置10 包括一顯示面板110以及一背光模塊130。背光模塊130設置於顯示面板110的一側，並且 包括一發光組件131。背光模塊130的一導光板139鄰近發光組件131設置且用以產生一 光線90。光線90穿透過導光板139及多個光學膜片133、 135及137，並且經由此些光學膜 片133、 135及137改變其光學特性，之後光線90再穿透通過顯示面板110以產生畫面。
接著，請參照圖IB，其繪示了圖1A的發光組件的示意圖。發光組件131包括多個 發光二極體310及一電路板330。本實施例中發光二極體310例如是以排成一列的方式設 置於長條形的電路板330上，使得發光組件131形成一條狀的發光組件131。各發光二極 管310具有第一耦接件311。電路板330具有多個焊料墊331及多個第二耦接件333。各 發光二極體310經由這些焊料墊331，電性連接於電路板330。 一般來說，一個發光二極體 310是由兩個焊料墊331電性連接電路板330。當發光二極體310經由焊料墊331電性連 接電路板330時，第二耦接件333對應耦接於第一耦接件311。在一較佳的實施方式中，第 一耦接件311為一凸塊，第二耦接件333為一凹槽。根據上述方式，發光二極體310得以藉 由第一耦接件311及第二耦接件333所形成的固定結構300，穩固地設置於電路板330上， 避免發光二極體311相對於電路板330產生偏位。其中，第一耦接件331及第二耦接件333 兩者較佳地與發光二極體310及電路板330電性阻隔。 此外，雖然本實施例的第一耦接件是以凸塊而第二耦接件是以凹槽為例作說明， 然於其它實施例中，第一耦接件也可以是凹槽而第二耦接件也可以是凸塊。請參照圖2，其 繪示了第一實施例的第一耦接件與第二耦接件的另一實施例的示意圖。發光組件231包括多個發光二極體210及一電路板230。各發光二極體210具有第一耦接件211，第一耦接件 311為一凹槽。電路板230具有多個第二耦接件233，第二耦接件233為一凸塊。如此，發 光二極體210仍可藉由第一耦接件211及第二耦接件233所形成的固定結構200，穩固地設 置於電路板230上，避免發光二極體211相對於電路板230產生偏位。
具體來說，請同時參照圖3A及圖3B，圖3A繪示了本發明第一實施例的發光二極 管的示意圖，圖3B繪示了圖2B的電路板330的上視圖。發光二極體310還包括外殼313、 發光源315以及導電區317及319，電路板330還包括電路結構(未繪示於圖中)。發光源 315用以產生光線90(繪示於圖1A中)，外殼313是用以保護髮光源315。導電區317及 319分別接觸電路板330的焊料墊331。電路板330的電路結構用以透過焊料墊331及導 電區317及319電連接於發光二極體310，藉以使發光二極體310產生光線90。
再者，如圖3A及圖3B所示，第二耦接件333位於兩焊料墊331之間。再者，第二 耦接件333的一中心點333c及兩個焊料墊331的兩中心點331c不在同一條直線上。也就 是說，兩個焊料墊331的兩中心點331c連線所形成的一直線L0，並未通過第二耦接件333 的中心點333c。另外，第二耦接件333的中心點333c至兩個焊料墊331的兩中心點331c 各具有距離D10及D30，距離D10及D30兩者可不相等。由於發光二極體310在進行表面 粘著至電路板330時需具有一致的方向，當距離D10及D30兩者不相等時，可確保發光二極 管310的導電區域317及319以正確的方向連接於兩焊料墊331而不會發生方向相反的組 裝，藉以將發光二極體310依照正確的電性極性設置於電路板330上。
請參照圖4A至圖4E，其分別繪示具有不同截面形狀的第一耦接件的示意圖。本實 施例中，第一耦接件311及第二耦接件333兩者較佳地系具有相同的截面形狀，使得第一耦 接件311可對應耦接於第二耦接件333，藉以將發光二極體310卡固於電路板330上。本實 施例中對於第一耦接件311的截面形狀及對應的第二耦接件333的截面形狀不多加限制。 第一耦接件311及第二耦接件333的截面可例如是四邊形(如圖3B所繪示)。如圖4A所 示，第一耦接件311及第二耦接件的截面為三邊形截面351。或是如圖4B所示的梯形截面 353及圖4C所示的菱形截面355。具體來說，第一耦接件311及第二耦接件333的截面只 要是三邊以上的多邊形截面，皆可用於本發明的第一實施例中。另外，如圖4D所示，第一耦 接件311及第二耦接件333的截面亦可例如是橢圓形截面357，或是如圖4E所示具有弧狀 的截面359。藉由例如圖4A至圖4E所揭示的截面的形狀，第一耦接件311及第二耦接件 333可防止發光二極體310相對於電路板330，產生方向x及方向y (繪示於圖3B中)的位 移，亦可防止發光二極體310相對於電路板330產生方向e (繪示於圖3B中)上的旋轉。
關於本發明第一實施例的發光組件131的製造方法。發光二極體310是以表面粘 著技術經由這些焊料墊331電性連接至電路板330。通常，這些焊料墊311較佳地為受熱後 系具有流動性及粘著性的錫膏。具體來說，首先，形成多個焊料墊331在電路板330上，這 些焊料墊331對應至每個發光二極體310的導電區317及319的位置，以及電路板330上 的導電接點的位置。之後，將發光二極體310配置於電路板330上，發光二極體310是以第 一耦接件331耦合至第二耦接件333的方式，被放置於電路板330上。以使發光二極體310 無法相對於電路板330產生偏移及旋轉。接著，將電路板330及這些發光二極體310送入 熔爐中以進行熱處理的步驟，藉以利用焊料墊331接合發光二極體310及電路板330。本實 施例中，藉由固定結構300的第一耦接件311及第二耦接件333相互耦接的方式，使得在焊料墊331在熱處理中受熱融化產生流動，或者熱處理過後發生體積收縮時，發光二極體310 不會沿方向x、方向y以及方向e相對於電路板330產生位移或旋轉。因此，在經過熱處理 的步驟後，依照本發明第一實施例的發光組件131中，每一個發光二極體310皆位於電路板 330的預設位置上。 雖然本發明第一實施例的第二耦接件333，是以不設置在兩焊料墊331的中心點 331c的直線LO上做說明。然本發明所屬技術領域中具有通常知識者可知，第二耦接件333 亦可設置於直線LO上，且距離D10及D30亦可相同。只要是設置於兩焊料墊333之間的多 邊形截面的第一耦接件331及與之對應設置的第二耦接件333，均可用於本實施例中。
依照本發明第一實施例的固定結構及應用這種結構的發光組件與液晶顯示面板， 分別在發光二極體310及電路板330上提供第一耦接件311及第二耦接件333。在進行發 光二極體310的表面粘著技術的過程中，第一耦接件311與第二耦接件333耦合而形成固 定結構300。使得發光二極體310無法相對於電路板330移動。確保每個發光二極體310 皆得以位於電路板330的預設位置上，可提高發光組件131的品質，並且使得發光組件131 不需進一步進行發光二極體310位置的檢測或返工(rework)，可節省檢測所需耗費的時間 以及成本。 第二實施例 本實施例的顯示裝置與依照第一實施例的顯示裝置130 (繪示於圖1A中)不同之
處主要在於固定結構的設計方式，其他相同的部分不再重複贅述，並且本實施例的附圖中
與上述依照本發明第一實施例的圖式中相同的元件，沿用相同的元件標號。 請參照圖5，其繪示了依照本發明第二實施例的發光組件的示意圖。發光組件531
包括多個發光二極體710及一電路板730。各發光二極體710具有兩個第一耦接件711。電
路板730具有多個焊料墊331及多個第二耦接件733。亦即，本實施例中固定結構700包括
多個第一耦接件711以及多個第二耦接件733。各發光二極體710經由兩個焊料墊331電
性連接電路板730。當發光二極體710經由焊料墊311電性連接電路板730時，兩個第二耦
接件733對應耦接於兩個第一耦接件711 。根據上述方式，發光二極體710得以穩固地設置
於電路板730上，避免發光二極體710在電路板730上產生位移或旋轉。 具體來說，請同時參照圖6A及圖6B，圖6A繪示了本發明第二實施例的發光二極體
的示意圖，圖6B繪示了圖5的電路板的上視圖。發光二極體710包括外殼313、發光源315
以及導電區317及319，電路板730還包括電路結構(未繪示於圖中)。 其中，每一發光二極體710是以兩個第一耦接件711，與電路板730的兩個第二耦
接件733互相卡合。在一較佳的實施例中，兩個第一耦接件711為兩凸塊，兩個第二耦接件
733為兩凹槽，且兩個第二耦接件733皆位於兩個焊料墊331之間。再者，如圖6B所示，兩
個第二耦接件733的中心點733c可位於兩個焊料墊331的兩中心點331c連線所形成的直
線LO上，亦可位於兩個焊料墊331的兩中心點331c連線所形成的直線LO之外，且第二耦
接件733對稱地位於兩個焊料墊331之間。 此外，雖然本實施例的二個第一耦接件711是以凸塊而二個第二耦接件733是以 凹槽為例作說明，然於其它實施例中，第一耦接件也可以是凹槽而第二耦接件也可以是凸 塊。請參照圖7，其繪示了第二實施例的第一耦接件與第二耦接件的另一實施例的示意圖。 發光組件831包括多個發光二極體810及一電路板830。各發光二極體810具有二個第一耦接件811，第一耦接件811為一凹槽。電路板830具有多個第二耦接件833，第二耦接件 833為一凸塊。亦即，圖7的固定結構800包括多個第一耦接件811以及多個第二耦接件 833。如此，發光二極體810仍可穩固地設置於電路板830上，避免發光二極體810在電路 板830上產生位移或旋轉。 有關於每個發光二極體710的兩個第一耦接件711，以及與第一耦接件711對組的 兩個第二耦接件733，較佳地具有相同的截面形狀，使得第一耦接件711可對應耦接於第二 耦接件733，藉以將發光二極體710卡固於電路板730上。本實施例中對於第一耦接件711 的截面形狀及對應的第二耦接件733的截面形狀不多加限制，類似第一實施例圖4A至圖4E 所繪示的截面，以及圓形截面或其他的多邊形截面，皆可用於本實施例中。
本發明第二實施例所揭示的固定結構及應用其的發光組件，每一發光二極體710 透過兩個第一耦接件711連接於電路板730上。任何形狀的截面的耦接件711及733，只要 是耦接件711及733得以彼此相互對組，並可用以將發光二極體710固定於電路板730的 預設位置上，皆可用於本實施例中。本發明技術領域中具有通常知識者可知，雖然本發明第 二實施例的發光二極體710系以兩個第一耦接件711固設於電路板730上做說明，各個發 光二極體亦可透過更多的耦接件固設於電路板上。 本發明上述實施例所揭示的固定結構及應用其的發光組件與液晶顯示面板。其中 於表面粘著技術，將發光二極體配置於電路板上的步驟時，藉由電性阻隔的第一耦接件及 第二耦接件，使得將發光二極體可確保被設置在電路板的預設位置。在熱處理的步驟中，發 光二極體不受到焊料墊流動或收縮的影響，仍維持發光二極體於電路板上的預設位置。因 此，本發明改善傳統表面粘著技術易造成發光二極體偏位的問題。綜上可知，本發明相較於 傳統的表面粘著技術，不僅可省略產品檢視或返工(rework)的步驟，並可確保每一個發光 二極體皆位於電路板的預設位置上。根據上述方式，本發明的發光組件系得以快速地製造 且具有優良的品質。 綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明。本發 明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動 與潤飾。因此，本發明的保護範圍應以權利要求書的界定為準。
權利要求
一種固定結構，用以將一發光二極體固定於一電路板上，該發光二極體以表面粘著技術經由至少一對焊料墊電性連接於該電路板，該固定結構包括至少第一耦接件，位於該發光二極體上；以及至少第二耦接件，位於該電路板上，當該發光二極體經由該焊料墊電性連接於該電路板時，該第二耦接件對應耦接於該第一耦接件。
2. 如權利要求1所述的固定結構，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電性 連接於該電路板，該第一耦接件為一凸塊，該第二耦接件為一凹槽，且該凹槽位於該兩焊料 墊之間，其中該凹槽的中心點及該兩個焊料墊的兩中心點位在同一條直線上，且該凹槽的 中心點至該兩個焊料墊的兩中心點不等距離。
3. 如權利要求1所述的固定結構，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電性 連接於該電路板，該固定結構包括兩個該第一耦接件以及兩個該第二耦接件，該兩第二耦 接件分別對應耦接於該兩第一耦接件。
4. 一種發光組件，用於一顯示裝置的一背光模塊中，該發光組件包括 多個發光二極體，各這些發光二極體具有至少第一耦接件；以及一電路板，具有多個焊料墊及多個第二耦接件，這些發光二極體經由這些焊料墊電性 連接於該電路板，當這些發光二極體經由這些焊料墊電性連接於該電路板時，這些第二耦 接件對應耦接於這些第一耦接件。
5. 如權利要求4所述的發光組件，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電性連接於該電路板，該第一耦接件為一凸塊，該第二耦接件為一凹槽，且該凹槽位於該兩焊料 墊之間，其中該凹槽的中心點及該兩個焊料墊的兩中心點位在同一條直線上，且該凹槽的 中心點至該兩個焊料墊的兩中心點不等距離。
6. 如權利要求4所述的發光組件，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電性 連接於該電路板，該固定結構包括兩個該第一耦接件以及兩個該第二耦接件，該兩第二耦 接件分別對應耦接於該兩第一耦接件。
7. —種顯示裝置，包括 一顯示面板；以及一背光模塊，設置於該顯示面板的一側，該背光模塊包括一發光組件，該發光組件包括多個發光二極體，各這些發光二極體具有至少第一耦接件；及一電路板，具有多個焊料墊及多個第二耦接件，這些發光二極體經由這些焊料墊電性 連接於該電路板，當這些發光二極體經由這些焊料墊電性連接於該電路板時，這些第二耦 接件對應耦接於這些第一耦接件。
8. 如權利要求7所述的顯示裝置，其特徵在於，各該發光二極體經由兩個該焊料墊電性連接於該電路板，該第一耦接件為一凹槽，該第二耦接件為一凸塊，且該凸塊位於該兩焊 料墊之間，其中該凹槽的中心點及該兩個焊料墊的兩中心點位在同一條直線上，且該凹槽 的中心點至該兩個焊料墊的兩中心點不等距離。
9. 如權利要求7所述的顯示裝置，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電性 連接於該電路板，各該發光二極體具有兩個該第一耦接件，該電路板具有兩個該第二耦接 件，該兩第二耦接件分別對應耦接於該兩第一耦接件。
10. 如權利要求9所述的顯示裝置，其特徵在於，該兩第一耦接件為兩個凸塊，該兩第 二耦接件為兩個凹槽，且該兩凹槽位於該兩焊料墊之間。
11. 一種背光模塊，設置於一顯示裝置的一顯示面板的一側，該背光模塊包括 一發光組件，包括多個發光二極體，各這些發光二極體具有至少第一耦接件；及一電路板，具有多個焊料墊及多個第二耦接件，這些發光二極體經由這些焊料墊電性 連接於該電路板，當這些發光二極體經由這些焊料墊電性連接於該電路板時，這些第二耦 接件對應耦接於這些第一耦接件；以及；一導光板，鄰近該發光組件設置。
12. 如權利要求11所述的背光模塊，其特徵在於，各該發光二極體經由兩個該焊料墊 電性連接於該電路板，該第一耦接件為一凹槽，該第二耦接件為一凸塊，且該凸塊位於該兩 焊料墊之間，其中該凹槽的中心點及該兩個焊料墊的兩中心點位在同一條直線上，且該凹 槽的中心點至該兩個焊料墊的兩中心點不等距離。
13. 如權利要求11所述的背光模塊，其特徵在於，該發光二極體經由兩個該焊料墊電 性連接於該電路板，各該發光二極體具有兩個該第一耦接件，該電路板具有兩個該第二耦 接件，該兩第二耦接件分別對應耦接於該兩第一耦接件。
14. 如權利要求13所述的背光模塊，其特徵在於，該兩第一耦接件為兩個凹槽，該兩第二耦接件為兩個凸塊，且該兩凸塊位於該兩焊料墊之間。
全文摘要
一種固定結構及應用這種結構的發光組件與顯示裝置。顯示裝置包括一顯示面板以及一背光模塊。背光模塊設置於顯示面板的一側，並且包括一發光組件，發光組件包括多個發光二極體及一電路板。各發光二極體具有至少第一耦接件。電路板具有多個焊料墊及至少第二耦接件。此些發光二極體經由這些焊料墊電性連接於電路板。當發光二極體經由焊料墊電性連接於電路板時，第二耦接件對應耦接於第一耦接件。
文檔編號H05K1/18GK101730393SQ20081017504
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者許新發 申請人:奇美電子股份有限公司