CN101162318A

CN101162318A - 具有植入式led的背光板结构及其制作方法

Info

Publication number: CN101162318A
Application number: CNA2006101359962A
Authority: CN
Inventors: 詹宗文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-16

Abstract

本发明公开了一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其包括有印刷电路板，该印刷电路板可设置有多个圆弧型凹杯，并且在印刷电路板上设置有背光板所需电路；该印刷电路板与圆弧型凹杯表面以溅镀方法布设有一层奈米金，在每一个圆弧型凹杯中，则植设有LED发光晶粒，且该LED发光晶粒是以高周波熔合定位在圆弧型凹杯中心中；在该LED发光晶粒上覆盖有荧光粉与硅胶混合物制成的荧光粉胶，而在该圆弧型凹杯与周围的印刷电路板表面，则包覆有透明硅胶形成的透光层。本发明能提高产品合格率及亮度、加工工艺性好，方便维护。

Description

具有植入式LED的背光板结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电子发光显示装置及其制作方法。

背景技术

目前的LCD背光板，主要是以白光CCFL(冷阴极灯管)为主，将CCFL设置在LCD背后，然后发光投射到导光板、扩散片、增光片后，再投光在LCD上，使LCD上的画面得以显现。而面对LCD尺寸愈做愈大，所需的CCFL与其驱动电路也必须有所增加。要达成大尺寸LCD的背光照明功能，必须将多个CCFL进行串/并联，然而，由于先天上的因素，CCFL具有以下缺点：

1.CCFL亮度不均，即使串/并联多个CCFL，在LCD的尺寸范围之内，其所能得到的亮度仍然不均，尤其对于大尺寸LCD更为明显；

2.CCFL寿命较短，约使用4000～6000小时就会开始亮度衰减，且不易更换，造成LCD的使用寿命大幅缩短；

3.CCFL色彩饱和度不足，其色温大约在4800K左右，故仅能达成NTSC所规范的色域在80％左右，特别对于红光的表现更差，无法满足高规格的色彩需求，例如面对仪器量测的情况与特定色彩表现的环境下，就能明显的发现其色彩缺失；

4.CCFL使用上较为耗电，且制作时内含有害物质「汞」，对于环境保护无疑是一种伤害，故京都预定书明订在2006年7月1日起禁制使用。因此，采用其它背光来源，乃为LCD发展的必然趋势。

5.CCFL使用时会产生紫外线，长期使用下对人类的眼睛会造成严重伤害。

目前业界普遍采用的技术，乃为利用LED(发光二极体)作为背光来源，LED应用在小尺寸的LCD荧幕上已有一段时间，例如手机、PDA上，近年来更由于技术提升，使LED的亮度大为提升，加上重量轻巧、坚固，且寿命较长，开机反应较快，故已成为许多大尺寸LCD的选择对象。

一般LED作为LCD背光来源的设置方法，是在LCD一侧或两侧装置数量不等的LED，当开启电源时，LED光源即投射在LCD上，使LCD上的影像得以显现。只是一般LED的光线并非均匀散射，而是集中在一小范围内，使该LED投射光线的LCD上有一区域特别明亮，但该明亮区域四周可看出明显的亮度衰减，且色彩亦无法均匀呈现。

为此，改善方法是将LED设置在LCD背光板后方，并且提高LED亮度，让光线得以均匀投射在LCD上。然而，采用LED的LCD背光板，其亮度取决于该LED的功率，当LED亮度提高时，相对地会产生更高的热量。而传统LCD背光板由于其散热方法不佳，故无法发挥LED的完整功能，特别是高亮度白光LED，造成整个LCD背光板的品质下降，且容易发生过热损坏的情形。

另外，传统LCD背光板的加工方法，其LED发光晶粒必须焊接在电路板上，不仅加工困难，降低合格率，且容易对电路板产生热破坏，使整个LCD背光板损坏。而传统LCD背光板由于亮度不佳，在LCD与LED发光晶粒之间尚设置有滤光片、扩散片与导光片等，让该导光片导引光源并均匀分布，再由扩散片进一步将光线均匀分散，并以滤光片过滤偏差的色光。这些外加结构都会提高LCD背光板的成本，有碍其产业的发展。

再者，前述任何LCD装置在部份背光板的元件发生损坏时，无法单独更换，而必须整体更换，成本甚高。且对于大尺寸LCD而言，仅因单一元件损换即必须淘汰，不仅浪费，且LCD废弃品亦会增加环保的负担。

有鉴于此，本案发明人即构思解决的方法，以特殊散热机制克服高功率LED发热故障及亮度衰减等问题，并进一步可以简化制程与提高产能，经过长期研发与实验后，终能成功研发完成本件具有植入式LED的背光板结构及其制作方法。

发明内容

本发明的主要目的即在于提供一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其通过特殊的散热机制，可大幅降低因热度产生的故障机率，以提高大尺寸LCD的合格率与亮度。

本发明的另一目的即在于提供一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其简化产品的整体结构，无需繁琐的加工过程，进而提高产能与产品品质。

本发明的再一目的即在于提供一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其可采小型模组生产，故在单一元件损坏时，可将损坏部份的模组直接更换，使大尺寸LCD的维护变为简便可行。

本发明的下一目的即在于提供一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其简化制作流程，没有焊接等加工过程或废弃物，符合环保要求。

可达成前述目的的一种具有植入式LED的背光板结构及其制作方法，其包括有印刷电路板，该印刷电路板可设置有多个圆弧型凹杯，并且在印刷电路板上设置有背光板所需电路；该印刷电路板与圆弧型凹杯表面以溅镀方法布设有一层奈米金，通过该奈米金层的良好导电性与导热性，使该LCD背光板的散热能力大增；而在每一个圆弧型凹杯中，植设有LED发光晶粒，由于奈米金层的建立，使该LED发光晶粒可高周波熔合并定位在圆弧型凹杯中，然后将导线延伸到电路板上；另在该LED发光晶粒上覆盖有荧光粉胶，是由适当比例的荧光粉与硅胶混合物制成，其可协助该LED发光晶粒发出高亮度均匀的白光；又在该圆弧型凹杯与周围的印刷电路板表面，包覆有透光层，该透光层可为透明硅胶，用来保护该圆弧型凹杯内的导线，同时将该LED发光晶粒的光线散射出去。

附图说明

图1为本发明具有植入式LED的背光板结构立体图；

图1A为图1的LED部份放大图；

图2为该具有植入式LED的背光板结构的剖面图；

图3为该具有植入式LED的背光板结构的散热原理图；

图4为该具有植入式LED的背光板结构的制作流程图；

图5为该具有植入式LED的背光板结构的组合例图；

图6为该具有植入式LED的背光板结构的另一实施例图；

图7为图6背光板结构的的组合例图；

图8为本发明应用于32时LCD背光板点测8小时的温度变化图；

图8A～H为图8不同位置的8小时温度变化图；

附图标记说明：

N1～N9 温度检测点

1 LCD背光板 2 印刷电路板

3 LED 31 圆弧型凹杯

32 LED发光晶粒 36 导线

37 荧光粉胶 38 透光层

4 奈米金 10 LCD背光板

具体实施方式

请参阅图1、图1A、图2所示，本发明提供一种具有植入式LED的背光板结构，在印刷电路板2上，设置有多个LED 3(发光二极体)，将此所形成的LCD背光板1，设置在LCD后方(图未示出)，通过多个LED 3发光投射在LCD上，以得到所需的色泽与亮度。

前述LED 3单元，包括有设置在该印刷电路板2上的圆弧型凹杯31，而该印刷电路板2中设置有背光板所需的电路；该印刷电路板2与圆弧型凹杯31表面，全面溅镀有一层奈米金4，由于奈米金4具有良好的导电与导热能力，故可提高该印刷电路板2的散热能力；在前述圆弧型凹杯31中，设置有LED发光晶粒32，由于奈米金4的布设，该LED发光晶粒32是以高周波熔合在圆弧型凹杯31的奈米金4层上固定，同时其导线33延伸到两侧的印刷电路板2上，通过该印刷电路板2上的电路提供LED发光晶粒32进行发光；而在该LED发光晶粒32上，另包覆有荧光粉胶34，该荧光粉胶34是由一定比例的荧光粉与硅胶混合物制成，其中该荧光粉是由欧斯朗公司授权，使其混合物得产生混色光坐标X＝0.33；Y＝0.33，8000K色温的单一波长白光，以形成所需的高亮度白光LED 3；而在该圆弧型凹杯31与周围的印刷电路板2表面，另外包覆有透光层35，该透光层35为透明硅胶，用来保护该圆弧型凹杯51内的导线33，同时将该LED发光晶粒52的光线散射出去。如此，因本发明可得到所需的高亮度白光，故仅需在LCD与LCD背光板之间设置扩散片即可，无需常用结构的滤光片、导光片结构，大幅简化产品结构。

通过上述的结构，本发明的散热效果如图3所示，其中该LED发光晶粒32所产生的热量，一部份可直接由底部的奈米金4与印刷电路板2排除，而往上与侧边的热量，则由于该圆弧型凹杯31产生涡流状的热对流现象，如此，大部份的热量在通过涡流状的路径后，会与该圆弧型凹杯31的奈米金4产生更多接触的机会，然后再由奈米金4与印刷电路板2进行排除。因此，本发明确可产生较一般常用结构更为显著的散热效果。

前述的本发明的制作方法如图4所示，包括：

a.在印刷电路板2上制作圆弧型凹杯31，并布设相关电路；

b.将该印刷电路板2与圆弧型凹杯31全面溅镀奈米金4；

c.将LED发光晶粒32植入并以高周波固定在圆弧型凹杯31的奈米金4表层上，并且布设导线33；

d.将荧光粉胶34包覆在LED发光晶粒32周围；

e.最后在圆弧型凹杯31与周围印刷电路板2上覆盖透光层35。

另外，如图5所示，本发明的LCD背光板1结构为小型的模组，可取适当大小的印刷电路板2，制作小型的LCD背光板1，再根据所需LCD尺寸，将多个小型LCD背光板1结合为大型LCD背光板1，如此可增加LCD生产的产能，以及提高合格率。

前述LCD背光板1的LED 3以平行式阵列布设，当然亦可如图6、图7所示，其LCD背光板1的LED 3呈交错式阵列布设，以提供不同的视觉感受。

经此完成的本发明，确可完成专利目的的高亮度、低发热效果，其详细温度变化如图8～图8H各图所示，发明人在本发明结构完成的32时LCD背光板10表面，由左而右、由上而下设置N1～N8号的温度检测点，以及对照的室温检测点N9，由实际位置推论，位在上方的温度检测点，其温度应高于下方的温度检测点，而无论是何方温度检测点，传统的LCD，通常会到达甚至超越100℃。故传统的LCD严禁使用者拆卸外壳包装，除预防电击意外，避免烫伤亦是重要因素。而通过本发明的结构，其温度很明显低于传统的设计，即使最高温亦在50℃上下。使本发明可以长期高亮度使用下，仍能维持长久的寿命，实为不可多得的优良发明。

Claims

1.一种具有植入式LED的背光板的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.在印刷电路板上制作圆弧型凹杯，并布设相关电路；

b.将该印刷电路板全面溅镀奈米金；

c.将LED发光晶粒植入该圆弧型凹杯中，并且布设导线；

d.将荧光粉胶包覆在LED发光晶粒周围；

e.最后在圆弧型凹杯与周围印刷电路板上覆盖透光层。

2.如权利要求1所述具有植入式LED的背光板的制作方法，其特征在于，所述LED发光晶粒是以高周波固定在圆弧型凹杯的奈米金表层上。

3.一种具有植入式LED的背光板结构，其特征在于，该背光板结构包括：

印刷电路板，其中设置有背光板所需电路；

多个圆弧型凹杯，是成型设置在该印刷电路板上；

一层奈米金，是以溅镀方式全面布设在印刷电路板与圆弧型凹杯表面；

多个LED发光晶粒，每一个LED发光晶粒是定位在圆弧型凹杯中，并将导线延申到印刷电路板上；

荧光粉胶，是包覆在LED发光晶粒上；

透光层，是包覆在该圆弧型凹杯与周围的印刷电路板表面进行保护。

4.如权利要求3所述具有植入式LED的背光板结构，其特征在于，所述荧光粉胶为荧光粉与硅胶混合物，使其形成混色光坐标X＝0.33；Y＝0.33，8000K色温的单一波长白光。

5.如权利要求3所述具有植入式LED的背光板结构，，其特征在于，所述透光层为透明硅胶。

6.如权利要求3所述具有植入式LED的背光板结构，其特征在于，所述LCD背光板结构是为小型的模组，可将多个小型LCD背光板结合为大型LCD背光板。