CN101826593B - 有助于减小发光设备的厚度并且具有高通用性的布线板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种布线板和一种发光设备。布线板包括FFC(10)和作为分段部的通孔部(20)。通孔部(20)将FFC(10)的导电图案(12)分割成多个导电图案段(12a)。导电图案段(12a)连接发光元件(60)，从而使发光元件(60)相互串联连接。

Description

有助于减小发光设备的厚度并且具有高通用性的布线板

本申请基于并主张2009年3月6日提出申请的日本专利申请No.2009-53677的优先权权益，该申请的公开内容通过引用在此全文并入。

技术领域

本发明涉及用于电连接多个发光元件的布线装置，并且具体地涉及一种具有FFC(柔性扁平电缆)的布线板和一种具有上述布线板和发光元件的发光设备。

背景技术

在近来的发光装置中，为了实现尺寸和重量的减少、电力的节省、耐久性和可维护性的改进、成本的减少、色调和亮度的精确控制等，传统发光装置逐渐被固态发光元件替代。传统发光装置例如是诸如电灯泡和冷阴极管的一种真空管。固态发光元件例如是LED(发光二极管)或类似元件。

作为具体示例，将要考虑液晶显示器的背光。对于小尺寸显示器来说，LED或EL(电发光)已经使用了相对较长的时间。另一方面，对于大尺寸显示器来说，代替使用冷阴极管的传统发光设备，近来已经广泛地使用多个发光设备的阵列，所述多个发光设备中的每一个都包括布置成阵列或成行布置的多个LED。

这里，包括成行布置或布置成阵列的发光元件的发光设备除了诸如LED的发光元件之外还具有布线装置，所述布线装置用于将发光元件以串联或并联的方式彼此电连接，以便将发光元件一起连接到电源或发光控制电路。

作为包括布置成阵列的发光元件的发光设备的布线装置，使用设置有用于将发光元件相互连接的导电图案的印刷电路板。

作为包括成行布置的发光元件的发光设备的布线装置，例如，JP-A-2008-218013(文献1)公开了一种在用于在室内或室外延伸的照明系统中使用的带状发光设备中使用的布线电缆。布线电缆是被单个护套或涂层覆盖的一种平坦导线(flat harness)。布线电缆具有多对切除部，所述切除部在所述布线电缆的横向侧形成在多个位置处。然后，多个LED模块，所述多个LED模块中的每一个都与具有一对突起部的树脂保持部一体形成，固定到布线电缆，使得突起部配合到切除部。

然而，对于每一种尺寸的液晶显示器来说，需要单独设计和制造使用印刷电路板的布线装置。因此，布线装置的通用性较低并且在价格性能方面不占优势。

另一方面，文献1中公开的布线电缆被认为在当使用时被变化成各种形状的带状发光设备中使用。因此，布线电缆不适于必须以精确尺寸制造并且稳定或固定安装的发光设备，例如，诸如液晶显示器的电子器件的背光。另外，LED模块的树脂保持部和导线的总厚度变成减少液晶显示器的轮廓的瓶颈，在近年来越来越需要减少液晶显示器的轮廓。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种有助于减小发光设备的厚度并且具有高通用性并将多个发光元件相互连接的布线板。

本发明的另一个目的是提供一种具有上述布线板的发光设备。

根据本发明，提供一种将多个发光元件相互电连接的布线板。布线板包括：FFC(柔性扁平电缆)，所述FFC设置有绝缘底板膜和导电图案，所述导电图案形成在绝缘底板膜上；和分段部，所述分段部将FFC的导电图案分割成多个导电图案段。导电图案段连接发光元件，从而将发光元件相互串联连接。

导电图案可以包括相互平行延伸的一对第一图案元件和第二图案元件。第一图案元件和第二图案元件中的每一个都具有一个或多个分段部。第一图案元件和第二图案元件上的分段部被交替布置。第一图案元件的导电图案段中的每一个和第二图案元件的导电图案段中的每一个交替连接发光元件，从而将发光元件相互串联连接。

FFC还可以包括绝缘覆盖膜，所述绝缘覆盖膜面对绝缘底板膜，且导电图案夹在所述绝缘覆盖膜与所述绝缘底板膜之间。分段部形成在导电图案内以及绝缘底板膜和绝缘覆盖膜中的至少一个内。绝缘覆盖膜具有切除部，所述切除部与导电图案和发光元件将相互电连接的位置相对应地形成，使得导电图案在所述位置处被暴露。

FFC还可以包括第二导电图案，所述第二导电图案形成为与作为第一导电图案的导电图案平行。第一和第二导电图案通过在FFC的一端处的导电构件相互连接，使得第一和第二导电图案在FFC的另一端处用作一对供电连接盘，所述一对供电连接盘将电力供应给相互串联连接的发光元件。

布线板还可以包括端部加强板，所述端部加强板在FFC的另一端处连接到绝缘底板膜的后表面，并且增强供电连接盘。FFC的另一端用作供电引线，供电引线插入到FFC连接器和从所述FFC连接器拉出。

发光元件中的每一个都具有一对供电端子和散热金属构件，所述一对供电端子形成在发光元件的底面上，所述散热金属构件形成在供电端子之间。第一图案元件的导电图案段或第二图案元件的导电图案段通过焊接连接到供电端子中的一个和连接到散热金属构件。

布线板还可以包括加强框架，所述加强框架在至少包括将要安装发光元件的位置的区域内连接到FFC的绝缘底板膜的后表面，并且增强FFC。

至少绝缘覆盖膜的前表面可以反射从发光元件发射的光。

绝缘底板膜可以透射用于激光焊接的激光。

根据本发明，还提供了一种发光设备，所述发光设备包布线板和通过所述布线板相互串联连接的发光元件。

所述发光设备可以包括相互平行布置的多个布线板和通过所述布线板中的每一个相互串联连接的发光元件。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的布线板的俯视图；

图1B是显示布线板的通孔部的放大俯视图；

图1C是用于说明布线板的FFC的结构的立体图；

图1D是FFC的俯视图；

图1E是包括安装在布线板上的发光元件的发光设备的俯视图；

图1F是发光设备的等效电路图；

图2A是根据本发明的第二实施例的布线板的俯视图；

图2B是用于说明布线板的FFC的结构的立体图；

图2C是包括安装在布线板上的发光元件的发光设备的俯视图；

图2D是发光设备的等效电路图；

图3是显示使用图2C中所示的发光设备的示例的视图；

图4A是应用根据本发明的第三实施例的布线板的发光元件的顶部立体图；

图4B是图4A中所示的发光元件的底部立体图；以及

图4C是显示用于说明如何使用布线板的特征部分的底部放大立体图。

具体实施方式

根据本发明的将多个发光元件相互连接的布线板是将发光元件相互电连接的一种布线装置。

具体地，根据本发明的布线板包括具有绝缘底板膜和形成在绝缘底板膜上的导电图案的FFC(柔性扁平电缆)和分段部，所述分段部将FFC的导电图案分割成多个导电图案段。导电图案段中的每一个都将发光元件相互连接，使得发光元件相互串联连接。

FFC具有几十μm的非常薄的厚度。因此，与具有导电线的电缆用作导体的情况相比较，具有布线板的发光设备具有可以被减小到近似发光元件的高度的高度。

此外，使用导电图案作为将发光元件相互连接的导体，FFC基本上具有所述导电图案并且通过冲压分割所述导电图案。因此，没有必要将印刷电路板蚀刻成具体图案或将金属板冲压成具体图案，以将发光元件相互连接。因此，可以使用被切割成预定长度的标准通用FFC。因此，通用性较高。

以下参照附图详细说明根据本发明的布线板的更加具体的实施例。

第一实施例：

参照图1A-1F，根据本发明的第一实施例的布线板适于将作为多个发光元件的四个LED芯片60(图1E和图1F)相互电连接。LED芯片60中的每一个都具有形成在所述LED芯片的底面上的阴极端子和阳极端子。要注意的是LED芯片的数量不局限于本发明中的四个。

布线板具有FFC 10和四个分段部(在下文称作“通孔部”)20。

如图1C和图1D中清楚地所示，FFC 10是标准通用产品，并且包括绝缘底板膜11、第一导电图案12、第二导电图案13、和绝缘覆盖膜14。

第一导电图案12形成在绝缘底板膜11的前表面上以线性延伸。第二导电图案13与第一导电图案12平行地形成在绝缘底板膜11上。绝缘覆盖膜14覆盖绝缘底板膜11的前表面，且第一和第二导电图案12和13夹在所述绝缘覆盖膜与所述绝缘底板膜之间。

绝缘覆盖膜14具有切除部14s，所述切除部与必须建立到第一和第二导电图案12和13的电连接的位置相对应地形成，使得导电图案12和13在这些位置处被暴露。在本实施例中，切除部14s形成在LED芯片60的连接位置(四个位置)和随后说明的电阻器芯片70的连接位置(一个位置)处。FFC 10具有随后说明的供电连接盘12t和13t，所述供电连接盘形成在所述FFC的端部处。供电连接盘12t和13t没有被绝缘覆盖膜14覆盖。因此，可以理解的是切除部也形成在FFC 10的端部区中。供电连接盘12t和13t是来自在图中没有示出的LED驱动电路(电源电路)的供电线分别电连接到第一导电图案12和第二导电图案13处的位置。

如图1A和图1B中清楚地所示，通孔部20通过冲压FFC 10的第一导电图案12以及绝缘底板膜11和绝缘覆盖膜14而形成。通孔部20将第一导电图案12分割成多个导电图案段12a。在根据本发明的布线板中，导电图案段12a将四个LED芯片60(图1E和图1F)相互连接。因此，LED芯片60相互串联连接。

在本发明中，通孔部20使用冲床通过冲压形成，但是可以由激光加工或类似方法形成。此外，通孔部20可以不穿过绝缘底板膜11。换句话说，仅需要分割导电图案以形成导电图案段12a。

在FFC 10的一端附近(在图1E的右侧)，作为导电构件的电阻器芯片70连接在第一与第二导电图案12和13之间。因此，在FFC 10的另一端处(图1E的左端)处，第一和第二导电图案12和13分别用作供电连接盘12t和13t，用于将电力供应给相互串联连接的LED芯片60。在本实施例中，供电连接盘12t连接到来自在图中没有示出的LED驱动电路(电源电路)的供电线，而供电连接盘13t连接到来自LED驱动电路的接地线。

至少绝缘覆盖膜14的前表面适于反射由LED芯片发射的光，尤其是在芯片周围散布的光。具体地，绝缘覆盖膜14是白膜。然而，不限于所述白膜，绝缘覆盖膜14可以是至少在所述绝缘覆盖膜上涂抹白色或银色的膜。在LED芯片60和电阻器芯片70被激光焊接的情况下，绝缘底板膜11适于透射用于激光焊接的激光，用于从FFC 10的后表面照射激光。具体地，例如，使用透明膜作为绝缘底板膜11。此外，在LED芯片60和电阻器芯片70通过回流处理安装的情况下，绝缘底板膜11和绝缘覆盖膜14由耐回流炉中的高温的材料形成。

在上述布线板上安装四个LED芯片60和一个电阻器芯片70。因此，形成线性布置的发光设备。

在本实施例中，布线板具有足以安装四个LED芯片60的长度。然而，在本发明中，布线板可以具有任意期望的长度。具体地，绕着绕线架缠绕的标准FFC可以被切割成与将被安装的发光元件的数量相对应的长度。因此，可以如所期望地设计LED芯片的数量和LED芯片之间的间隔。

此外，通过将上述线性布置的多个发光设备布置成相互平行，可获得包括布置成阵列的发光元件的发光设备。这种发光设备例如用作液晶显示器的背光。虽然在本发明中使用具有线性延伸导体的FFC，但是本发明不限于此。例如，如果使用具有延伸成弯曲形状的导体的FFC，则可以实现各种形状的发光设备。

第二实施例：

本发明的第二实施例与第一实施例的不同在于导电图案(第一导电图案)包括一对第一图案元件和第二图案元件。因此，在附图中，与第一实施例的部件相同或类似的部件由相同或类似附图标记表示，并且将省略对所述部件的详细说明。

参照图2A-2D和图3，在根据本发明的第二实施例的布线板中，第一导电图案12′包括第一图案元件121和第二图案元件122，所述第一图案元件和所述第二图案元件相互平行延伸以形成一对图案元件。

第一图案元件121和第二图案元件122中的每一个都设置有一个或多个分段部(在下文中称作“通孔部”)21和22。第一图案元件121和第二图案元件122上的通孔部21和22交替布置。在本实施例中，形成一个通孔部21和两个通孔部22。

第一图案元件121的多个导电图案段121a和第二图案元件122的多个导电图案段122a将LED芯片60相互交替连接。因此，LED芯片60相互串联连接。

为了增强一对用于供电线的供电连接盘122t和用于接地线的供电连接盘13t，如图3中清楚地所示，端部加强板30在FFC 10′的另一个端部处(在图2A-2D中未示出)连接到绝缘底板膜11a的后表面。利用这种结构，FFC 10′的另一个端部用作插入到FFC连接器90和从所述FFC连接器拉出的的供电引线。为了以低摩擦的方式插入FFC连接器90和从所述FFC连接器拉出，端部加强板30由基于氟的树脂或类似材料形成。FFC连接器90安装在设置有LED驱动电路(供电电路)的供电基板80上。

布线板具有用于发光设备的作为用于增强FFC 10′的加强框架的背框架。如图3中清楚地所示，背框架40在至少包括将要安装LED芯片60的那些位置的区域中连接到绝缘底板膜11的后表面。背框架40使用插入通过螺钉孔10h(图2A和图2C)的螺钉通过螺钉接合固定到FFC 10′。螺钉孔10h例如与在FFC 10′中形成通孔部21和22的过程同时形成。

在本发明中，固定背框架的方法不局限于螺钉接合。此外，虽然在图中示出了两个螺钉孔10h，但是固定位置的数量不局限于两个。

在本发明中，通孔部21和22使用冲床通过冲压形成，但是可以通过激光加工或类似方法形成。此外，通孔部21和22可以不穿过绝缘底板膜11。换句话说，仅需要分割导电图案以形成导电图案段121a和122a。

第三实施例：

由于发光，发光元件产生热量以变成高温。本发明的第三实施例与第二实施例的不同在于促进发光元件的热耗散或辐射。因此，对于与第二实施例中的部件相同或类似的部件，参照在第二实施例的附图。在附图中，这些相同或类似部件由相同或类似的附图标记表示，并且省略对所述部件的详细说明。

参照图4A和图4B，将通过根据本发明的第三实施例的布线板连接的LED芯片60包括阳极端子62、阴极端子63、和散热金属构件64。阳极端子62和阴极端子63是形成在LED60的底面上的一对供电端子。散热金属构件64形成在阳极端子62与阴极端子63之间。

参照图4C，在根据本发明的第三实施例的布线板中，导电图案段121a通过焊接连接到阴极端子63以及连接到散热金属构件64。

散热金属构件64可以与阳极端子62一起连接到导电图案段122a。在这种结构的情况下，从LED芯片60生成的热量从散热金属构件64通过热传导被耗散或辐射到导电图案段121a或导电图案段122a。因此，增强了LED芯片60的热耗散作用。

虽然到目前为止已经结合几个实施例说明了本发明，但是本发明不限于所述实施例。容易理解的是在所附权利要求所述的本发明的保护范围内可以以各种方式修改本发明。例如，本发明适用于LCD的背光或类似物。

在上述实施例中，FFC通过将绝缘底板膜和绝缘覆盖膜相互粘接、且导电图案夹在所述绝缘底板膜与所述绝缘覆盖膜之间而形成。然而，在本发明中，可以仅仅使用绝缘底板膜和绝缘覆盖膜中的一个并且将导电图案设置在膜内来形成FFC。可选地，粘合层或压敏粘合层可以布置在绝缘底板膜与绝缘覆盖膜之间，并且导电图案设置在粘合层或压敏粘合层内。

Claims (10)

1.一种将多个发光元件相互电连接的布线板，所述布线板包括：

FFC，所述FFC设置有绝缘底板膜、导电图案和绝缘覆盖膜，所述导电图案形成在所述绝缘底板膜上，所述绝缘覆盖膜面对所述绝缘底板膜，且所述导电图案夹在所述绝缘覆盖膜与所述绝缘底板膜之间；和

分段部，所述分段部将所述FFC的所述导电图案分割成多个导电图案段，所述分段部形成在所述导电图案内以及所述绝缘底板膜和所述绝缘覆盖膜中的至少一个内，

所述导电图案段连接所述发光元件，从而将所述发光元件相互串联连接，

所述绝缘覆盖膜具有切除部，所述切除部与所述导电图案和所述发光元件将相互电连接的位置相对应地形成，使得所述导电图案在所述位置处被暴露。

2.根据权利要求1所述的布线板，其中：

所述导电图案包括相互平行延伸的一对第一图案元件和第二图案元件；

所述第一图案元件和所述第二图案元件中的每一个都具有一个或多个分段部，所述第一图案元件和所述第二图案元件上的所述分段部被交替布置；以及

所述第一图案元件的所述导电图案段中的每一个和所述第二图案元件的所述导电图案段中的每一个交替连接所述发光元件，从而将所述发光元件相互串联连接。

3.根据权利要求1所述的布线板，其中：

所述FFC还包括第二导电图案，所述第二导电图案形成为与作为第一导电图案的所述导电图案平行；以及

所述第一导电图案和所述第二导电图案通过在所述FFC的一端处的导电构件相互连接，使得所述第一导电图案和所述第二导电图案在所述FFC的另一端处用作一对供电连接盘，所述一对供电连接盘将电力供应给相互串联连接的所述发光元件。

4.根据权利要求3所述的布线板，还包括端部加强板，所述端部加强板在所述FFC的所述另一端处连接到所述绝缘底板膜的后表面，并且增强所述供电连接盘；

其中，所述FFC的所述另一端用作供电引线，所述供电引线插入到FFC连接器和从所述FFC连接器拉出。

5.根据权利要求2所述的布线板，其中：

所述发光元件中的每一个都具有一对供电端子和散热金属构件，所述一对供电端子形成在所述发光元件的底面上，所述散热金属构件形成在所述供电端子之间；以及

所述第一图案元件的所述导电图案段或所述第二图案元件的所述导电图案段通过焊接连接到所述供电端子中的一个和连接到所述散热金属构件。

6.根据权利要求1所述的布线板，还包括加强框架，所述加强框架在至少包括将要安装所述发光元件的位置的区域内连接到所述FFC的所述绝缘底板膜的后表面，并且增强所述FFC。

7.根据权利要求1所述的布线板，其中：至少所述绝缘覆盖膜的前表面反射从所述发光元件发射的光。

8.根据权利要求1所述的布线板，其中：所述绝缘底板膜透射用于激光焊接的激光。

9.一种发光设备，包括根据权利要求1所述的布线板和通过所述布线板相互串联连接的发光元件。

10.根据权利要求9所述的发光设备，包括相互平行布置的多个布线板和通过所述布线板中的每一个相互串联连接的发光元件。

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