CN103219455B - 发光二极管模块及背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种发光二极管模块及背光模块。发光二极管模块包含基板以及至少一个发光二极管封装元件。基板具有上表面以及位于上表面的至少一凹口。发光二极管封装元件嵌设在凹口内。发光二极管封装元件包含发光二极管芯片以及第一引线架。发光二极管芯片容置于凹口中。第一引线架由发光二极管芯片的下表面经过凹口延伸至基板的上表面。

Description

发光二极管模块及背光模块

技术领域

本发明是有关于一种发光二极管模块以及一种背光模块。

背景技术

发光二极管具有发光效率高、反应时间快、使用寿命长、耐机械冲击、体积小以及色域广泛等优点，因此发光二极管广泛地被应用在各种电子装置中。发光二极管发光时容易产生高温，因此在使用发光二极管的各种电子装置中，必须额外设计散热机构。当显示装置使用发光二极管作为光源时，会面临更严峻的问题。因为高温可能会影响显示装置的显示影像，更严重时会导致显示装置内的元件失效。另一方面，以侧向式背光模块为例，发光二极管通常设置在背光模块的边缘，额外设计的散热机构必然会导致背光模块的边框宽度增加，而不利于产品的竞争力。因此，目前仍需要一种改良的发光二极管模块，以改善上述问题。

发明内容

本发明的一目的是提供一种发光二极管模块，以能具有极佳的散热效果、提高组装背光模块时的合格率以及缩短背光模块的边框宽度。此发光二极管模块包含一基板以及至少一个发光二极管封装元件。基板具有一上表面以及位于上表面的至少一凹口。发光二极管封装元件嵌设在凹口内。发光二极管封装元件包含一发光二极管芯片以及一第一引线架。发光二极管芯片容置于凹口中。第一引线架由发光二极管芯片的一下表面经过凹口延伸至基板的上表面。

根据本发明一实施方式，第一引线架包含一第一部、一第二部以及一第三部，第一部接触发光二极管芯片的下表面，第二部位于基板的上表面，第三部位于凹口内，且第三部连接第一部以及第二部。

根据本发明一实施方式，发光二极管封装元件还包含一第一导线，且第一导线连接第一部以及发光二极管芯片的一第一电极。

根据本发明一实施方式，凹口为一贯穿孔或一盲孔。

根据本发明一实施方式，发光二极管封装元件还包含一第二引线架，第二引线架电性连接发光二极管芯片，其中第二引线架不接触第一引线架，且第二引线架由基板的上表面延伸至凹口内。

根据本发明一实施方式，发光二极管封装元件还包含一第二导线，第二导线连接第二引线架以及发光二极管芯片的一第二电极。

根据本发明一实施方式，第二引线架包含一第四部、一第五部以及一第六部，第二导线连接第四部，且第四部平行于发光二极管芯片的下表面，第五部位于基板的上表面，第六部位于凹口内且连接第四部以及第五部。

根据本发明一实施方式，发光二极管封装元件具有一发光面，发光面平行基板的上表面，且发光面低于或齐平上表面。

根据本发明一实施方式，上述的发光二极管模块还包括至少一凸块凸设在上表面，且位于基板的至少一端部。

根据本发明一实施方式，基板的上表面形成有一开槽，第一引线架的一端部容置在开槽中，端部的一顶面与上表面齐平。

本发明的另一目的是提供一种背光模块。此背光模块包含一导光板以及上述任一实施方式的发光二极管模块。导光板具有一入光面，发光二极管模块的上表面与入光面相对设置。发光二极管模块位于入光面一侧，用以发射一光线进入入光面。

根据本发明一实施方式，发光二极管模块还包含至少一凸块凸设在基板的上表面，且该至少一凸块抵接导光板，以让导光板和基板间隔一间隙。

附图说明

图1A绘示根据本发明一实施方式的发光二极管模块的立体示意图；

图1B绘示图1A中标示B的部分的局部放大图；

图2绘示图1B中沿剖面线2-2’的剖面示意图；

图3绘示本发明另一实施方式的发光二极管模块的剖面示意图；

图4绘示本发明又一实施方式的发光二极管模块的剖面示意图；

图5A绘示本发明数个实施例的凹口的上视示意图；

图5B绘示本发明数个实施例的引线架配置方式的俯视示意图；

图6绘示本发明一实施方式的背光模块的俯视示意图；

图7绘示本发明一比较例的显示装置的剖面示意图；

图8绘示本发明一实施方式的显示装置的剖面示意图；

图9绘示本发明另一实施方式的显示装置的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。

在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，为简化附图，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。

图1A绘示本发明一实施方式的发光二极管模块100的立体示意图，图1B绘示图1A中标示B的部分的局部放大图。如图1A及图1B所示，发光二极管模块100包含基板110以及至少一个发光二极管封装元件120。发光二极管封装元件120的数量并无特殊限制，可为单一个或多数个，端视产品的需求而定。

图2绘示图1B中沿剖面线2-2’的剖面示意图。基板110具有上表面110a以及凹口112，凹口112位于基板110的上表面110a。基板110可例如为一般的印刷电路板或金属核心电路板(Metal Core PCB；MCPCB)。

发光二极管封装元件120嵌设在基板110的凹口112内，如图2所示。在图2绘示的实施方式中，凹口112是一个贯穿孔。发光二极管封装元件120嵌设在凹口112内，发光二极管封装元件120的底部120b曝露出来。其他的实施方式中，凹口112也可以是一个盲孔。发光二极管封装元件120包含发光二极管芯片122以及第一引线架124，发光二极管芯片122设置在第一引线架124上。

发光二极管芯片122容置于凹口112中，而且发光二极管芯片122具有第一电极128和第二电极129。在一实施例中，第一电极128和第二电极129分别电性连接发光二极管芯片122内的P型半导体层(未绘示)和N型半导体层(未绘示)。通过在第一电极128和第二电极129之间提供一电位差，而让发光二极管芯片122发光。根据本发明的实施方式，发光二极管芯片122的种类、大小及材料并无限制。

第一引线架124由发光二极管芯片122的下表面122b经过凹口112延伸至基板110的上表面110a。在一实施方式中，第一引线架124包含第一部124a、第二部124b以及第三部124c。第一部124a位于发光二极管芯片122的下表面122b；第二部124b位于基板110的上表面110a；第三部124c位于凹口112内，而且第三部124c连接第一部124a以及第二部124b。在一具体实例中，第一引线架124为片状，整体呈Z字形，其厚度可例如为约0.2mm。第一引线架124具有一定的机械强度，能够承载其上的发光二极管芯片122。第一引线架124材质可例如为铜、铝、银等具有高导热特性的金属或上述金属的合金。换言之，第一引线架124具有承载、导电及导热的功能。

在一实施方式中，发光二极管封装元件120还包含第一导线126，如图2所示。第一导线126连接第一引线架124的第一部124a以及发光二极管芯片122的第一电极128。举例而言，可使用打线技术形成第一导线126，而将将第一电极128连接至第一引线架124。在一具体实例中，第一导线126的直径可例如为约0.8至约1.2mil(1mil=25.4um)，第一导线126的材质可例如为金、银等具高导电性及高延展性的金属。在此，第一导线126与第一引线架124在外观尺寸及功能上不同，因此第一导线126与第一引线架124不应被混淆。第一导线126不具有承载发光二极管芯片122的功能，而且第一电极128是经由第一导线126而电性连接至第一引线架124。

在另一实施方式中，发光二极管封装元件120还包含第二引线架130以及第二导线132，如图2所示。第二引线架130由基板110的上表面110a延伸至凹口112内，第二引线架130电性连接发光二极管芯片122，但是第二引线架130不接触第一引线架124。在一实施例中，第二引线架130包含第四部130a、第五部130b以及第六部130c。第四部130a实质上平行于发光二极管芯片122的下表面122b；第五部130b位于基板110的上表面110a；第六部130c位于凹口112内，而且第六部130c桥接第四部130a以及第五部130b。在另一实施例中，第二导线132的一端连接第二引线架130的第四部130a，第二导线132的另一端连接发光二极管芯片122的第二电极129，而让发光二极管芯片122电性连接第二引线架130。第二引线架130的材料、功能及其他细节可与前文关于第一引线架124的叙述相同。第二导线132的材料、功能及其他细节可与前文关于第一导线126的叙述相同。

在又一实施方式中，发光二极管封装元件120具有一个发光面121，如图2所示。发光面121平行基板110的上表面110a，而且发光面121是低于或齐平上表面110a。更具体地说，发光二极管封装元件120可还包含有封装材料140，封装材料140的表面形成发光二极管封装元件的发光面121。封装材料140覆盖发光二极管芯片122、第一导线126、以及第二导线132。此外，封装材料140也覆盖一部分的第一引线架124和一部分的第二引线架130。举例而言，封装材料140覆盖第一引线架124的第一部124a、第一引线架124的第三部124c、第二引线架130的第四部130a以及第二引线架130的第六部130c，但是第一引线架124的第二部124b和第二引线架130的第五部130b是暴露在封装材料140之外。

在一实施例中，基板110还包含至少两个接触垫111、113，如图2所示。接触垫111、113位于基板110的上表面110a，第一引线架124的第二部124b和第二引线架130的第五部130b分别连接接触垫111、113，然后再经由基板110中的电路而电性连接至其他元件。

根据本发明的实施方式，发光二极管模块100具有特殊的散热设计。在一具体实例中，基板110是金属核心电路板(MCPCB)，第一引线架124的第一部124a以及第二引线架130的第四部130a连接位于基板110下表面110b的散热装置(未绘示)。当基板110的上表面110a一侧的温度较高时，上表面110a附近的热量能够经由第一引线架124的第二部124b及第二引线架130的第五部130b传递到基板下表面110b的散热装置(未绘示)。因此，能够移除上表面110a附近累积的热量。反之，如果发光二极管芯片122的温度较高，一部分热量能够经由第一引线架124传递到基板110的上表面110a；另一部分热量能够经由第一引线架124传递到基板110的下表面110b的散热装置(未绘示)，所以能够有效地降低发光二极管芯片122的温度，具有极佳的散热效果。因此，根据本发明一实施方式的发光二极管模块100能够应用在各式各样的产品中，无须针对各别产品设计不同的散热机构。

图3绘示本发明另一实施方式的发光二极管模块100的剖面示意图。图3绘示的实施方式与图2的实施方式两者的差异在于，本实施方式的凹口112是一个盲孔，发光二极管封装元件120嵌设在凹口112。因此，发光二极管封装元件120的底部120b并没有暴露出来。在一具体实施例中，基板110是金属核心电路板，发光二极管封装元件120的底部120b连结金属核心电路板(MCPCB)的散热装置(未绘示)。

图4绘示本发明又一实施方式的发光二极管模块100的剖面示意图。图4绘示的实施方式与图2的实施方式两者的差异在于，本实施方式的基板110的上表面110a形成有一开槽114，开槽114与位于凹口112的侧边。在一实施例中，开槽114和凹口112连通。第一引线架124的端部124d容置在开槽114中，而且端部124d的顶面与基板110的上表面110a齐平。在另一实例中，基板110可具有两个以上的开槽114、115，且开槽114、115分别位于凹口112的相对两侧。第一引线架124的端部124d和第二引线架130的端部130d分别位于开槽114和开槽115中。第一引线架124的端部124d和第二引线架130的端部130d与基板110的上表面110a齐平，而且发光二极管封装元件120的底部120b与基板110的下表面110b齐平。

根据本发明的一实施方式，当发光二极管模块100应用在背光模块时，能够具有较高的组装合格率。因为发光二极管封装元件120嵌设在基板110的凹口112中，不会凸出在基板110的上表面110a，所以在组装背光模块的过程中，能够有效避免发光二极管封装元件120碰撞其他机构而毁损的情况发生。因此，根据本发明的一实施方式，能够提高组装的合格率。

根据本发明的诸多实施方式，凹口112的上视轮廓并无特殊限制。举例而言，如图5A所示，凹口112a是无倒角的矩形，凹口112b是倒R角的矩形，凹口112c是倒C角的矩形，凹口112d是四个角落挖圆孔的矩形。本领域的技术人员在本发明揭露的基础上，能够开发出其他凹口112的形状。

此外，发光二极管封装元件120中诸如第一引线架124及/或第二引线架130等引线架的数量及位置并无特殊限制。图5B绘示六种引线架的配置方式，发光二极管封装元件160包含有4个引线架161、162、163、164，各个引线架161、162、163、164的剖面形状及其他细节可与图2-图4绘示的第一引线架124及/或第二引线架130相同。本领域的技术人员在本发明揭露的基础上，能够开发出其他引线架的配置方式。

在又一实施方式中，发光二极管模块100可还包含有至少一凸块150，如图1B所示。凸块150凸设在基板110的上表面110a，而且位于基板110的至少一端部。更具体的说，凸块150和发光二极管封装元件120的发光面121是配置在基板110的同一侧表面。凸块150的数量可为多数个，举例而言，可以在基板110上设置两个凸块150，这两个凸块150分别位于基板110的相对两端。

本发明的另一方面是提供一种背光模块。图6绘示本发明一实施方式的背光模块200的俯视示意图。背光模块200包含导光板210以及发光二极管模块100。发光二极管模块100可以是前文所述任一实施方式或实施例的发光二极管模块100。导光板210具有入光面212，而且入光面212与基板110的上表面110a相对。换言之，发光二极管封装元件120的发光面121是面向入光面212，所以发光二极管封装元件120发射出的光线能够通过入光面212而进入导光板210。在一具体实例中，发光二极管模块100还包含有凸块150，凸块150是凸设在基板110的上表面110a，而且凸块150抵接导光板210的入光面212。凸块150的数量可以是一个或多个。举例而言，可以在基板110的相对两端分别设置两个凸块150，让导光板210和基板110之间存在一个间隙d。在其他实例中，能够采用其他的方式让导光板210和基板110之间间隔一间隙，所以发光二极管模块100可以没有凸块150。

图7绘示本发明一比较例的显示装置300的剖面示意图。显示装置300包含显示面板310、背光模块200以及框架330。背光模块200包含发光二极管模块100以及导光板210。发光二极管模块100包含基板110和发光二极管封装元件120。在本比较例中，发光二极管封装元件120是凸出于基板110表面，所以在装设导光板210进入背光模块200时，导光板210很容易碰撞并损坏发光二极管封装元件120。此外，因为发光二极管封装元件120是凸出于基板110的表面，所以发光二极管封装元件120表面到显示面板310的显示区边界L的距离d1也缩短，这可能导致显示区边缘处出现亮度不均匀的现象。若欲改善这种亮度不均匀的现象，则必须增加距离d1(发光二极管封装元件120与入光面212之间的间距t不变)，如此必然会增加显示装置300的边框宽度。

图8绘示本发明一实施方式的显示装置300的剖面示意图。在本实施方式中，因为发光二极管封装元件120嵌设在基板110内，所以在组装背光模块的过程中，导光板210不会碰撞发光二极管封装元件120，所以能够提高组装背光模块的合格率。另一方面，在不改变其他元件设计，而且发光二极管封装元件120与入光面212之间的间距t也不变的情况下，导光板210的入光面212能够向右边延伸，因此发光二极管封装元件120到显示面板310的显示区边界L的距离d2能够增加，从而改善显示区边缘处亮度不均匀的现象。

在另一实施方式中，如图9所示，如果图7绘示的发光二极管封装元件120表面到显示面板310的显示区边界L的距离d1保持不变，而且发光二极管封装元件120与入光面212之间的间距t也维持不变的情况下，根据本发明的实施方式能够缩短框架330的宽度w。更具体的说，因为本发明的发光二极管封装元件120是嵌设在基板110内，所以整体发光二极管模块100可以向左配置，而能够缩短显示装置300所须的边框宽度。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，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当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管模块，其特征在于，包含：

一基板，具有一上表面以及位于该上表面的至少一凹口；以及

至少一发光二极管封装元件，嵌设在该凹口内，其中该发光二极管封装元件包含：

一发光二极管芯片，容置于该凹口中；以及

一第一引线架，由该发光二极管芯片的一下表面经过该凹口延伸至该基板的该上表面；

该发光二极管封装元件具有一发光面，该发光面平行该基板的该上表面，且该发光面低于或齐平该上表面；

该基板的该上表面形成有一开槽，该第一引线架的一端部容置在该开槽中，该端部的一顶面与该上表面齐平。

2.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，该第一引线架包含一第一部、一第二部以及一第三部，该第一部接触该发光二极管芯片的该下表面，该第二部位于该基板的该上表面，该第三部位于该凹口内，且该第三部连接该第一部以及该第二部。

3.如权利要求2所述的发光二极管模块，其特征在于，该发光二极管封装元件还包含一第一导线，且该第一导线连接该第一部以及该发光二极管芯片的一第一电极。

4.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，该凹口为一贯穿孔或一盲孔。

5.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，该发光二极管封装元件还包含一第二引线架，该第二引线架电性连接该发光二极管芯片，其中该第二引线架不接触该第一引线架，且该第二引线架由该基板的该上表面延伸至该凹口内。

6.如权利要求5所述的发光二极管模块，其特征在于，该发光二极管封装元件还包含一第二导线，该第二导线连接该第二引线架以及该发光二极管芯片的一第二电极。

7.如权利要求6所述的发光二极管模块，其特征在于，该第二引线架包含一第四部、一第五部以及一第六部，该第二导线连接该第四部，且该第四部平行于该发光二极管芯片的该下表面，该第五部位于该基板的该上表面，该第六部位于该凹口内且连接该第四部以及该第五部。

8.如权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，还包括至少一凸块凸设在该上表面，且位于该基板的至少一端部。

9.一种背光模块，其特征在于，包含：

一导光板，具有一入光面；以及如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的发光二极管模块，该上表面与该入光面相对设置，且该发光二极管模块位于该入光面一侧，用以发射一光线进入该入光面。

10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，该发光二极管模块还包含至少一凸块凸设在该基板的该上表面，且该至少一凸块抵接该导光板，以让该导光板和该基板间隔一间隙。