TWI390301B - 發光二極體光條及背光模組 - Google Patents

Description

發光二極體光條及背光模組

本發明係有關於一種背光模組，更特別有關於一種背光模組之發光二極體光條，其可撓性電路板藉由異方性導電膠而電性連接於印刷電路板。

隨者電子科技的進步，尤其在日常生活中隨身電子產品的盛行，對於輕薄短小、耗電量低的顯示器的需求日益增加。液晶顯示器(Liquid Crystal Display;LCD)由於具有耗電力低、發熱量少、重量輕、以及非發光型顯示器等等的優點，經常被用於此類的電子產品中，甚至已逐步取代傳統的陰極射線管顯示器。

參考第1圖，其顯示習用液晶顯示器。一般而言，液晶顯示器10包含一液晶面板12及一背光模組14。該背光模組14係配置於該液晶面板12之下方，用以將光源所發出之光線，均勻的分配至該液晶面板12上。該液晶顯示器10另包含一外框16，用以固定該液晶面板12與該背光模組14。該背光模組14可為直下光源型式背光模組或側邊光源型式背光模組。

由於節能環保的需求，近年來背光模組逐漸以發光二極體(light emitting diode；LED)取代冷陰極螢光燈管(cold cathode fluore-scent lamps；CCFL)作為發光源，以達到更加輕、薄、短、小且低耗能需求。當發光二極體運用背光模組時，發光二極體元件22係藉由導電線路24而複數個串聯(第2圖所示)或並聯(圖未示)於一印刷電路板(printed circuit board；PCB)26上，如此以形成一發光二極體光條(LED light bar)20。

參考第3圖，以側邊光源型式背光模組為例，該背光模組50包含一導光板52、一發光二極體光條20、一反射片54、複數個光學膜片56及至少一光條固定件68。該反射片54係固定於該導光板52之底部，且該複數個光學膜片56，諸如稜鏡片及擴散片等，係固定於該導光板52之頂部上。該導光板52具有一入光面64及一出光面66。該發光二極體光條20係安裝於該光條固定件68上，並位於該導光板52之至少一側邊62上。當該發光二極體光條20安裝完成後，係以共陰與共陽兩條導線方式出線。然而，此單一導線迴路(single channel)出線方式容易造成面黑問題。

參考第4圖，為了解決前述的問題，現行將發光二極體光條20之出線方式改為藉由熔錫熱壓迴焊(hot bar reflow)製程，將一可撓性電路板(flexible printed circuit；FPC)34電性連接於該發光二極體光條20之印刷電路板26上，並以多導線迴路(multi-channel)並聯方式出線。

參考第5圖，現行熔錫熱壓迴焊製程乃利用熱壓頭熔融已印刷於該印刷電路板26上之錫膏36，藉以將該可撓性電路板34焊接於該印刷電路板26上。由於熔錫熱壓迴焊製程需以錫焊方式進行，因此焊點較多且較小。舉例而言，該印刷電路板26與該可撓性電路板34之電性接點28、38之長度須大於1mm，寬度須大於0.3mm，且兩相鄰電性接點28、38之中心線的距離(pitch)須大於0.5mm，如第6圖所示。

然而，該熔錫熱壓迴焊製程具有下列缺點：1、容易短路-若改以多導線迴路並聯方式，則於錫融時容易造成相鄰接點電性短路。2、材料浪費-由於焊接點需有一定接合面積，對於該可撓性電路板與該發光二極體光條之印刷電路板皆須於設計時空出其位置，易造成材料的浪費。3、重工困難-錫焊方式於重工時，容易因溫度過高容易使該印刷電路板燒毀，造成重工困難。4、溫度過高-無鉛焊錫融熔所需溫度約為217~223℃，該發光二極體光條於此高溫容易使緊鄰於焊接點之發光二極體元件產生光學上之變異風險(如螢光粉受熱產生光學上之變異等)。5、良率不高-由於目前發光二極體光條之安裝廠多使用對應單一導線迴路出線方式之熔錫熱壓迴焊機台。當該機台對應至多導線迴路時，則容易發生單點斷線，或是第一項所述之電性短路問題，以致良率過低。

解決前述的問題因此，便有需要提供一種發光二極體光條，能夠解決前述的問題。

本發明提供一種發光二極體光條，其包含一印刷電路板、複數個發光二極體元件、一可撓性電路板及一異方性導電膠。該印刷電路板包含複數個第一電性接點。該些發光二極體元件固定於電性連接於該印刷電路板。該可撓性電路板包含複數個第二電性接點。該異方性導電膠用以將該些第一電性接點分別電性連接於該些第二電性接點。

根據本發明之發光二極體光條，該可撓性電路板藉由該異方性導電膠而電性連接於該印刷電路板，具有以下優點：1、該印刷電路板之兩相鄰電性接點或該可撓性電路板之兩相鄰電性接點之中心線之距離(pitch)皆可大幅縮小，可有效增加材料之運用。2、該異方性導電膠本身即為無鉛膠材，符合環保規範，對環境破壞小。3、該異方性導電膠固化溫度(curing temp.)低，大約僅180℃以下溫度即可，因此可避免高溫容易使緊鄰於焊接點之發光二極體元件產生光學上之變異風險(如螢光粉受熱產生光學上之變異等)，亦即該些發光二極體元件之一者可緊鄰於該印刷電路板之接點。4、電性短路可能性低，其原因在於該導電粒子外鍍有絕緣層，故不易有電性短路情形產生。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

參考第7圖，其顯示本發明之一實施例之背光模組150。本實施例僅以側邊光源型式背光模組為例說明如後，而並非限制本發明可應用於直下光源型式背光模組。該背光模組150包含一導光板152、一光條(諸如發光二極體光條120)、一反射片154、複數個光學膜片156及至少一光條固定件168。該反射片154係固定於該導光板152之底部，且該複數個光學膜片156，諸如稜鏡片及擴散片等，係固定於該導光板152之頂部上。該導光板152具有一入光面164及一出光面166。該發光二極體光條120係安裝於該光條固定件168上，並位於該導光板152之至少一表面(諸如側邊162)。

該發光二極體光條120包含複數個光源元件(諸如發光二極體元件122)，其以複數個串聯或並聯方式於一第一電路板(諸如印刷電路板126)上。當該發光二極體光條120安裝完成後，藉由一異方性導電膠(anisotropic conductive film；ACF)製程，將一第二電路板(諸如可撓性電路板134)之電性接點138電性連接於該發光二極體光條120之印刷電路板126的電性接點128，並以多導線迴路(multi-channel)並聯方式出線。

參考第8圖，該異方性導電膠140係位於該印刷電路板126與可撓性電路板134間，用以將該些電性接點128分別電性連接於該些電性接點136。該異方性導電膠140主要係由一黏著層142及複數個導電粒子144所組成，並藉由加熱與施壓製程使該可撓性電路板134與該印刷電路板126接合且電性導通。該異方性導電膠140之主要功能只提供該可撓性電路板134與該印刷電路板126之垂直方向的電性導通，對於水平方向則具有絕緣效果。由於該異方性導電膠140之導電粒子144粒徑小於錫膏，因此接合面積可較小。舉例而言，根據該異方性導電膠140之導電粒子144粒徑為4μm時，該印刷電路板126與該可撓性電路板134之電性接點128、138之長度可為0.5mm(先前技術為1mm)，寬度可為0.06mm(先前技術為0.3mm)，且兩相鄰之電性接點128之中心線的距離或兩相鄰之電性接點138之中心線的距離皆為0.1mm，較佳地，可小於0.3mm(先前技術為0.5mm)，如第9圖所示。進一步而言，該印刷電路板126與該可撓性電路板134之電性接點128、138之接合面積可小於先前技術之0.3mm×mm。此外，由於使用異方性導電膠140於可撓性電路板134與印刷電路板126之接合，其製程溫度約為180℃以下較熔錫熱壓迴焊低，因而可以減少緊鄰於電性接點126、138之發光二極體元件122之螢光粉，因受熱造成光學上之變異。因此，該可撓性電路板134與相鄰之發光二極體元件122的間距亦可縮小，其最佳值為1.5mm。此外，由於發光二極體元件122與可撓性電路板134的間距減少，該發光二極體光條120單位長度上可以擺放發光二極體元件122數目也可以增加，增加出光強度。

根據本發明之發光二極體光條，該可撓性電路板藉由該異方性導電膠而電性連接於該印刷電路板，具有以下優點：1、該印刷電路板之兩相鄰電性接點或該可撓性電路板之兩相鄰電性接點之中心線的距離(pin pitch)皆可大幅縮小，可有效增加材料之運用。2、該異方性導電膠本身即為無鉛膠材，符合環保規範，對環境破壞小。3、該異方性導電膠固化溫度(curing temp.)低，大約僅180℃以下溫度即可，因此可避免高溫容易使緊鄰於焊接點之發光二極體元件產生光學上之變異風險(如螢光粉受熱所產生光學上之變異等)，亦即該些發光二極體元件之一者可緊鄰於該印刷電路板之電性接點。4、電性短路可能性低，其原因在於該導電粒子外鍍有絕緣層，故不易有電性短路情形產生。

雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．液晶顯示面板

12．．．液晶面板

14．．．背光模組

16．．．外框

20．．．光條

22．．．發光二極體元件

24．．．導電線路

26．．．印刷電路板

28．．．電性接點

34．．．可撓性電路板

36．．．錫膏

38．．．電性接點

50．．．背光模組

52．．．導光板

54．．．反射片

56．．．光學膜片

62．．．側邊

64．．．入光面

66．．．出光面

68．．．光條固定件

120．．．光條

122．．．發光二極體元件

126．．．印刷電路板

128．．．電性接點

134．．．可撓性電路板

138．．．電性接點

140．．．異方性導電膠

142．．．黏著層

144．．．導電粒子

150．．．背光模組

152．．．導光板

154．．．反射片

156．．．光學膜片

162．．．側邊

164．．．入光面

166．．．出光面

168．．．光條固定件

A．．．部分

B．．．部分

C．．．部分

D．．．部分

第1圖為先前技術之液晶顯示器之分解立體示意圖。

第2圖為先前技術之發光二極體光條之立體示意圖。

第3圖為先前技術之背光模組之分解立體示意圖，其顯示A部分放大立體示意圖。

第4圖為先前技術之背光模組之分解立體示意圖，其顯示B部分放大立體示意圖。

第3圖為先前技術之發光二極體光條沿第4圖之剖線5-5之剖面示意圖。

第6圖為先前技術之發光二極體光條之電性接點之平面示意圖。

第7圖為本發明之一實施例之背光模組之分解立體示意圖，其顯示C部分放大立體示意圖。

第8圖為本發明之該實施例之發光二極體光條沿第7圖之剖線8-8之剖面，其顯示D部分放大剖面示意圖。

第9圖為本發明之該實施例之發光二極體光條之電性接點之平面示意圖。

120．．．光條

122．．．發光二極體元件

126．．．印刷電路板

128．．．電性接點

134．．．可撓性電路板

138．．．電性接點

140．．．異方性導電膠

142．．．黏著層

144．．．導電粒子

Claims (18)

1. 一種光條(light bar)，包含：一第一電路板，包含複數個第一電性接點；複數個光源元件，電性連接於該第一電路板且固定於該第一電路板上；一第二電路板，包含複數個第二電性接點；以及一異方性導電膠，用以將該些第一電性接點分別電性連接於該些第二電性接點。
2. 依申請專利範圍第1項之光條，其中該第一電路板為印刷電路板，該光源元件為發光二極體元件，且該第二電路板為可撓性電路板。
3. 依申請專利範圍第2項之光條，其中該些發光二極體元件之一者緊鄰於該第一電性接點。
4. 依申請專利範圍第3項之光條，其中該異方性導電膠之固化溫度不大於180℃。
5. 依申請專利範圍第1項之光條，其中該第一電性接點與該第二電性接點之接合面積不大於0.3mm×mm。
6. 依申請專利範圍第1項之光條，其中兩相鄰之第一電性接點之中心線的距離與兩相鄰之第二電性接點之中心線的距離皆不大於0.3mm。
7. 依申請專利範圍第1項之光條，其中該異方性導電膠包含一黏著層及複數個導電粒子。
8. 依申請專利範圍第1項之光條，其中該異方性導電膠係位於該第一電路板與該第二電路板間。
9. 依申請專利範圍第1項之光條，其中該第二電路板與相鄰之光源元件的間距小於1.5mm。
10. 一種背光模組，包含：一導光板；複數個光學膜片，固定於該導光板上；一光條固定件，位於該導光板之至少一表面；以及一光條，安裝於該光條固定件，並包含：一第一電路板，包含複數個第一電性接點；複數個光源元件，電性連接於該第一電路板且固定於該第一電路板上；一第二電路板，包含複數個第二電性接點；以及一異方性導電膠，用以將該些第一電性接點分別電性連接於該些第二電性接點。
11. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中該第一電路板為印刷電路板，該光源元件為發光二極體元件，且該第二電路板為可撓性電路板。
12. 依申請專利範圍第11項之背光模組，其中該些發光二極體元件之一者緊鄰於該第一電性接點。
13. 依申請專利範圍第12項之背光模組，其中該異方性導電膠之固化溫度不大於180℃。
14. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中該第一電性接點與該第二電性接點之接合面積不大於0.3mm×mm。
15. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中兩第一電性接點之中心線的距離與兩第二電性接點之中心線的距離皆不大於0.3mm。
16. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中該異方性導電膠包含一黏著層及複數個導電粒子。
17. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中該異方性導電膠係位於該第一電路板與該第二電路板間。
18. 依申請專利範圍第10項之背光模組，其中該第二電路板與相鄰之光源元件的間距小於1.5mm。