专利名称：发光元件、背光模块以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光元件、背光模块以及液晶显示装置，且尤其涉及一种厚度较 薄的发光元件、背光模块以及液晶显示装置。
背景技术：
近年来节省能源及开发新能源是很重要的议题，光源对于人类现今是不可或缺 的，而其中发光二极管(light emitting diode, LED)是最受瞩目的节能光源。发光二极管 除了是主要的照明光源外，也因其省电、寿命长与低污染的特性，成为节能与环保的重要光 源。为了符合上述需求，现行的薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquidcrystal display, TFT-LCD)模块大部份选用发光二极管元件当作发光源。详细地 说，将发光二极管元件形成于电路板上以形成可供背光模块使用的发光二极管光条(light bar)，然后将光条与导光板结合即可产生面光源。一般由软硬板结合所形成的光条在制作时是先将发光二极管元件形成于硬式电 路板上，然后，再将硬式电路板与软性电路板结合，以通过软性电路板而外接至外接电路。 图IA为现有的一种背光模块的剖面示意图。图IB为图IA中的光条中的发光二极管元件的 连结关系图。请同时参照图IA与图1B，在背光模块10中，承载托架(holder) 100承载导光 板102。光条106位于承载托架100所形成的空间104中。光条106包括硬式电路板108、 三组经串联的发光二极管元件110以及软性电路板112。每一组的发光二极管元件110的 一端共同连接至正电极114，且每一组的发光二极管元件110的另一端分别连接至负电极 116a、116b、116c。由于硬式电路板上的发光二极管元件是利用串接的方式来连接，也就是串联在一 起的发光二极管元件是彼此相邻的，因此非常容易造成区块式显示异常(v-block)的问 题。为了避免上述问题，可采用跳接的方式来连接发光二极管元件。然而，此方式却造成了 硬式电路板的面积增加的问题。图IC为采用跳接的方式来连接的发光二极管元件的连结关系图。请参照图1C，光 条106’与光条106的差异在于在光条106’中，第1、4、7个发光二极管元件110串联而形 成第一组发光二极管元件；第2、5、8个发光二极管元件110串联而形成第二组发光二极管 元件；第3、6、9个发光二极管元件110串联而形成第三组发光二极管元件。此外，每一组的 发光二极管元件的一端共同连接至正电极114，且每一组的发光二极管元件的另一端分别 连接至负电极116a、116b、116c。由图IB与图IC可以明显看出，为了在硬式电路板以跳接方式连接发光二极管元 件，硬式电路板必需具有较大的面积以配置线路，因而造成背光模块10的厚度h增加，使得 液晶显示器的厚度在薄型化方面受到限制。
发明内容
本发明提供一种发光元件，其中发光二极管元件与串接线路分别配置于硬式电路 板与软性电路板上，使得硬式电路板的面积可因此而缩小。本发明另提供一种背光模块，其包含的发光元件具有面积较小的硬式电路板，使 得背光模块的厚度可因此而减少。本发明又提供一种液晶显示装置，其包含的背光模块具有较薄厚度，可因此符合 薄型化的需求。本发明提出一种发光元件，其包括硬式电路板、多个发光二极管元件以及软性电 路板。硬式电路板具有相互独立的多个外接线路。发光二极管元件配置于硬式电路板上， 且每一个外接线路连接至对应的一个发光二极管元件。软性电路板具有多个串接线路，且 每一个串接线路连接两个以上的外接线路，以串联外接线路所连接的发光二极管元件。依照本发明实施例所述的发光元件，上述的硬式电路板例如具有对应于发光二极 管元件的多组接点，而这些接点分别电性连接至软性电路板上的串接线路，且每一个外接 线路连接所对应的接点与发光二极管元件。依照本发明实施例所述的发光元件，上述的接点与发光二极管元件例如位于硬式 电路板的同一侧，且这些接点沿硬式电路板的长度方向对应发光二极管元件排列。依照本发明实施例所述的发光元件，上述的接点与发光二极管元件例如位于硬式 电路板的相对两侧。依照本发明实施例所述的发光元件，还可以包括焊料，而软性电路板通过焊料压 着于硬式电路板的接点上，使每一个串接线路电性连接至所对应的外接线路。本发明另提出一种背光模块，其包括导光板、承载托架(holder)以及发光元件。 承载托架承载导光板，且承载托架具有光源容置部位于导光板的一侧。光源容置部内形成 光源容置空间。发光元件配置于光源容置空间内。发光元件包括硬式电路板、多个发光二 极管元件以及软性电路板。硬式电路板具有相互独立的多个外接线路。发光二极管元件配 置于硬式电路板上，且每一个外接线路连接至对应的一个发光二极管元件。软性电路板具 有多个串接线路，且每一个串接线路连接两个以上的外接线路，以串联外接线路所连接的 发光二极管元件。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的承载托架可以包括底板、侧墙、顶板、 挡墙以及压板。侧墙竖立于底板的一侧，而硬式电路板配置于侧墙上。顶板与底板相对并 且连接侧墙的一侧。挡墙与侧墙相对并且由顶板朝向底板延伸，且侧墙、顶板、挡墙与底板 构成光源容置部。压板与底板相对并且由挡墙朝向远离侧墙的方向延伸，而导光板被挟持 于压板与底板之间。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的硬式电路板例如具有对应于发光二极 管元件的多组接点，而这些接点分别电性连接至软性电路板上的串接线路，且每一个外接 线路连接所对应的接点与发光二极管元件。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的接点与发光二极管元件例如位于硬式 电路板的同一侧，且这些接点沿硬式电路板的长度方向对应发光二极管元件排列。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的软性电路板可以包括多个接合部以及 连接部。接合部分别压着于硬式电路板的接点上。连接部沿硬式电路板的长边配置，以连接接合部，且连接部沿顶板朝向远离侧墙的方向延伸。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的发光元件还可以包括焊料，而接合部分别通过焊料压着于硬式电路板的接点上。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的接点与发光二极管元件例如位于硬式 电路板的相对两侧。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的软性电路板可以包括接合部与连接 部。接合部压着于硬式电路板的接点上，而接合部位于侧墙与硬式电路板之间。连接部沿 硬式电路板的长边配置并且连接接合部，而连接部沿顶板朝向远离侧墙的方向延伸。依照本发明实施例所述的背光模块，上述的发光元件还可以包括焊料，而接合部 通过焊料压着于硬式电路板的接点上。本发明又提出一种液晶显示装置，其包括背光模块、承载框(frame)、液晶显示面 板以及控制电路板。背光模块包括导光板、承载托架以及发光元件。承载托架承载导光板， 且承载托架具有光源容置部位于导光板的一侧。光源容置部内形成光源容置空间。发光元 件配置于光源容置空间内。发光元件包括硬式电路板、多个发光二极管元件以及软性电路 板。硬式电路板具有相互独立的多个外接线路。发光二极管元件配置于硬式电路板上，且每 一个外接线路连接至对应的一个发光二极管元件。软性电路板具有多个串接线路，且每一 个串接线路连接两个以上的外接线路，以串联外接线路所连接的发光二极管元件。承载框 配置于承载托架上。液晶显示面板配置于承载框上。控制电路板配置于背光模块的一侧， 并且电性连接至液晶显示面板。依照本发明实施例所述的液晶显示装置，上述的软性电路板例如具有第一接合元 件，用以结合控制电路板上的第二接合元件，使发光二极管元件电性连接至控制电路板。基于上述，本发明在制作发光元件时，将发光二极管元件配置于硬式电路板上，以 及将串接线路配置于软性电路板上，因此不需耗费额外的空间于硬式电路板上配置串接线 路，且使得硬式电路板的面积可因此而缩小。此外，对于具有上述发光元件的背光模块来说， 由于硬式电路板的面积已缩小，因此背光模块的厚度也可随的减少。另外，将此背光模块应用 于液晶显示器时，由于背光模块的厚度较薄，因此液晶显示器的厚度亦可符合薄型化的需求。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图IA为现有的一种背光模块的剖面示意图；图IB为图IA中的光条中的发光二极管元件的连结关系；图IC为采用跳接的方式来连接的发光二极管元件的连结关系图；图2A依照本发明一实施例所绘示的背光模块的剖面示意图；图2B为图2A中的发光元件的电路示意图；图2C为图2A中的发光元件的立体示意图；图3依照本发明另一实施例所绘示的发光元件的立体示意图；图4依照本发明一实施例所绘示的液晶显示装置的立体示意图。其中，附图标记10、20 背光模块40 液晶显示装置
100,202 承载托架102、200 导光板 104:空间106、106，光条108、204a 硬式电路板110、204b 发光二极管元件112、204c、304c 软性电路板114、212:正电极116a、116b、116c、214a、214b、214c 负电极202a 底板202b 侧墙202c 顶板202d:挡墙202e 压板204、304 发光元件204d 外接线路204e:串接线路204f、204g、304f、304g 接合部204,404a 接合元件206 光源容置空间216 接点400 承载框402:液晶显示面板404:控制电路板404b 线路h、h，厚度
具体实施例方式图2A依照本发明一实施例所绘示的背光模块的剖面示意图。图2B为图2A中的 发光元件中的发光二极管元件的连结关系图。图2C为图2A中的发光元件的立体示意图。 请同时参照图2A、图2B与图2C，背光模块20包括导光板200、承载托架202以及发光元件 204。承载托架202承载导光板200，且承载托架202具有光源容置部，其位于导光板200的一侧。详细地说，承载托架202可以包括底板202a、侧墙202b、顶板202c、挡墙202d以及 压板202e。侧墙202b竖立于底板202a的一侧。顶板202c与底板202a相对并且连接侧 墙202b的一侧。挡墙202d与侧墙202b相对并且由顶板202c朝向底板202a延伸，且侧墙 202b、顶板202c、挡墙202d与底板202a构成光源容置部。光源容置部内形成光源容置空间 206。压板202e与底板202a相对并且由挡墙202d朝向远离侧墙202b的方向延伸。导光 板200被挟持于压板202e与底板202a之间。
发光元件204配置于光源容置空间206内。发光元件204包括硬式电路板204a、 发光二极管元件204b以及软性电路板204c。硬式电路板204a可配置于侧墙202b上。硬 式电路板204a具有相互独立的外接线路204d，用以将发光二极管元件204b电性连接至其 它元件。发光二极管元件204b配置于硬式电路板204a上，且每一个外接线路204d连接至 对应的一个发光二极管元件204b。软性电路板204c具有串接线路204e，且每一个串接线路 204e连接两个以上的外接线路204d，以串联外接线路204d所连接的发光二极管元件204b。 在本实施例中，每一个串接线路204e分别连接了六个外接线路204d。也就是说，利用一个 串接线路204e使六个对应的外接线路204d彼此串联。当然，在其它实施例中，也可以视实 际需求将每一个串接线路204e分别连接适当数目的外接线路204d。此外，在本实施例中， 软性电路板204c具有三个串接线路204e，且这三个串接线路204e分别连接了六个外接线 路204d之后构成了三组线路，每一组线路的一端共同连接至正电极212，而每一组线路的 另一端分别连接至负电极214a、214b、214c。由于发光二极管元件204b是采用跳接的方式 来外接至软性电路板204c，因此可以避免区块式显示异常的问题另外，软性电路板204c例如具有接合元件204h (示于图2C)，用以结合液晶显示装 置的控制电路板上的接合元件404a (示于图4)，使发光二极管元件204b电性连接至控制电 路板。接合元件204h例如为排线(bus line)，而控制电路板404上的接合元件404a例如 为插座(socket)。特别一提的是，在本实施例中，由于与发光二极管元件204b连接的串接线路204e 配置于软性电路板204c上，因此，在以跳接的方式连接发光二极管元件204b的情况下，可 以不需要增加硬式电路板204a的面积，因而可以有效地减少背光模块20的厚度h’。此外，硬式电路板204a例如具有对应于发光二极管元件204b的接点216，而这些 接点216分别电性连接至软性电路板204c上的串接线路204e，且每一个外接线路204d连 接所对应的接点216与发光二极管元件204b。也就是说，发光二极管元件204b通过外接线 路204d与接点216而电性连接至软性电路板204c上的串接线路204e。在本实施例中，接 点216与发光二极管元件204b可位于硬式电路板204a的同一侧，并且沿硬式电路板204a 的长度方向对应发光二极管元件204b排列(如图2C所示)。软性电路板204c可包括接 合部204f以及连接部204g。如图2C所示，接合部204f分别压着于硬式电路板204a的接 点216上，使每一个串接线路204e电性连接至所对应的外接线路204d。接合部204f例如 通过焊料而热压着于硬式电路板204a的接点216上。连接部204g可沿硬式电路板204a 的长边配置，以连接接合部204f，且连接部204g沿顶板202c朝向远离侧墙202b的方向延 伸。此外，在另一实施例中，也可采用异向性导电胶或其它适合导电材料来接合硬式电路板 204a与软性电路板204c。特别一提的是，在本实施例中，接点216与发光二极管元件204b位于硬式电路板 204a的同一侧。当然，在其它实施例中，也可以视实际需求而将接点216与发光二极管元件 204b配置于硬式电路板204a的相对两侧。图3依照本发明另一实施例所绘示的发光元件的立体示意图。请参照图3，在发光 元件304中，接点216与发光二极管元件204b配置于硬式电路板204a的相对两侧。软性 电路板304c包括接合部304f与连接部304g。与图2C相似，接合部304f例如通过焊料而 热压着于硬式电路板204a的接点216上，而接合部304f位于侧墙202b与硬式电路板204a之间。连接部304g沿硬式电路板204a的长边配置并且连接接合部304f，而连接部304g沿 顶板202c朝向远离侧墙202b的方向延伸。以下将对采用具有发光元件204的背光模块的液晶显示装置做说明。当然，在其 它实施例中，也可以采用具有发光元件304的背光模块。
图4依照本发明一实施例所绘示的液晶显示装置的立体示意图。请参照图4，液 晶显示装置40包括背光模块20、承载框400、液晶显示面板402。承载框400配置于背光 模块20的承载托架202上。液晶显示面板402配置于承载框400上。此外，液晶显示装置 40还可包括通过线路404b而电性连接至液晶显示面板402的控制电路板404。控制电路 板可视实际的电路配置方式而配置背光模块20的某一侧，并可使控制电路板404的接合元 件404a(例如插座)与软性电路板的接合元件204h (例如排线)连接，以将控制电路板与 背光模块20电性连接。综上所述，在本发明的发光元件中，发光二极管元件配置于硬式电路板上，且串接 线路配置于软性电路板上。由于硬式电路板上并未配置串接线路，使得硬式电路板的面积 可因此而缩小。此外，对于具有上述发光元件的背光模块来说，由于硬式电路板的面积较小，因此 背光模块的厚度也可以有效地减少。另外，此背光模块应用于液晶显示器时，由于背光模块 的厚度较薄，因此可使液晶显示器的厚度符合薄型化的需求。另外，本发明采用跳接的方式将硬式电路板上的发光二极管元件外接至软性电路 板，因此可以避免区块式显示异常的问题。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
一种发光元件，其特征在于，包括一硬式电路板，具有相互独立的多个外接线路；多个发光二极管元件，配置于该硬式电路板上，每一外接线路连接至对应的一个发光二极管元件；以及一软性电路板，具有多个串接线路，每一串接线路连接两个以上的外接线路，以串联该两个以上的外接线路所连接的该些发光二极管元件。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，该硬式电路板具有对应于该些发光 二极管元件的多组接点，该些接点分别电性连接至该软性电路板上的该些串接线路，且每 一外接线路连接所对应的该组接点与该发光二极管元件。
3.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，该多组接点与该些发光二极管元件 位于该硬式电路板的同一侧，且该多组接点沿该硬式电路板的一长度方向对应该些发光二 极管元件排列。
4.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，该多组接点与该些发光二极管元件 位于该硬式电路板的相对两侧。
5.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，更包括一焊料，该软性电路板通过该 焊料压着于该硬式电路板的该多组接点上，使每一串接线路电性连接至所对应的该些外接 线路。
6.一种背光模块，其特征在于，包括一导光板；一承载托架，承载该导光板，且该承载托架具有一光源容置部位于该导光板的一侧，该 光源容置部内形成一光源容置空间；以及一发光元件，配置于该光源容置空间内，该发光元件包括一硬式电路板，具有相互独立的多个外接线路；多个发光二极管元件，配置于该硬式电路板上，每一外接线路连接至对应的一个发光 二极管元件；以及一软性电路板，具有多个串接线路，每一串接线路连接两个以上的外接线路，以串联该 两个以上的外接线路所连接的该些发光二极管元件。
7.根据权利要求6所述的背光模块，其特征在于，该承载托架包括一底板；一侧墙，竖立于该底板的一侧，该硬式电路板配置于该侧墙上；一顶板，与该底板相对并且连接该侧墙的一侧；一挡墙，与该侧墙相对并且由该顶板朝向该底板延伸，该侧墙、该顶板、该挡墙与该底 板构成该光源容置部；以及一压板，与该底板相对并且由该挡墙朝向远离该侧墙的方向延伸，该导光板被挟持于 该压板与该底板之间。
8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，该硬式电路板具有对应于该些发光 二极管元件的多组接点，该些接点分别电性连接至该软性电路板上的该些串接线路，且每 一外接线路连接所对应的该组接点与该发光二极管元件。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该多组接点与该些发光二极管元件位于该硬式电路板的同一侧，且该多组接点沿该硬式电路板的一长度方向对应该些发光二 极管元件排列。
10.根据权利要求9所述的背光模块，其特征在于，该软性电路板包括多个接合部，分别压着于该硬式电路板的该多组接点上；以及一连接部，沿该硬式电路板的一长边配置，以连接该些接合部，且该连接部沿该顶板朝 向远离该侧墙的方向延伸。
11.根据权利要求10所述的背光模块，其特征在于，该发光元件更包括一焊料，该些接 合部分别通过该焊料压着于该硬式电路板的该多组接点上。
12.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该多组接点与该些发光二极管元件 位于该硬式电路板的相对两侧。
13.根据权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该软性电路板包括一接合部，压着于该硬式电路板的该多组接点上，该接合部位于该侧墙与该硬式电路 板之间；以及一连接部，沿该硬式电路板的一长边配置并且连接该接合部，该连接部沿该顶板朝向 远离该侧墙的方向延伸。
14.根据权利要求13所述的背光模块，其特征在于，该发光元件更包括一焊料，该接合 部通过该焊料压着于该硬式电路板的该多组接点上。
15.一种液晶显示装置，其特征在于，包括一背光模块，包括一导光板；一承载托架，承载该导光板，且该承载托架具有一光源容置部位于该导光板的一侧，该 光源容置部内形成一光源容置空间；以及一发光元件，配置于该光源容置空间内，该发光元件包括一硬式电路板，具有相互独立的多个外接线路；多个发光二极管元件，配置于该硬式电路板上，每一外接线路连接至对应的一个发光 二极管元件；以及一软性电路板，具有多个串接线路，每一串接线路连接两个以上的外接线路，以串联该 两个以上的外接线路所连接的该些发光二极管元件；一承载框，配置于该承载托架上；一液晶显示面板，配置于该承载框上；以及一控制电路板，配置于该背光模块的一侧，并且电性连接至该液晶显示面板。
16.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，该软性电路板具有一第一接 合元件，用以结合该控制电路板上的一第二接合元件，使该些发光二极管元件电性连接至 该控制电路板。
全文摘要
一种发光元件、具有此发光元件的背光模块以及液晶显示装置。此发光元件包括硬式电路板、多个发光二极管元件以及软性电路板。硬式电路板具有相互独立的多个外接线路。发光二极管元件配置于硬式电路板上，且每一个外接线路连接至对应的一个发光二极管元件。软性电路板具有多个串接线路，且每一个串接线路连接两个以上的外接线路，以串联外接线路所连接的发光二极管元件。本发明在制作发光元件时，将发光二极管元件配置于硬式电路板上，以及将串接线路配置于软性电路板上，因此不需耗费额外的空间于硬式电路板上配置串接线路，且使得硬式电路板的面积可因此而缩小。
文档编号F21V19/00GK101949498SQ20101027701
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者范华珍, 蔡政旻, 陈清风 申请人:友达光电股份有限公司