斜面发光灯珠及其支架、制作方法和显示装置与流程

1.本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种斜面发光灯珠及其支架、制作方法和显示装置。


背景技术：

2.现有电视产品通过电视屏幕直接呈现画面，但是电视的周围背景无法随着画面的亮度变化而改变亮度，如果画面亮度较高，而电视周围背景环境较暗，则两者的对比度相差较大，对人眼刺激较大，容易导致视觉疲劳，影响视力。现有的装修在电视周围的背景墙上安装装饰灯，通过打上灯光效果来提升电视画面色彩氛围，这样虽然可以改善电视和周围背景的对比度相差过大，但装饰灯光无法随着电视画面的变化而发生相应改变，所呈现的彩色和亮度仍然与电视画面存在跨越式的差别，电视画面与其周围背景之间的色彩亮度无法实现渐变式的缓冲过渡。


技术实现要素：

3.基于此，本发明提供一种斜面发光灯珠及其支架，所述斜面发光灯珠可以倾斜的角度发光，其适用于电视产品，用于安装在电视屏幕的背面朝屏幕后侧发光，从而改善电视周围背景的色彩和亮度效果。
4.本发明采取的技术方案如下：
5.一种斜面发光灯珠支架，包括支架主体和嵌入所述支架主体内的金属支架，所述支架主体由所述金属支架划分为位于顶侧的杯罩和位于底侧的支撑结构，所述杯罩内的杯底设有平行于杯口顶面的芯片安装面，所述支撑结构的底部设有焊接平面，所述焊接平面通过所述金属支架与所述芯片安装面电连通；所述芯片安装面与所述焊接平面之间形成一倾斜角。
6.作为进一步优选的方案，所述杯罩的顶部设有连接所述杯口顶面的吸取面，所述吸取面平行于所述焊接平面。
7.作为进一步优选的方案，所述吸取面的宽度大于或等于1毫米。
8.作为进一步优选的方案，所述金属支架从所述芯片安装面贯穿所述支架主体至其外侧面，以连接到所述焊接平面；所述金属支架穿出所述支架主体外的部分为金属引脚，所述金属引脚沿所述支撑结构的表面延伸到所述焊接平面，包括分别位于所述支撑结构相对两侧的第一组引脚和第二组引脚。
9.作为进一步优选的方案，所述金属支架贯穿所述支架主体的部分包括相连接的弯折部和水平连接部，所述弯折部从所述芯片安装面朝所述杯罩或所述支撑结构的方向弯折形成，所述水平连接部平行于所述芯片安装面。
10.作为进一步优选的方案，所述支撑结构呈棱柱状，包括所述焊接平面和垂直于所述焊接平面的连接侧面，所述连接侧面与所述焊接平面相互连接以形成一棱边；所述第一组引脚从所述支架主体的外侧面穿出，通过弯折延伸到所述焊接平面，所述第二组引脚从
所述支架主体的外侧面穿出，通过弯折并经由所述连接侧面延伸到所述焊接平面；所述第二组引脚的长度大于所述第一组引脚的长度。
11.作为进一步优选的方案，所述支撑结构的表面向外突出，形成分隔相邻金属引脚的挡板。
12.作为进一步优选的方案，所述挡板的突出高度小于所述金属引脚的厚度的二分之一。
13.作为进一步优选的方案，所述倾斜角的角度范围为10
°
～80
°
。
14.本发明的所述斜面发光灯珠，包括前述的灯珠支架和led芯片，所述led芯片设于所述杯罩内的所述芯片安装面上。
15.本发明还提供一种显示装置，包括前述的斜面发光灯珠。
16.本发明还提供一种制作前述斜面发光灯珠的方法，包括固晶和键合、封装、冲切的步骤，所述固晶和键合的步骤包括：利用一载具承载所述灯珠支架，使所述支架主体中的所述芯片安装面保持水平，然后将led芯片放置并固定到所述杯罩内的所述芯片安装面上，接着所述led芯片键合所述金属支架上；其中，所述载具中设有凹槽，所述凹槽用于装载位于所述支架主体底侧的所述支撑结构。
17.本发明至少具有如下的有益效果：
18.(1)所述斜面发光灯珠可以倾斜的角度发光，适合应用于例如电视等显示装置，其通过底部的焊接平面可以安装在电视背面，可将随画面播放内容而发生变化的、接近电视画面的光投射到背景墙上，同步电视画面的色彩，使得电视屏幕与其周围背景之间的亮度和色彩渐变变化，从而起到保护眼睛，增加电视画面氛围效果。
19.(2)在所述斜面发光灯珠的顶部设置了提供给吸嘴吸附的吸取面，由此可在安装过程中实现自动设备对所述灯珠的吸取、转移等操作。
20.(3)在相邻金属引脚之间设置挡板，起到保护、固定和限制引脚位置的作用，改善了由于倾斜设计带来的金属引脚过长所导致的易变形、位移和接触短路等问题，另外，将金属引脚设置为特定的厚度，以增强其强度，也起到防止引脚变形的作用。
21.(4)所述斜面发光灯珠的倾斜角的角度设置在10
°
～80
°
之间，若将不同发光角度的灯珠焊接在电视背板，所发出的光照射在背景墙上可以使电视画面及其周围背景之间达到更好的渐变式缓冲过渡，从而实现更好的画面氛围效果。
22.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
23.图1为实施例1中倾斜角为20
°
的斜面发光灯珠的立体结构图；
24.图2为实施例1的斜面发光灯珠的前视方向的内部结构图；
25.图3为图1中局部a的放大图；
26.图4为实施例1的斜面发光灯珠安装在平面上的示意图；
27.图5为实施例1的斜面发光灯珠的前视图；
28.图6为实施例1的斜面发光灯珠的俯视图；
29.图7为实施例1的斜面发光灯珠的仰视图；
30.图8为实施例1的斜面发光灯珠的左视图；
31.图9为实施例1的斜面发光灯珠的右视图；
32.图10为实施例1的斜面发光灯珠中的焊盘和芯片布置图；
33.图11为用于承载斜面发光灯珠支架的带凹槽载具的局部简单结构图；
34.图12a为多个灯珠支架相连而成的框架的俯视图，图12b为多个灯珠支架相连而成的框架的前视图，图12c为图12a的框架中最左侧两列灯珠支架的放大图；
35.图13a为下载具的俯视图，图13b为下载具的前视图，图13c为下载具的侧视图；
36.图14a为上载具的前视图，图14b为上载具的俯视图，图14c为上载具的后视图；
37.图15为上载具的内表面与框架组合时的位置关系图；
38.图16a为实施例2中倾斜角为35
°
的斜面发光灯珠的立体结构图，图16b为实施例2的斜面发光灯珠安装在平面上的示意图；
39.图17a为实施例3中倾斜角为50
°
的斜面发光灯珠的立体结构图，图17b为实施例3的斜面发光灯珠安装在平面上的示意图；
40.图18a为实施例4中倾斜角为60
°
的斜面发光灯珠的立体结构图，图18b为实施例4的斜面发光灯珠安装在平面上的示意图.
41.附图标记：灯珠支架1，框架1’，支架主体11，杯罩111，杯口c，杯口顶面111a，吸取面111b，侧壁111c，侧壁111d，芯片安装面110，支撑结构112，连接侧面112a，外侧面112b，外侧面112c，焊接平面100，吸取面的宽度d，倾斜角α，棱边113，挡板114，挡板的厚度l，金属支架12，金属带12’，金属引脚120，第一组引脚120a，第二组引脚120b，引脚间距s，固晶焊盘121a，焊线焊盘121b，弯折部122，水平连接部123，led芯片2，红光芯片21，绿光芯片22，蓝光芯片23，载具3，凹槽30，下载具31，上载具32，镂空部分320，平面p。
具体实施方式
42.实施例1
43.请参阅图1-10，本实施例的斜面发光灯珠包括灯珠支架1和led芯片2。
44.所述灯珠支架1包括支架主体11和嵌入所述支架主体11内的金属支架12，所述支架主体11由所述金属支架12划分为位于顶侧的杯罩111和位于底侧的支撑结构112，所述杯罩111内的杯底设有平行于杯口顶面111a的芯片安装面110，所述支撑结构112的底部设有焊接平面100，所述焊接平面100通过所述金属支架12与所述芯片安装面110电连通。
45.所述芯片安装面110与所述焊接平面100之间形成一倾斜角α，由于所述芯片安装面110与杯口顶面111a相互平行，因此所述杯口顶面111a(通常视为灯珠的发光面)与所述焊接平面100之间的夹角同样为所述倾斜角α，如图4所示，该图4为所述斜面发光灯珠的焊接平面100安装在平面p上的示意图。为了清楚地展示倾斜角α，在本发明的附图中使用顶部的杯口顶面111a与焊接平面100之间的夹角来标注倾斜角α。
46.在本实施例中所述倾斜角α的角度为20
°
。所述led芯片2设于所述杯罩111内的所述芯片安装面110上，则led芯片2垂直于芯片安装面100的出光方向与焊接平面100形成不垂直的倾斜角度。
47.为了在安装灯珠时便于吸嘴吸取和转移，所述杯罩111的顶部设有连接所述杯口顶面111a的吸取面111b，所述吸取面111b平行于所述焊接平面100，用于提供给吸嘴吸附。更优地，如图4，所述吸取面111b的宽度d大于或等于1毫米，适应于smd贴片机的吸嘴尺寸。
48.具体地，如图2所示，所述金属支架12从芯片安装面110贯穿所述支架主体11至其外侧面，以连接到所述焊接平面100；所述金属支架12穿出所述支架主体11外的部分为金属引脚120，所述金属引脚120沿所述支撑结构112的表面延伸到所述焊接平面100，包括分别位于所述支撑结构112相对两侧的第一组引脚120a和第二组引脚120b。
49.如图1和图6所示，所述杯罩111是由四个侧壁围合而成，且杯口c为四角倒圆的方形，所述杯口顶面111a为方环形，具有四条外边缘；结合图2所示，所述吸取面111b设于其中一个侧壁111c的顶部，与杯口顶面111a的一条外边缘相接。
50.由于需要设置一定宽度的吸取面111b，所述侧壁111c的厚度大于与其相对的侧壁111d的厚度，则所述杯罩111的杯口中心线t1偏离杯罩111的中心线t2，如图2中所示，杯罩111的杯口中心线t1偏向于整个支架的左侧。
51.具体地，所述金属支架12分别贯穿设有吸取面111b的侧壁111c及其相对的侧壁111d，则金属支架12贯穿侧壁111c的部分的长度大于其贯穿侧壁111d的部分的长度，如图2。
52.在其他实施方式中，侧壁111d的厚度可以增加至与侧壁111c的厚度相同，则杯罩111的杯口中心线t1与杯罩111的中心线t2重合，即杯口c的中心达到居中，且金属支架12贯穿侧壁111c的部分的长度等于其贯穿侧壁111d的部分的长度，但侧壁111d增加厚度会增加材料成本，灯珠产品的尺寸也会增大。另外，在其他实施方式中，杯罩111的杯口c还可以设置为圆形、椭圆形、其他多边形或者不规则形状。
53.为了避免水汽从金属引脚120与支架主体11的连接处入侵到内部，所述金属支架12贯穿所述支架主体11的部分包括相连接的弯折部122和水平连接部123，所述弯折部122从所述芯片安装面110朝杯罩111或支撑结构112的方向弯折形成，所述水平连接部123平行于所述芯片安装面110和杯口顶面111a。在本实施例中，所述弯折部122优选为从所述芯片安装面110朝所述支撑结构112的方向弯折形成，即朝底侧方向弯折，可有效防止水汽进入到杯罩111内。
54.如图5所示，所述支撑结构112呈棱柱状，包括在底部的所述焊接平面100、一个连接侧面112a、两个位置相对且平行的外侧面112b、两个位置相对且平行的外侧面112c。
55.所述两个外侧面112b直接连接所述焊接平面100。一个外侧面112c直接连接所述焊接平面100，另一个外侧面112c通过所述连接侧面112a连接所述焊接平面100。所述外侧面112b和外侧面112c相互垂直，而且均垂直于杯口顶面111a。所述外侧面112b垂直于焊接平面100，而所述外侧面112c与焊接平面100不垂直。所述连接侧面112a垂直于焊接平面100，而与杯口顶面111a不垂直，所述连接侧面112a与杯口顶面111a之间的夹角等于所述倾斜角α的补角。所述连接侧面112a与所述焊接平面100之间为圆滑过渡连接，以形成一棱边113。
56.所述支撑结构112的形状构造既适应于倾斜角α的设计，又使得整体形状不规则的灯珠的重心更居中，从而灯珠安装到平面p上时可达到较为稳固的状态，如图4，同时，尽可能地节省了支撑结构112的材料。
57.结合图2和图5所示，所述第一组引脚120a从所述支架主体11的一个外侧面112c穿出，通过弯折直接延伸到所述焊接平面100，所述第二组引脚120b从所述支架主体11的另一个外侧面112c穿出，通过弯折并经由所述连接侧面112a延伸到所述焊接平面100；所述第二
组引脚120b的长度大于所述第一组引脚120a的长度。每组引脚具体有3个。
58.所述金属支架12的材料优选为铜，厚度为0.15毫米～0.25毫米。
59.所述支架主体11的材料为塑胶，通过注塑工艺制成，其注塑面不少于8个。在本发明的实施例中，如图2、图7、图16b、图17b和图18b所示，注塑成型的支架主体11中内凹的注塑孔设于芯片安装面110的中间下方。所述支架主体11的材质可以是聚邻苯二甲酰胺(ppa)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(pct)、液晶聚合物(lcp)、环氧树脂模塑料(emc)等的高分子聚合物，其颜色可以是白色或黑色，优选材质为白色ppa。
60.结合图1-3、图5和图7-9所示，为了避免金属引脚120过长容易发生弯曲等变形或位移而导致短路，所述支撑结构112的表面在相邻金属引脚120之间向外突出，形成分隔相邻金属引脚120的挡板114。其中，分隔第一组引脚120a中相邻引脚的挡板114，是沿第一组引脚120a所在的外侧面112c和焊接平面100连续突出形成的；分隔第二组引脚120b中相邻引脚的挡板114，是沿第二组引脚120b所在的外侧面112c、连接侧面112a和焊接平面100连续突出形成的。
61.更优地，所述挡板114的突出高度小于所述金属引脚120的厚度的二分之一，突出高度太高则金属引脚120被遮挡，露出面积过小，不利于灯珠安装时底部的焊接平面100焊接到电路板，突出太小则起不到对金属引脚120的保护、限位和分隔作用，导致金属引脚120在生产过程中受碰撞后变形、脱落，相邻引脚也容易因位移相互接触而造成短路。
62.另外，所述挡板114的厚度l范围为0.15毫米～0.3毫米，此厚度范围比较适宜，太窄则不易塑胶注塑生产，容易发生断裂，太厚则影响对金属引脚120的折弯加工。
63.所述金属引脚120的厚度范围为0.15毫米～0.25毫米，与制作所述金属支架12用到的铜板或金属带的厚度一致。此厚度范围下，可以有效防止金属引脚120弯曲变形，尤其是防止较长的第二组引脚120b弯曲变形，同时避免金属引脚120太厚而不易折弯加工。
64.所述第一组引脚120a和第二组引脚120b中的引脚间距s均为0.15毫米～0.4毫米，则此引脚间距s不会太小，避免相邻引脚触碰短路的风险，也不会太大，避免各引脚的宽度太窄而机械强度减小，导致易弯曲变形。
65.如图10所示，所述金属支架12设于所述芯片安装面110的部分为用于固定和连接led芯片2的焊盘，包括一个固晶焊盘121a和五个焊线焊盘121b，所述固晶焊盘121a位于芯片安装面110的中央，所述五个焊线焊盘121b围绕固晶焊盘121a布置以便于焊线，此焊盘形状设计可满足三个芯片的品字形摆放要求和焊线要求。
66.所述led芯片2的数量至少有3个，发出的光形成rgb三色混光或rgbw四色混光。所述led芯片2具体为红光芯片21、绿光芯片22和蓝光芯片23，以品字形摆放在固晶焊盘121a上，而且位于杯口c的中心位置，由此三者可以最大程度混光均匀；其中，绿光芯片22和蓝光芯片23的位置可互换，绿光芯片22和蓝光芯片23均设于红光芯片21的一侧，以满足三个芯片的品字形摆放要求和焊线要求。各芯片分别通过导线与焊线焊盘121b连接。
67.所述斜面发光灯珠可应用于显示装置，尤其适用于电视产品，可以安装在电视的背板，实现朝电视屏幕的后侧发光。所述灯珠在安装过程中由吸嘴来吸取，所述吸嘴通过负压吸附所述吸取面111b来吸取所述灯珠。
68.具体地，安装过程中使用smd贴片机来吸取灯珠，smd贴片机的多个吸嘴固定在旋转头顶端，并处于同一水平面上；该吸嘴跟随旋转头分别转动到对应的灯珠上方，通过内部
负压吸附灯珠的吸取面111b，或先机械伸出接触到所述吸取面111b再形成内部负压以吸附所述吸取面111b，从而可实现自动设备对所述斜面发光灯珠的吸取、转移等操作。在吸取灯珠期间，平行于焊接平面100的吸取面111b与吸嘴保持平行，确保吸嘴碰触所述吸取面111b时能通过密封接触形成负压吸附力，解决了杯罩111的杯口顶面111a因倾斜于焊接平面100或存在缺损而无法被吸嘴吸附的问题，确保了安装所述斜面发光灯珠的可行性和可操作性。
69.所述斜面发光灯珠的制作方法包括制作支架、固晶和键合、封装、冲切的步骤，与现有的灯珠制作方法大致相同，特点在于制作的支架为前述的灯珠支架1。
70.所述制作支架的步骤包括：对金属带12’冲切后进行注塑，得到所述支架主体11，再通过折弯加工形成所述金属支架12，制得多个所述灯珠支架1相连的框架1’，如图12a至12c所示，框架1’中的灯珠支架1成行成列地布置，图12a示例性地展示了框架1’包含224个灯珠支架1，以14行*16列的方式排列布置。
71.所述固晶和键合的步骤包括：利用一载具3承载所述框架，使各支架主体11中的所述芯片安装面110达到和保持水平，然后将led芯片2放置并固定到所述杯罩111内的芯片安装面110上，接着将所述led芯片2键合在所述金属支架12上，键合的方式可以是通过焊线键合、共晶键合或导电材料键合等，在本实施例中采取焊线键合利用导线将各芯片与焊线焊盘连接，如图10。
72.由于存在所述倾斜角α，所述支架主体11直接放置在平面载板上时芯片安装面110不是水平的，导致无法进行固晶和焊线作业，为解决此问题，如图11所示，在所述载具3中设置凹槽30，所述凹槽30用于装载位于所述支架主体11底侧的支撑结构112，更优地，所述凹槽30的形状与支撑结构112底部的棱柱状相匹配，起到稳定支承的作用，使得芯片安装面110达到和保持水平。
73.具体地，对应于多个灯珠支架1相连而成的框架1’，所述载具3设有多个凹槽30，而根据实际生产中使用的固晶机台和焊线机台的不同，固晶步骤和焊线步骤分别使用的载具结构也有所差异，主要区别在于：固晶步骤使用的载具30设有与框架1’中的灯珠支架1数量相同的凹槽30，用于在固晶时稳定承载框架1’中所有灯珠支架1底侧的支撑结构112；焊线步骤使用的载具则设有数量更少的凹槽30，用于在焊线时稳定承载框架1’其中几列灯珠支架1底侧的支撑结构112。
74.更具体地，以焊线步骤使用的载具30为例子进行说明，如图13a-c、图14a-c和图15所示，该载具30包括可相互配合的下载具31和下载具32。如图13a，所述下载具31的中间设有4列凹槽30，对应于框架1’中间的4列灯珠支架1；如图14a-c，图14a和图14c分别示出了所述上载具32的外表面和内表面，该上载具32的中间设有镂空部分32，用于露出所述4列灯珠支架1的焊接面(即芯片安装面100)，见图15，该图15示出了框架1’与上载具32的内表面之间的组装配合。在焊线步骤中，上载具32、框架1’和下载具31自上而下地层叠配合，上载具32的外表面露出所述4列灯珠支架1的焊接面用于实施焊线，下载具32的所述4列凹槽30对应承载所述4列灯珠支架1底侧的支撑结构100，使得所述4列灯珠支架1顶侧的焊接面达到和保持水平，满足焊线作业的操作要求。
75.实施例2
76.如图16a和图16b所示，本实施例的斜面发光灯珠及其支架与实施例1的基本相同，
不同之处在于：在本实施例中所述倾斜角α的角度为35
°
。
77.实施例3
78.如图17a和图17b所示，本实施例的斜面发光灯珠及其支架与实施例1的基本相同，不同之处在于：在本实施例中所述倾斜角α的角度为50
°
。
79.实施例4
80.如图18a和图18b所示，本实施例的斜面发光灯珠及其支架与实施例1的基本相同，不同之处在于：在本实施例中所述倾斜角α的角度为60
°
。
81.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”和“外”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
82.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”、“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
83.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。