背光源切割装置以及背光源切割方法与流程

本发明涉及背光源领域，特别涉及一种背光源切割装置以及一种背光源切割方法。

背景技术：

有些背光源在制造过程中会采用一些具有不耐高温物理性质的荧光粉，例如一些背光源的荧光层在制造的过程中会采用氟化物荧光粉，氟化物荧光粉具有吸湿性和不耐高温的特性，且氟化物荧光粉在温度升高时容易与水发生分解反应。传统的切割方式对背光源切割的过程中会产生大量热，不适用于切割这类不具有耐高温性质的荧光粉制成的背光源。

技术实现要素：

为克服上述传统的切割方式不适用于切割这类不具有耐高温性质的荧光粉制成的背光源的问题，本发明提供了一种背光源切割装置以及一种背光源切割方法。

解决技术问题的技术方案是提供一种背光源切割装置，用于切割背光源，所述背光源包括基板，形成在基板上的多个间隔设置的led芯片以及覆盖于多个led芯片上的荧光层，所述荧光层将led芯片封装于基板和荧光层中，所述背光源切割装置包括承载平台和切割装置，所述承载平台用于承载所述背光源，所述切割装置包括驱动机构和刀具，刀具和所述驱动机构连接，驱动机构驱动刀具旋转并可和待切割背光源形成相对运动从而对背光源进行切割，所述刀具为圆形锯齿刀片，其包括刀具本体和锯齿，刀具包括一中心面，锯齿从刀具本体的四周往远离刀具本体的方向延伸，所述锯齿越远离刀具本体，锯齿的厚度越小，所述刀具本体厚度小于所述背光源相邻芯片的间距。

优选的，所述刀具本体包括平行的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面的对称面为刀具的中心面，所述锯齿包括第一方向锯齿和第二方向锯齿，第一方向锯齿和第二方向锯齿从中心面分别向两侧偏离，第一方向锯齿和第二方向锯齿齿尖的距离大于第一表面和第二表面的距离。

优选的，所述背光源切割装置进一步包括除尘装置，所述除尘装置包括抽风机、管道和吸嘴，吸嘴经过管道和抽风机连接，抽风机在吸嘴处形成吸力以清除切割背光源过程中产生的粉尘。

优选的，所述背光源切割装置进一步包括反馈控制系统，所述反馈控制系统设置于切割装置上以对切割装置的运行精度进行反馈调节。

优选的，相邻的锯齿的齿间距为0.5－2mm，所述锯齿的齿高为0.5－1.5mm。

优选的，所述刀具的转速为2000－6000r/min。

解决技术问题的另一个技术方案是提供一种背光源切割方法，所述背光源切割方法包括以下步骤：

将背光源定位在承载装置上；

启动切割装置，驱动机构带动圆形锯齿刀片旋转；以及

圆形锯齿刀片接触背光源并和背光源在预定切割线路上相对移动，将和刀片接触的背光源部分刨出。

优选的，所述圆形锯齿刀片接触背光源，并和背光源在预定切割线路上相对移动将和刀片接触的背光源部分刨出具体可以包括以下两种方式：背光源固定不动，圆形锯齿刀片旋转并运行对背光源进行刨切或者圆形锯齿刀片旋转，背光源运行至圆形锯齿刀片处，圆形锯齿刀片对背光源进行刨切。

优选的，所述背光源切割方法进一步包括以下步骤：在切割背光源的过程中，除去切割过程中产生的粉尘。

优选的，所述背光源切割方法进一步包括以下步骤：在切割背光源的过程中，对所述切割装置的运行精度进行反馈控制调节。

本发明提供的背光源切割装置具有以下有益效果：

1、提供的背光源切割装置包括承载平台和切割装置，所述承载平台用于承载所述背光源，所述切割装置包括驱动机构和刀具，刀具和所述驱动机构连接，驱动机构驱动刀具旋转并可和待切割背光源形成相对运动从而对背光源进行切割，所述刀具为圆形锯齿刀片包括刀具本体和锯齿，刀具包括一中心面，锯齿从刀具本体的四周往远离刀具本体的方向延伸，所述锯齿越远离刀具本体，锯齿的厚度越小，所述刀具本体厚度小于所述背光源相邻芯片的间距。以该设计方式，由于采用圆形锯齿刀片进行切割，圆形锯齿刀片在切割的过程中采用刨的方式，相对于传统的采用圆形刀具进行磨削的方式，该切割方式不会因为长时间大量的摩擦产生较多的热量，发热量低，因而该背光源切割装置适用于切割这类不具有耐高温性质的荧光粉制成的背光源的优点。

2、提供的刀具包括刀具本体和锯齿，刀具本体包括平行的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面的对称面为刀具的中心面，所述锯齿包括第一方向锯齿和第二方向锯齿，第一方向锯齿和第二方向锯齿从中心面分别向两侧偏离，第一方向锯齿和第二方向锯齿齿尖的距离大于第一表面和第二表面的距离。以该设计方式可以防止切割过程中第一表面和第二表面接触到背光源，最大化减小摩擦面，有效地降低由于摩擦产生的热量。

3、提供的背光源切割装置进一步包括除尘装置，所述除尘装置包括抽风机、管道和吸嘴，吸嘴经过管道和抽风机连接，抽风机在吸嘴处形成吸力以清除切割背光源过程中产生的粉尘。防止切割过程中产生的粉尘对周围空气的污染。

4、提供的背光源切割装置进一步包括反馈控制系统，所述反馈控制系统设置于切割装置上以对切割装置的运行精度进行反馈调节。通过设置有反馈控制系统，所述位移机构的运行误差可以控制在±3μm范围内，大幅增加产品的良品率。

本发明提供的背光源切割方法具有以下有益效果：

由于采用圆形锯齿刀片进行切割，圆形锯齿刀片在切割的过程中采用刨的方式，相对于传统的采用圆形刀具进行磨削的方式，该切割方式不会因为长时间大量的摩擦产生较多的热量，发热量低，因而该背光源切割装置具有适用于切割这类不具有耐高温性质的荧光粉制成的背光源的优点。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例的光源组件的立体结构示意图。

图2是图1中ⅰ－ⅰ截面示意图。

图3是本发明第二实施例的背光源制造方法的背光源的立体结构爆炸示意图。

图4是本发明第二实施例的背光源制造方法的示意框图。

图5是本发明第三实施例的背光源切割装置的立体结构示意图，其包括支撑平台和切割装置。

图6是图5中所示切割装置的立体结构示意图，其包括移动机构和切割机构。

图7是图5中所示切割装置的立体结构示意图。

图8是图5中所示切割机构切割背光源的示意图。

图9是图8中所示刀具的结构示意图。

图10是图9中ⅰ－ⅰ截面示意图。

图11是图9所示刀具的锯齿部分立体结构示意图。

图12是图9所示刀具的一种变形设计方式示意图。

图13是图9所示刀具的一种变形设计方式刀具锯齿部分立体结构示意图。

图14是图5中所示切割装置的一种变形设计方式的结构示意图。

图15是反馈控制系统的示意框图。

图16是本发明第四实施例的背光源切割方法的示意框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明的第一实施例提供一种光源组件10包括基板11、荧光层12以及多个led芯片13。基板11包括相背的两个表面，多个led芯片13按照一定规律排布于基板11其中一个表面，荧光层12覆盖于基板11设置有led芯片13的表面，led芯片13封装于荧光层12内。具体的，所述荧光层12可以由预制的荧光膜覆盖在基板11设置有led芯片13的表面后热压贴附在该表面上形成。所述光源组件10的形状为平面形状。

在其他一些实施例中，所述led芯片13的形状为长方形，长度为0.8－1.5mm，宽度为0.1－0.5mm。led芯片13在基板11上具体呈阵列排布，定义led芯片13在x轴方向上的排布为列，在y轴方向上的排布为行，相邻两列led芯片13之间的间距l为0.2－0.8mm，相邻两行led芯片13之间的间距w为2.1－3.6mm。所述光源组件10的厚度d为0.4－2mm。

在一些实施例中，所述荧光膜采用不具有耐高温特性的荧光粉制成。例如，本实施例中，所述荧光膜由质量比为(1～4)：(0.5～2)：(0.5～2)的红光荧光粉、绿光荧光粉以及黄光荧光粉均匀混合制成。所述红光荧光粉为氟化物荧光粉，此处的氟化物是指4价锰激发的氟硅酸盐，分子式为axmfy：mn4+(其中a为li、na、k、ca、sr、ba等金属之其中的一种，m为si、al、y、sc等金属之其中一种)，氟化物荧光粉具有吸湿性和不耐高温的特性，且氟化物荧光粉在温度升高时容易与水发生分解反应。

请参阅图3和图4，本发明的第二实施例提供一种背光源制造方法s10，用于制造背光源m，所述背光源制造方法s10包括如下步骤：

步骤s101，提供基板a；

步骤s102，将多个led芯片b按照一定排布规律固定于所述基板a之上；

步骤s103，将一预制的荧光膜c覆盖于固定有led芯片b的基板a的表面；

步骤s104，热压所述荧光膜c，使所述荧光膜c软化形成荧光层，多个所述led芯片b被封装于所述荧光层之内，形成所述背光源m。

在上述步骤s102中，所述将多个led芯片b按照一定排布规律固定于所述基板a之上具体可以是led芯片13在基板11上具体呈阵列排布。

在上述步骤s103中，所述荧光膜c的成分和第一实施例中荧光膜的成分一致，在此不做赘述。

第一实施例中所述的光源组件10由第二实施例中所述的背光源m按照预定形状切割形成。可以理解，所述背光源m并不局限于切割成第一实施例中平面形状的光源组件10，也可以切割成其他形状，如条形形状，具体根据设计需要而定。由前面描述可知，形成荧光层的荧光膜c含有氟化物荧光粉，氟化物荧光粉具有吸湿性和不耐高温的特性，且氟化物荧光粉在温度升高时容易与水发生分解反应，因而无法用传统的采用圆形刀片并配合加水或液氮冷却的方式进行切割。

请参阅图5，本发明的第三实施例提供一种背光源切割装置20，用于切割第二实施例中所述背光源m以形成第一实施例中所述光源组件10。所述背光源切割装置20包括承载平台21和切割装置22，承载平台21用于承载所述背光源m，背光源m固定在承载平台21上，切割装置22用于在预定的切割线路上对固定在承载平台21上的背光源m进行切割。

请参阅图6和图7，所述切割装置22包括位移机构221和切割机构222。所述位移机构包括第一位移组件2211、第二位移组件2212以及第三位移组件2213，具体的，所述第一位移组件2211、第二位移组件2212以及第三位移组件2213可以为滚珠丝杆副。第一位移组件2211包括滑动配合的第一丝杆2211a和第一滑块2211b，第二位移组件2212包括滑动配合的第二丝杆2212a和第二滑块2212b，第三位移组件2213包括滑动配合的第三丝杆2213a和第三滑块2213b。第一丝杆2211a和第二丝杆2212a平行设置，第三丝杆2213a的两端分别和第一滑块2211b以及第二滑块2212b连接，优选的，第三丝杆2213a和第一丝杆2211a以及第二丝杆2212a垂直。所述切割机构222和第三滑块2213b连接，第一滑块2211b、第二滑块2212b以及第三滑块2213b配合滑动带动切割机构222在x轴和y轴方向上位移。在其他实施例中，所述切割机构222和第三滑块2213b可以设置为滑动配合，切割机构222可以相对于第三滑块2213b在z轴上进行位移。

可以理解，所述第一位移组件2211、第二位移组件2212以及第三位移组件2213不局限为滚珠丝杆副，也可以是直线电机驱动的位移机构。

请参阅图8－9，所述切割机构222包括驱动机构2221和刀具2222，刀具2222和驱动机构2221连接，驱动机构2221即连接至所述第三滑块2213b，驱动机构2221驱动刀具2222转动对背光源m进行切割。所述刀具2222采用圆形锯齿刀片，其包括刀具本体2223和锯齿2224，刀具本体2223为圆形，锯齿2224环形分布于刀具本体2222四周。刀具2222转动对背光源m进行切割的过程中，每个锯齿2224在接触到背光源m时将锯齿2224接触的部分刨出，从而将背光源m切割成所述光源组件10。可选用的圆形锯齿刀片的材质有不锈钢、钨钢、高速钢等。

以该设计方式，由于采用圆形锯齿刀片进行切割，圆形锯齿刀片在切割的过程中采用刨的方式，相对于传统的采用圆形平刃刀具进行磨削的方式，该切割方式不会因为长时间大量的摩擦产生较多的热量，发热量低，因而在切割过程中可以不用加水进行冷却，使得该背光源切割装置30适用于切割采用氟化物荧光粉制成的光源组件10。实践证明，通过采用圆形锯齿刀具进行刨切，刨切时背光源m的温度可以由传统的磨削时的80－100℃降低到30－50℃。

进一步的，所述圆形锯齿刀片的转速设置为2000－6000r/min，优选为2000r/min，相对于传统的使用10000－13000r/min转速的圆形平刃刀具而言，刀具2222在切割过程中由于转速的大幅降低，更接近于刨的方式，能够有效降低刀具2222在切割的过程中产生的热量。相对而言，传统的圆形平刃刀具，由于是以磨削的方式进行切割，即使刀具的转速降低到2000－6000r/min，刀具在切割背光源m的过程中也会产生很多热量。

进一步的，若将刀具2222的转速设置为传统的10000－13000r/min，较高的转速使得刀具2222在切割过程中更近似于磨削的方式，切割过程中由于刀会产生大量的热量，且进一步的，较高的转速会导致刀具的发热，也不利于发热量的控制。

因而，通过将刀具2222的转速设置为2000－6000r/min，不仅可以使得刀具2222不仅以刨的方式进行背光源m的切割，还可以通过低转速降低刀具2222和背光源m的摩擦量，从而较好地减少了刀具2222在切割背光源m时的发热量。可以理解，刀具的转速也不局限2000－6000r/min，也可以更低，但是要综合考虑到切割效率的影响。

所述背光源切割装置20在切割背光源m时有两种运行方式，其一是承载平台21固定不动，背光源m固定在承载平台21上，刀具2222由位移机构221带动在x轴、y轴和z轴方向上位移对背光源m进行切割；其二是刀具2222只在y轴和z轴上位移，承载平台21带动背光源m在x轴上位移由旋转的刀具2222对其进行切割。可以理解，此种情况下，承载平台21本身可以设计为在x轴、y轴方向上可移动，从而可带动承载在承载平台21上的背光源m也可相对刀具2222移动。

请参阅图10－11，所述刀具本体2223包括平行的第一表面2223a和第二表面2223b，第一表面2223a和第二表面2223b之间的距离界定刀具本体2223的厚度h。由前述可知，相邻两列led芯片13之间的间距l为0.2－0.8mm，刀具222的厚度应小于相邻两列led芯片13之间的间距l。具体的，刀具222的厚度h对应的可以选择0.1－0.7mm。定义平面s为刀具2222的中心面s，则所述第一表面2223a和第二表面2223b相对于刀具2222的中心面s对称，。锯齿2224从刀具本体2223的四周往远离刀具本体2223的方向延伸，越远离刀具本体2223，锯齿2224的厚度从等同于刀具本体2223的厚度逐渐减小，最后，锯齿2224末端的齿尖位于中心面s处。所述锯齿2224的齿高e，也即锯齿2224齿根到齿尖的距离为0.5－1.5mm，进一步的，所述相邻两个锯齿2224间的齿间距f为0.5－2mm。以该设计方式，可以保证锯齿2224强度的同时也可以获得较好的刨切效率。可以理解，由于刀具本体2223厚度较薄，较大的齿高e的设置容易造成锯齿2224强度不够，影响锯齿2224的使用寿命。也可以理解，较窄或较宽的齿间距f的设计均不利于刨切，较窄的齿间距不利于背光源m的切割，较宽的齿间距f时又导致刨切效率不高。

延伸时，所述锯齿2224可以沿着刀具本体2223的直径所在方向进行延伸，也可以是沿着和刀具本体2223直径所在方向成一定夹角的方向延伸。当锯齿2224是沿着刀具本体2223直径所在方向延伸时，所述锯齿2224可以是在旋转平面上两面开刃，刀具2222正转或者反转均可以对背光源m进行刨切。当锯齿2224是沿着和刀具本体2223直径所在方向成一定夹角的方向延伸时，所述锯齿2224为在旋转平面上单面开刃，刀具2222只能是单一方向旋转才可以对背光源m进行刨切，具体的旋转方向是使得开刃面朝向背光源m。

请参阅图12－13，在其他一些实施例中，所述刀具2222的锯齿2224包括第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b，第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b从中心面s分别向中心面s两侧偏离。优选的，第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b齿尖的距离大于刀具本体2223的厚度h，且第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b齿尖的距离小于相邻两列led芯片13之间的间距l。第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b的延伸方向、齿高以及齿间距同前述的锯齿2224一致，在此不做赘述。

切割过程中，第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b按照预定的切割线路分别往中心面s所在平面的两侧将接触到的背光源m的部分刨出，由于第一方向锯齿2224a和第二方向锯齿2224b齿尖的距离大于第一表面2223a和第二表面2223b的距离h，该设计可以防止切割过程中第一表面2223a和第二表面2223b接触到背光源m，最大化减小摩擦面，有效地降低由于摩擦产生的热量。

请参阅图14，在其他一些实施例中，所述背光源切割装置20进一步包括除尘装置，所述除尘装置用于清除切割装置20在切割背光源m时产生的粉尘。所述除尘装置包括抽风机231、管道232和吸嘴233，吸嘴233经过管道232和抽风机231连接，抽风机231在吸嘴233处形成吸力。具体的，在一些实施例中，所述管道232包括塑胶段232a和金属段232b，金属段232b的一端固定在所述第三滑块2213b上，另一端和吸嘴233连接将吸嘴233固定在刀具2222切割时前进方向的后方。所述塑胶段232a一端连接至金属段232b另一端和抽风机231连接，抽风机231经过管道的塑胶段232b，再经过管道的金属段232a，最后在吸嘴233处形成吸力，吸嘴233在切割装置对背光源m在切割过程中产生的粉尘进行清除以防止切割过程中产生的粉尘对周围空气的污染。所述吸嘴233可以设置为一个或者多个，当吸嘴为多个时，可使用气体转接头将塑胶段232a的管道分成多到气体管路连接至多个吸嘴232。可以理解，所述吸嘴233优选为软质材料制成，避免移动过程中对背光源m表面进行刮擦从而损害背光源m。

请参阅图15，在其他一些实施例中，所述背光源切割装置20进一步包括反馈控制系统g10，所述反馈控制系统g10设置于所述切割装置22上以调节切割装置22的运行精度。由前述可知相邻两列led芯片13之间的间距l为0.2－0.8mm，间距l较窄，切割装置22运行的误差容易造成刀具2222在切割过程中对led芯片13的损坏。通过设置有反馈控制系统g10可以增加切割装置22的运行精度，切割时不容易造成led芯片13的损坏，增加产品的良品率。

具体的，所述反馈控制系统g10包括比较器g11、控制器g12、执行器g13以及检测器g14。此处的执行器g13指的是驱动前述滚珠丝杆运行的电机。所述控制器g12分别和比较器g11以及执行器g13连接，检测器g14用于检测切割装置22的运行量，所述运行量具体可以为执行器g13的转速或者滚珠丝杆副上滑块的位移量，检测器g14将检测的切割装置22的运行量传递给比较器g11，比较器g11将检测器g14检测的切割装置22的运行量和背光源切割装置20内部设置的预定值进行比较，并将比较结果传递给控制器g12，控制器g12根据比较结果，当比较结果存在误差时，控制器g12控制执行器g13的运转使得误差值控制在预定的范围内。所述检测器g14可以为旋转偏码器或者线性编码器或者激光干涉仪。实践证明，通过设置有反馈控制系统g10，所述切割装置22的运行误差可以控制在±3μm范围内，大幅增加产品切割时的良品率。

请参阅图16，本发明的第四实施例提供一种背光源切割方法s20，其采用第三实施例中所述的背光源切割装置20，所述背光源切割方法s20包括以下步骤：

s201：将背光源固定在承载平台上；

s202：启动切割装置，切割装置上的圆形锯齿刀片旋转；

s203：圆形锯齿刀片接触背光源并和背光源在预定切割线路上相对移动，将和刀片接触的背光源部分刨出。

在所述步骤s203中，所述圆形锯齿刀片接触背光源，并和背光源在预定切割线路上相对移动将和刀片接触的背光源部分刨出具体可以包括以下两种方式：背光源固定不动，圆形锯齿刀片旋转并运行对背光源进行刨切或者圆形锯齿刀片旋转，背光源运行至圆形锯齿刀片处，圆形锯齿刀片对背光源进行刨切。

在所述步骤s203中，进一步包括以下步骤：在切割背光源的过程中，除去切割过程中产生的粉尘。

在所述步骤s203中，进一步包括以下步骤：在切割背光源的过程中，对所述切割装置的运行精度进行反馈调节。

以该设计方式，由于是使用圆形锯齿刀片对背光源进行切割，切割过程中，圆形锯齿刀片是以刨的方式沿预定的切割线路将背光源刨出，该切割方式相对于现有的采用圆形平刃刀片对背光源进行切割的方式，圆形锯齿刀片和背光源的摩擦面表现，由摩擦产生的热量降低，无需加水进行冷缺，使得该切割方式适用于切割含有氟化物荧光粉制成的背光源。实践证明，通过采用圆形锯齿刀具进行刨切，刨切时背光源m的温度可以由传统的磨削时的80－100℃降低到30－50℃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。