CN105156989A - 光学膜片及光源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学膜片及光源模块。光学膜片适于设置在光源的上方。光学膜片包括基板、多个柱状棱镜以及多个柱状透镜。基板具有第一面以及第二面，其中第一面位于第二面与光源之间。柱状棱镜凸出或凹入于第一面。柱状棱镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸。柱状透镜凸出于第二面。柱状透镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸。

Description

光学膜片及光源模块
技术领域
本发明是有关于一种光学膜片及光源模块，且特别是有关于一种可使辉度均匀化的光学膜片及光源模块。
背景技术
发光二极管(LightEmittingDiode，LED)因其反应速度快、体积小、省电、低污染、高可靠度、适合量产等优点而被广泛地应用于照明及背光源等领域中。然而，因发光二极管近似点光源，因此应用发光二极管作为其光源的直下式光源模块常会因辉度不均而产生热点(hotspot)现象及叠影现象等问题，而造成观看时的不舒适感。
现有技术主要通过扩散片的设置，以使辉度均匀化。然而，扩散片的设置容易使出光效率大幅降低。是以，如何在不大幅降低出光效率的情况下，改善辉度不均的问题，实为此领域研发人员亟欲解决的问题之一。
发明内容
本发明提供一种光学膜片及光源模块，其可在不大幅降低出光效率的情况下，使辉度均匀化。
本发明的一种光学膜片，适于设置在光源的上方。光学膜片包括基板、多个柱状棱镜以及多个柱状透镜。基板具有第一面以及第二面，其中第一面位于第二面与光源之间。柱状棱镜凸出或凹入于第一面。柱状棱镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸。柱状透镜凸出于第二面。柱状透镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸。
在本发明的一实施例中，上述的各柱状棱镜在第一方向上的宽度介于60μm至80μm之间，且各柱状棱镜的底角分别落在45度至65度的范围内。
在本发明的一实施例中，上述的各柱状透镜在第一方向上的宽度为W，W落在60μm至80μm的范围内，且各柱状透镜在垂直第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的范围内。
在本发明的一实施例中，上述的柱状棱镜在第二面上的正投影完全重叠于柱状透镜在第二面上的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的柱状棱镜在第二面上的正投影部分重叠于柱状透镜在第二面上的正投影。
本发明的一种光源模块包括光源以及上述的光学膜片。
基于上述，本发明上述实施例的光学膜片通过柱状棱镜的设置进行分光，且通过柱状透镜的设置使辉度进一步均匀化，因此光学膜片可在不大幅降低出光效率的情况下，使辉度均匀化，而应用此光学膜片的光源模块可提供高辉度以及高均匀性的面光源。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一实施例的一种光源模块的爆炸图；
图2是图1中的光学膜片的局部剖面放大示意图；
图3是图1中的光学膜片的另一种实施形态的局部剖面放大示意图。
附图标记说明：
100：光源模块；
110：光源；
112：发光二极管；
114：电路板；
120、120A：光学膜片；
122：基板；
124、124A：柱状棱镜；
126：柱状透镜；
D1：第一方向；
D2：第二方向；
D3：第三方向；
H：高度；
I1、I2：间距；
R：参考平面；
S1：第一面；
S2：第二面；
W、W1：宽度；
θ1、θ2：底角。
具体实施方式
图1是本发明的一实施例的一种光源模块的爆炸图。图2是图1中的光学膜片的局部剖面放大示意图。请参照图1及图2，光源模块100包括光源110以及光学膜片120。
光源110例如包括多个发光二极管112以及电路板114，其中发光二极管112设置在电路板114上靠近光学膜片120的一侧，且各发光二极管112适于朝光学膜片120出射一光束。
由于各发光二极管112近似一点光源，因此自发光二极管112出射的光束若直接自光源模块100出射将容易因辉度不均而产生热点现象。并且，不同位置的发光二极管112照射至同一被照物时，会在被照物的下方产生多个相叠的影子(叠影现象)，此将导致人眼分辨率下降，且无论是热点现象或是叠影现象都将造成观看时的不舒适感。本实施例通过将光学膜片120设置在光源110的上方，以将来自各发光二极管112的光束转变成均匀的面光源，从而改善因辉度不均而造成的不舒适感。
详言之，光学膜片120包括基板122、多个柱状棱镜124以及多个柱状透镜126，其中基板122、柱状棱镜124以及柱状透镜126可以一起射出成形，或者柱状棱镜124以及柱状透镜126的其中至少一者可以独立制作，再通过粘着层贴附至基板122。光学膜片120的材质例如包括高分子聚合物，但不限于此。
基板122具有第一面S1以及第二面S2，其中第一面S1位于第二面S2与光源110之间。柱状棱镜124例如凸出于第一面S1，且沿第一方向D1排列并分别沿第二方向D2延伸。第一方向D1与第二方向D2相交，且例如是彼此垂直，但不限于此。另一方面，柱状透镜126凸出于第二面S2，且沿第一方向D1排列并分别沿第二方向D2延伸。
在本实施例中，各柱状棱镜124在第一方向D1上的宽度W1介于60μm至80μm之间，且各柱状棱镜124的底角θ1、θ2例如分别落在45度至65度的范围内，且较佳为53度至55度的范围内。举例而言，各柱状棱镜124在平行于第一方向D1以及第二方向D2的一参考平面R上的截面积例如为一等腰三角形。
另一方面，各柱状透镜126在第一方向D1上的宽度为W，W落在60μm至80μm的范围内，且各柱状透镜126在垂直第一面S1的第三方向D3上的高度H可依据各柱状棱镜124的底角θ1、θ2而进行调整。在本实施例中，各柱状透镜126的高度H落在0.2W至0.5W的范围内，且较佳为0.5W。举例而言，各柱状透镜126在参考平面R上的截面积例如为一半圆形或弓形。
在本实施例中，各柱状棱镜124在第一方向D1上的宽度W1等于各柱状透镜126在第一方向D1上的宽度W。此外，柱状棱镜124在第二面S2上的正投影完全重叠于柱状透镜126在第二面S2上的正投影。也就是说，本实施例的柱状透镜126与柱状棱镜124在第三方向D3上彼此对齐。然而，本发明不用以限定柱状棱镜124与柱状透镜126的宽度比，不用以限定柱状棱镜124与柱状透镜126重叠的比例。举例而言，在另一实施例中，柱状棱镜124在第二面S2上的正投影也可部分重叠于柱状透镜126在第二面S2上的正投影。也就是说，柱状透镜126可以柱状棱镜124为基准，且相对柱状棱镜124平移一距离，使得柱状透镜126与柱状棱镜124在第三方向D3上彼此错位。
另外，相邻两柱状棱镜124之间具有间距I1，而相邻两柱状透镜126具有间距I2。在本实施例中，间距I1小于各柱状棱镜124的宽度W1但不等于0，而间距I2小于各柱状透镜126的宽度W但不等于0，但本发明不限于上述。在另一实施例中，间距I1以及间距I2的其中至少一者可以为0。
来自光源110的光束会依序通过柱状棱镜124以及柱状透镜126的作用之后再自光源模块100出射，其中柱状棱镜124可使发光二极管112的点光源在平行第一方向D1的方向上分散开来，而柱状透镜126可使分散开来的光束进一步在平行第一方向D1的方向上扩散，从而缩减设置有发光二极管112的区域及未设置发光二极管112的区域之间的辉度差异，而形成相对均匀的面光源。相对于现有技术以扩散片散射来自光源的光束以达到辉度均匀化的效果，本实施例的光学膜片120可降低因散射而造成的能量损失，从而能够在不大幅降低出光效率的情况下，使辉度均匀化，因此，应用此光学膜片120的光源模块100可提供高辉度以及高均匀性的面光源。
在图1的实施例中，依据不同的设计需求，光源模块100可在各发光二极管112上进一步设置二次光学元件，以达到调整光形以及辉度均匀化的效果。
图3是图1中的光学膜片的另一种实施形态的局部剖面放大示意图。请参照图3，本实施例的光学膜片120A大致相同于图2的光学膜片120，且相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。主要差异在于，柱状棱镜124A凹入于第一面S1。所述柱状棱镜124A凹入于第一面S1是指基板122靠近第一面S1处形成多个镂空的柱状棱镜124A。
在本实施例中，柱状棱镜124A也可使发光二极管112的点光源在平行第一方向D1的方向上分散开来，而柱状透镜126可使分散开来的光束进一步在平行第一方向D1的方向上扩散，从而形成相对均匀的面光源。相对于现有技术以扩散片散射来自光源的光束以达到辉度均匀化的效果，本实施例的光学膜片120A也可在不大幅降低出光效率的情况下，使辉度均匀化，因此，应用此光学膜片120A的光源模块可提供高辉度以及高均匀性的面光源。
综上所述，本发明上述实施例的光学膜片通过柱状棱镜的设置进行分光，且通过柱状透镜的设置使辉度进一步均匀化，因此光学膜片可在不大幅降低出光效率的情况下，使辉度均匀化，而应用此光学膜片的光源模块可提供高辉度以及高均匀性的面光源。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光学膜片，适于设置在光源的上方，其特征在于，该光学膜片包括：
基板，具有第一面以及第二面，其中该第一面位于该第二面与该光源之间；
多个柱状棱镜，凸出或凹入于该第一面，该些柱状棱镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸；以及
多个柱状透镜，凸出于该第二面，该些柱状透镜沿该第一方向排列且分别沿该第二方向延伸。
2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，各该柱状棱镜在该第一方向上的宽度介于60μm至80μm之间，且各该柱状棱镜的底角分别落在45度至65度的范围内。
3.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，各该柱状透镜在该第一方向上的宽度为W，W落在60μm至80μm的范围内，且各该柱状透镜在垂直该第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的范围内。
4.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该些柱状棱镜在该第二面上的正投影完全重叠于该些柱状透镜在该第二面上的正投影。
5.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该些柱状棱镜在该第二面上的正投影部分重叠于该些柱状透镜在该第二面上的正投影。
6.一种光源模块，其特征在于，包括：
光源；以及
光学膜片，设置在该光源的上方，该光学膜片包括：
基板，具有第一面以及第二面，其中该第一面位于该第二面与该光源之间；
多个柱状棱镜，凸出或凹入于该第一面，该些柱状棱镜沿第一方向排列且分别沿第二方向延伸；以及
多个柱状透镜，凸出于该第二面，该些柱状透镜沿该第一方向排列且分别沿该第二方向延伸。
7.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，各该柱状棱镜在该第一方向上的宽度介于60μm至80μm之间，且各该柱状棱镜的底角分别落在45度至65度的范围内。
8.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，各该柱状透镜在该第一方向上的宽度为W，W落在60μm至80μm的范围内，且各该柱状透镜在垂直该第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的范围内。
9.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该些柱状棱镜在该第二面上的正投影完全重叠于该些柱状透镜在该第二面上的正投影。
10.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该些柱状棱镜在该第二面上的正投影部分重叠于该些柱状透镜在该第二面上的正投影。
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