CN116841080A - 光学膜及应用其的发光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学膜及应用其的发光模块。发光模块包括发光组件以及光学膜。发光组件包括基板以及设置在基板上的多个发光单元。光学膜设置在发光单元上，且包括基底层与第一光学结构。第一光学结构设置在基底层上，且包括第一高折射率层以及第一低折射率层。第一高折射率层位于发光组件与第一低折射率层之间。第一高折射率层与第一低折射率层之间的交界面包含多个第一斜面，且每一第一斜面相对于基底层的厚度方向倾斜。光学膜对于点光源具有良好的扩散效果，可应用在显示设备的发光模块中。

Description

光学膜及应用其的发光模块
技术领域
本发明涉及一种光学膜及应用其的发光模块，特别是涉及一种应用在显示设备中的光学膜及应用其的发光模块。
背景技术
目前，背光模块已被广泛应用在显示设备中，特别是液晶显示设备，以提供显示画面所需要的光源。现有的背光模块通常包括发光组件以及设置在背光源上的光学组件。光学组件可用以调整发光组件所产生的光束，以使亮度均匀分布。
背光模块中的发光组件通常采用多个排成阵列的发光二极管(LED)或次毫米发光二极管(mini LED)，其所产生的光束集中而具有较高的指向性。因此，要将发光组件所产生的点光源阵列转换成面光源，光学组件通常要利用较多的光学膜片，如：导光片、扩散片、增亮膜等光学膜，以利用光线折射、反射或散射等物理现象，将发光组件所产生的光束扩散到整个显示区域。然而，这会导致光学组件的总厚度无法被进一步缩减。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种发光模块及应用其的光学膜。光学膜对于点光源具有良好的扩散效果，可应用在显示设备的发光模块中。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的一技术方案是提供一种发光模块。发光模块包括发光组件以及光学膜。发光组件包括基板以及设置在基板上的多个发光单元。光学膜设置在发光单元上，且包括基底层与第一光学结构。第一光学结构设置在基底层上，且包括第一高折射率层以及第一低折射率层。第一高折射率层位于发光组件与第一低折射率层之间。第一高折射率层与第一低折射率层之间的交界面包含多个第一斜面，且每一第一斜面相对于基底层的厚度方向倾斜。相连接的两个第一斜面共同形成第一夹角，第一夹角与第一高折射率层的折射率以及第一低折射率层的折射率之间满足下列关系式：θ1≦(180-2*arcsin(n10/n11))；其中，θ1为第一夹角，n11为第一高折射率层的折射率，而n10为第一低折射率层的折射率。
进一步地，第一高折射率层具有面对于发光组件的一入光面，入光面为平坦表面，且第一低折射率层的折射率与第一高折射率层的折射率之间的比值范围由0.85至0.97。
进一步地，光学膜还进一步包括一第二光学结构，第一光学结构与第二光学结构分别位于基底层的两相反侧，第二光学结构的折射率大于空气的折射率。
进一步地，两个相连接的第一斜面之间共同形成一第一夹角，第二光学结构的表面包括多个第二斜面，且两个相连接的第二斜面之间共同形成一第二夹角，第二夹角大于或等于第一夹角。
进一步地，第二光学结构、第一高折射率层与第一低折射率层三者中的至少一者具有分布于其内部的多个气泡，且多个气泡中，至少90％个数的气泡的气泡径小于10μm。
进一步地，第一低折射率层或者第一高折射率层中的至少一者内具有多个气泡以及多个纳米颗粒，至少一纳米颗粒与其中一气泡结合，且多个纳米颗粒的平均粒径不超过100nm。
进一步地，第一低折射率层具有多个凹陷微结构，第一高折射率层填满多个凹陷微结构，而形成多个凸出微结构，且每一凸出微结构的形状与凹陷微结构的形状相互配合。
进一步地，每一凹陷微结构为凹金字塔微结构，且每一凸出微结构为凸金字塔微结构。
进一步地，第一高折射率层具有入光面，且入光面具有多个凹陷微结构。
进一步地，光学膜还进一步包括一第二光学结构，第一光学结构与第二光学结构分别位于基底层的入光侧与出光侧，第二光学结构包括一第二高折射率层与一第二低折射率层，其中，第二高折射率层位于第二低折射率层与发光组件之间，且第二低折射率层具有一外表面，外表面具有多个凹陷微结构。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的一技术方案是提供一种光学膜。光学膜包括基底层与第一光学结构。第一光学结构设置在基底层的一入光侧，且包括第一高折射率层以及第一低折射率层。第一低折射率层位于第一高折射率层与基底层之间。第一高折射率层与第一低折射率层之间的交界面包含多个第一斜面，且每一第一斜面相对于基底层的厚度方向倾斜。第一低折射率层的折射率与第一高折射率层的折射率之间的比值范围由0.85至0.97。
进一步地，第一低折射率层具有多个凹陷微结构，且第一高折射率层填满多个凹陷微结构，而形成多个凸出微结构，且每一凸出微结构的形状与凹陷微结构的形状相互配合。
进一步地，每一凹陷微结构为凹金字塔微结构，每一凸出微结构为凸金字塔微结构，凸金字塔微结构包括至少一三角形斜面，且至少一三角形斜面的顶角、第一高折射率层的折射率以及第一低折射率层的折射率满足下列关系式：θ≦(180-2*arcsin(n10/n11)；其中，θ为顶角，n11为第一高折射率层的折射率，而n10为第一低折射率层的折射率。
进一步地，光学膜进一步包括：一第二光学结构，第二光学结构位于基底层的出光侧，第二光学结构包括一第二高折射率层与一第二低折射率层，其中，第二高折射率层位于第二低折射率层与基底层之间，其中，第二高折射率层包括多个凹陷微结构，且第二低折射率层填满第二高折射率层的多个凹陷微结构，而形成多个凸出微结构。
进一步地，第一高折射率层具有一入光面，且入光面具有多个凹陷微结构，第二低折射率层具有一外表面，且外表面具有多个凹陷微结构。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学膜与应用其的发光模块，其能通过“光学膜设置在多个发光单元上，且包括基底层及第一光学结构”、“第一光学结构包括第一高折射率层以及第一低折射率层，第一高折射率层位于发光组件与第一低折射率层之间”以及“第一高折射率层与第一低折射率层之间的交界面包含多个第一斜面，且每一第一斜面相对于基底层的厚度方向倾斜”的技术方案，以扩散发光组件所产生的光束。
为使能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图2A为图1中的区域IIA的局部放大示意图。
图2B为图1中的区域IIA的局部放大示意图。
图3为本发明一实施例的第一光学结构的局部立体分解示意图。
图4为本发明另一实施例的发光模块的局部放大示意图。
图5为本发明第二实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图6为图5中的区域VI的局部放大示意图。
图7为本发明一实施例的光学膜的局部立体分解示意图。
图8为本发明另一实施例的光学膜的局部立体分解示意图。
图9为本发明另一实施例的发光模块的局部放大示意图。
图10为本发明另一实施例的发光模块的局部放大示意图。
图11为本发明另一实施例的发光模块的局部放大示意图。
图12为本发明第三实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图13为本发明第四实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图14为本发明第五实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图15为本发明第六实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图16为图15的光学膜的局部立体分解图。
图17为本发明第七实施例的发光模块的局部侧视示意图。
图18为本发明第八实施例的发光模块的局部侧视示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“光学膜及应用其的发光模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参照图1与图2A，图1为本发明第一实施例的发光模块的局部侧视示意图，且图2A为图1中的区域IIA的局部放大示意图。发光模块Z1可以被应用在显示设备的背光模块，如：直下式背光模块内，以将光源均匀地扩散到特定的显示区域。
发光模块Z1包括发光组件1以及光学膜2A。发光组件1包括基板10以及设置在基板10上的多个发光单元11。基板10具有用来反射光束的反射表面101s，且多个发光单元11设置在反射表面101s上。进一步而言，本实施例的基板10包括一底板100以及设置在底板100上的反射层101，且多个发光单元11设置在反射层101上，但本发明不限于此。底板100例如是陶瓷底板、金属底板或者复合底板，本发明并不限制。反射层101例如是金属镀层或是涂布反射白胶，以反射多个发光单元11所产生的光束。
多个发光单元11设置在基板10上，并排列成阵列以产生点光源或线光源。另外，每一发光单元11可以是微发光二极管(micro LED)或者是次毫米发光二极管(mini LED)，但本发明并不限制。另外，在本实施例中，发光组件1还进一步包括一封装层12，且封装层12会覆盖每一发光单元11，以保护发光单元11。
光学膜2A紧邻于发光组件1而设置在多个发光单元11上。在本实施例中，光学膜2A是直接设置在发光组件1的封装层12上，但本发明不以此为限。在另一实施例中，光学膜2A也可以与发光组件1彼此间隔一预定距离。
光学膜2A可均匀地扩散发光单元11所产生的光束。进一步而言，光学膜2A可以作为扩散片或者增亮片，以将点光源或者线光源转换为面光源。如图1所示，本发明实施例所提供的光学膜2A包括基底层20以及第一光学结构21。在一实施例中，光学膜2A的总厚度可由40μm至300μm。
进一步而言，光学膜2A具有一入光侧以及与入光侧相对的出光侧。第一光学结构21可位于光学膜2A的入光侧或者是出光侧。在本实施例中，第一光学结构21是位于光学膜2A的入光侧。
进一步而言，基底层20具有第一表面20a以及与第一表面20a相对的第二表面20b。在本实施例中，基底层20的第一表面20a面对发光组件1。在本实施例中，第一光学结构21是设置在第一表面20a上，而位于基底层20的入光侧。然而，在另一实施例中，第一光学结构21也可以设置在第二表面20b。在本实施例中，第一光学结构21的厚度范围是由5um至100um。
另外，构成基底层20的材质可以是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)，聚苯乙烯(PS)、聚碳酸脂(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、压克力(PMMA)、丙烯酸(MMA)等等。只要构成基底层10的材质可允许光束通过，本发明并不限定。另外，基底层10的厚度可以是由30μm至250μm，较佳是50μm至125μm，较易于加工。
本实施例中，第一光学结构21包括第一低折射率层210以及一第一高折射率层211。第一高折射率层211会位于第一低折射率层210与发光组件1之间。据此，第一高折射率层211具有面对发光组件1的入光面211s。另外，第一高折射率层211会完全覆盖第一低折射率层210。在本实施例中，第一高折射率层211的入光面211s为平坦表面，且直接连接于发光组件1的封装层12，但本发明不以此为限。
也就是说，多个发光单元11所产生的光束会由第一高折射率层211的入光面211s进入光学膜2A，之后再通过第一低折射率层210以及基底层20，并由基底层20的第二表面20b射出。
另外，在本实施例中，基底层20的折射率会低于第一高折射率层211的折射率，但会高于第一低折射率层210的折射率。另外，本实施例中，发光组件1的封装层12的折射率会低于第一高折射率层211的折射率。举例而言，封装层12的折射率可以是1.48，第一高折射率层211的折射率可以为1.61，第一低折射率层210的折射率可以是1.45，基底层20的折射率可以是1.57，但本发明不以此为限。
请参照图2A，须说明的是，第一高折射率层211与第一低折射率层210之间的交界面包含多个第一斜面S1，且每一个第一斜面S1相对于基底层20的厚度方向倾斜。在本实施例中，每两个相连的第一斜面S1共同形成一第一夹角θ1。
在本实施例中，第一夹角θ1、第一高折射率层211的折射率以及第一低折射率层210的折射率之间满足下列关系式：θ1≦(180-2*arcsin(n10/n11))；其中，θ1为第一夹角，n11为第一高折射率层211的折射率，而n10为第一低折射率层210的折射率。如此，大部分由发光单元11所产生的光束，会以大于全反射临界角的角度初次投射到第一斜面S1，而被全反射。通过使两相连接的第一斜面S1形成的第一夹角θ1小于特定值，使发光单元11所产生的光束中，以相对于发光单元11的光轴倾斜10度以内的角度进入第一光学结构21并投射到第一斜面S1的光束，都可以被全反射。
另外，在一较佳实施例中，第一低折射率层210的折射率n10与第一高折射率层211的折射率n11之间的比值R(R＝n10/n11)是0.85至0.97，可以使光学膜2A具有更好的扩光效果。须说明的是，当比值R高于0.97时，光学折射效果较差。另外，当比值R小于0.85时，第一低折射率层210的材料需选用含氟材料。然而，含氟的第一低折射率层210与常用的第一高折射率层211的材料，如：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，较难结合且匹配性差。
须说明的是，当光束由折射率较高的介质(第一高折射率层211)进入折射率较低的介质(第一低折射率层210)，且光束的入射角大于临界角时，光束就会被全反射。反之，当光束由折射率较低的介质进入折射率较高的介质时，光束则不会被全反射，而是会分成折射光与反射光。
因此，通过使第一高折射率层211位于第一低折射率层210与发光组件1之间，可以增加光束在光学膜2A内被全反射的机率。另一方面，既然基底层20的折射率高于第一低折射率层210的折射率，当光束由第一低折射率层210进入基底层20之后，不会被全反射。
如图2A所示，以单一个发光单元11所产生的第一初始光束L1为例来进行说明，但发光单元11所产生的光束并不限于此。另外，为了便于说明光束在光学膜2A内的路径，有部分折射光束或部分反射光束并未绘示在图2A中。
第一初始光束L1投射到封装层12与第一高折射率层211的交界面(也就是第一高折射率层211的入光面211s)时，会形成一第一反射光束L11以及第一透射光束L12。第一反射光束L11会投射到发光组件1的反射表面101s后，再被反射到第一光学结构21中。
第一透射光束L12投射到第一斜面S1的入射角小于全反射临界角，因此在第一斜面S1会形成进入第一低折射率层210的另一第一反射光束L13以及第一透射光束L14。第一透射光束L14通过基底层20之后射出。第一反射光束L13以小于全反射临界角的角度投射到另一个第一斜面S1，而再分成第一透射光束L15以及第一反射光束L16。值得注意的是，第一反射光束L16投射到另一第一斜面S1的入射角大于全反射临界角，而可被全反射。
第一透射光束L15投射到第一低折射率层210后又再分成第一透射光束L18与第一反射光束L17。第一透射光束L18通过基底层20出射，投射到光学膜2A外。第一反射光束L17可继续通过折射、反射与全反射，而在第一低折射率层210与第一高折射率层211之间传递。
另外，请参照图2B，以单一个发光单元11所产生的第二初始光束L2为例来说明。相似地，为了便于说明光束在光学膜2A内的路径，有部分折射光束或部分反射光束并未绘示在图2B中。第二初始光束L2垂直于入光面211s而进入第一高折射率层211，再投射到第一斜面S1。由于第二初始光束L2投射到第一斜面S1的入射角会大于全反射临界角，因此会被全反射而形成第二全反射光束L21，而不会直接进入第一低折射率层210。
在第二全反射光束L21投射到另一个第一斜面S1后，再被分成第二透射光束L22与第二反射光束L23。第二透射光束L22在投射到基底层20的第一表面20a后，分成第二透射光束L24与第二反射光束L25。第二透射光束L24通过基底层20后出射，另一部分第二反射光束L25继续在第一光学结构21内通过反射、折射或全反射而被分散。
另外，第二反射光束L23再被反射到第一斜面S1，而分成另一第二透射光束L26与另一第二反射光束L27。第二透射光束L26通过多次折射、反射或全反射，多次往返于第一高折射率层211第一低折射率层210层之间，而在第一光学结构21内传递。
因此，第二反射光束L23在第一低折射率层210与第一高折射率层211之间的交界面被多次地被折射、反射或是全反射，而可在第一光学结构21内被侧向地传递一定距离。第二反射光束L27以大于全反射临界角的入射角投射到第一斜面S1，而被全反射。另外，须说明的是，进入光学膜2A的光束大部分都是接近垂直于入光面211s而进入第一高折射率层211，如：第二初始光束L2，而通过折射、反射或全反射被扩散。据此，本实施例所提供的光学膜2A可以有效地将发光组件1所产生的点光源扩散。
第一低折射率层210的表面轮廓与第一高折射率层211的表面轮廓可相互配合。第一低折射率层210具有多个微结构，每一个微结构可以是三角柱、梯形柱、弓形柱、凸金字塔形、凹金字塔形或其他棱锥体，但本发明并不限于此。
请参照图3，其为本发明一实施例的第一光学结构的局部立体分解示意图。在本实施例中，第一低折射率层210具有多个凹陷微结构210A，且一高折射率层211填满多个凹陷微结构210A。详细而言，可以先制作具有多个凹陷微结构210A的第一低折射率层210，再将具有高折射率的胶材填入多个凹陷微结构210A内，而形成第一高折射率层211。因此，第一高折射率层211会具有多个凸出微结构211A。
据此，第一低折射率层210的凹陷微结构210A与第一高折射率层211的凸出微结构211A两者的形状相互配合。在本实施例中，凹陷微结构210A为凹金字塔微结构，而凸出微结构211A为凸金字塔微结构。凹陷微结构210A可包括四个相互连接的三角形斜面，且四个三角形斜面会彼此相连而使凹陷微结构210A具有封闭的开口端，有助于使进入到第一光学结构21内的光束被更多次地反射与折射。在另一实施例中，每一凹陷微结构210A(或凸出微结构211A)也可以具有三个三角形斜面，但本发明不限于此。
当其中一个发光单元11所产生的光束进入第一光学结构21内之后，可通过多次反射与折射而在第一光学结构21内侧向传输一定距离后，再进入基底层20。如此，可以增加光学膜2A的均光效果。
请参照图4，其为本发明另一实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例与前一实施例的发光模块Z1相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。本实施例的第一光学结构21内具有多个气泡b1。详细而言，第一低折射率层210与第一高折射率层211中的至少一者，具有随机分散于其中的多个气泡b1。
在一实施例中，多个气泡b1为微气泡(microbubble)或者是超微细气泡(ultrafine bubble)。进一步而言，至少90％个数的气泡b1的气泡径小于10μm，较佳是小于1μm。据此，多个气泡b1的平均气泡径也会小于10μm，较佳是小于1μm。既然气泡b1的形状不一定是圆形，在本发明中，“气泡b1的气泡径”是指个别气泡b1的最大直径与最小直径的平均值。另外，“平均气泡径”是指所有气泡b1的气泡径的平均数。
进一步而言，多个气泡b1的(面积)分布密度是大于或等于100个/mm2。另外，多个气泡b1的体积分布密度至少1000/mm3。填充在多个气泡b1内的介质可以是空气、氮气、氦气、氖气、二氧化碳或其任意组合。然而，在另一实施例中，第一高折射率层211内也可以具有多个分散的气泡b1，而第一低折射率层210与基底层20内几乎不具有气泡。在又一实施例中，第一低折射率层210与第一高折射率层211可以都具有气泡b1。
须说明的是，当光束由光疏介质(空气)进入光密介质(光学膜M1)时，光束的折射角会小于入射角。反之，当光束由光密介质进入光疏介质时，光束的折射角会大于入射角。既然第一光学结构21的内部具有以高密度分布的多个气泡b1，对于光束而言，第一光学结构21会具有不同的传递介质。因此，当光束在第一光学结构21内传递时，很容易在相异的介质界面之间发生多角度与多方向的折射、反射与散射，从而进一步提升扩散光束的效果。
请参照图5至图6，图5为本发明第二实施例的发光模块的局部侧视示意图，而图6为图5中的区域VI的局部放大示意图。本实施例的发光模块Z2与前一实施例的发光模块Z1相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
本实施例的光学膜2B包括基底层20、第一光学结构21以及第二光学结构22。第一光学结构21与第二光学结构22分别位于基底层20的两相反侧。详细而言，第二光学结构22是位于基底层20的第二表面20b，也就是光学膜2B的出光侧。在本实施例中，第二光学结构22的折射率大于空气的折射率(1.33)。
如图5及图6所示，第二光学结构22的表面包括多个第二斜面S2，且每两个相连接的第二斜面S2之间共同形成一第二夹角θ2。在本实施例中，第二夹角θ2可大于或等于第一夹角θ1。详细而言，第二光学结构22包括多个微结构，每一个微结构可以是三角柱、梯形柱、弓形柱、半圆形柱、凸金字塔形、凹金字塔形、棱锥柱或半圆球形，本发明并不限制。
如图5所示，在本实施例中，第一低折射率层210的任两个微结构之间的第一间距d1可小于或等于第二光学结构22的任两个微结构之间的第二间距d2。另外，第二光学结构22的微结构的截面宽度会可大于或等于第一低折射率层210的微结构的截面宽度。
请参照图7，显示本发明一实施例的光学膜的局部立体示意图。在图7所示的实施例中，第二光学结构22的多个凸柱微结构(如：三角柱、半圆柱或多角柱)是沿着第二方向D2延伸，但本发明不以此例为限。另外，第一低折射率层210的多个凸柱微结构(如：三角柱、半圆柱或多角柱)是在第一方向D1上并排，且沿着第二方向D2延伸，但本发明不以此为限。
在本实施例中，第一低折射率层210的每一个凸柱微结构为倒三角柱，且具有一第一棱线21L。第二光学结构22的每一凸柱微结构为三角柱，且具有一第二棱线22L，且第一棱线21L与第二棱线22L具有相同的延伸方向(第二方向D2)。
请参照图8，显示本发明另一实施例的光学膜的局部立体示意图。在本实施例的光学膜2B’中，第一低折射率层210包括多个第一凸柱微结构，第二光学结构22包括多个第二凸柱微结构，但第一凸柱微结构与第二凸柱微结构分别具有不同的延伸方向。在一实施例中，第一低折射率层210的第一凸柱微结构与第二光学结构22的第二凸柱微结构的延伸方向之间所形成的夹角的范围由45度至90度，较佳是80至90度。
第一低折射率层210的多个第一凸柱微结构在第二方向D2上并排设置，且每一第一凸柱微结构是沿着第一方向D1延伸。然而，第二光学结构22的多个第二凸柱微结构是在第一方向D1上并排设置，且每一第二凸柱微结构沿着第二方向D2延伸。
如图8所示，举例而言，第一低折射率层210的每一第一凸柱微结构为倒三角柱，且具有一第一棱线21L。第二光学结构22的每一第二凸柱微结构为三角柱，且具有一第二棱线22L。第一棱线21L的延伸方向与第二棱线22L的延伸方向之间所形成的夹角的范围可由45度至90度。相较于图7所示的光学膜2B，图8所示的光学膜2B’可具有更均匀的扩光效果。
请参照图9，显示本发明不同实施例的发光模块的局部放大示意图。图9所示的实施例与图6的实施例相同或相似的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
第二光学结构22、第一低折射率层210与第一高折射率层211中的至少其中一者具有随机分散于其内部的多个气泡b1以及多个纳米颗粒P1，且至少一纳米颗粒P1与其中一个气泡b1结合。本实施例中，以第一高折射率层211为例来说明。如前所述，多个气泡b1可包括微气泡(microbubble)、超微细气泡(ultrafine bubble)或其混合。进一步而言，至少90％个数的气泡b1的气泡径小于10μm，较佳是小于1μm。
另外，在本实施例中，一部分纳米颗粒P1会与对应的气泡b1结合。当纳米颗粒P1与对应的气泡b1结合后，与纳米颗粒P1结合的气泡b1不会溶于胶体内，确保气泡b1存在。详细而言，与气泡b1结合的纳米颗粒P1通常会紧靠气泡b1的边缘，且位于气泡b1内部，但本发明不以此为限。少数与气泡b1结合的纳米颗粒P1是位于气泡b1外，但仍紧靠于气泡b1的边缘。
须说明的是，并不是所有的纳米颗粒P1都会跟气泡b1结合。也就是说，有些气泡b1会个别地分散在第一高折射率层211内。另一方面，也有些没有与气泡b1结合的纳米颗粒P1会个别地分散在第一高折射率层211中。另外，本发明中，并不限定一个气泡b1只与一个纳米颗粒P1结合，也有可能一个气泡b1与两个或者更多的纳米颗粒P1结合。
在一实施例中，在多个纳米颗粒P1中，90％个数的纳米颗粒P1的粒径不超过100nm，较佳是30nm至50nm。据此，纳米颗粒P1的平均粒径不超过100nm，较佳是30nm至50nm。在本发明中，“纳米颗粒P1的粒径”是指个别纳米颗粒P1的最大直径与最小直径的平均值。
另外，“纳米颗粒P1的平均粒径”是指所有纳米颗粒P1的粒径的平均数。另外，纳米颗粒P1可以是纳米金属、纳米氧化物或是纳米钻石。在最佳实施例中，纳米颗粒P1的材料为二氧化硅或是二氧化钛。第一光学结构21包括多个分散在其内部的纳米颗粒P1，还可以提升扩光效果。
请参照图10，在本发明另一实施例的光学膜2B中，第二光学结构22、第一低折射率层210与第一高折射率层211中的至少其中一者可以具有多个随机分散于其内部的气泡b1。在本实施例中，以第二光学结构22具有气泡b1为例来说明。在第二光学结构22的每一个微结构中，多个气泡b1的体积分布密度(每单位体积的个数)是由第二光学结构22的微结构的顶端朝向基底层20的方向递减。
进一步而言，将第二光学结构22的微结构在一半高度以上的部分定义为微结构的上半部，并将第二光学结构22的微结构在一半高度以下的部分定义为第二光学结构22的微结构的下半部。据此，多个气泡b1在第二光学结构22的每一微结构的上半部的体积分布密度会大于在下半部的体积分布密度。
请参照图11，在本发明另一实施例的光学膜2B中，第二光学结构22可以具有多个气泡b1以及多个纳米颗粒P1，且至少一纳米颗粒P1与气泡b1结合，来提升扩光效果。气泡b1的气泡径范围与纳米颗粒P1的粒径及材料已于前文中叙述，在此不再赘述。
请参照图12，显示本发明第三实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例的发光模块Z3与第二实施例的发光模块Z2相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。本实施例与第二实施例不同的第方在于，光学膜2B与发光组件1彼此分隔设置。也就是说，在光学膜2B与发光组件1的封装层12之间定义出一空隙G1，且空隙G1内可填充空气。
进一步而言，第一高折射率层211的入光面211s不会紧贴于发光组件1的封装层12。由于空气的折射率与第一高折射率层211的折射率n10之间的差值较大，有助于扩散光束。
请参照图13，图13为本发明第四实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例的发光模块Z4与第三实施例的发光模块Z3相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。在本实施例中，发光组件1的封装层12’并没有完全覆盖基板10的反射表面101s。进一步而言，封装层12’包括多个彼此分离的部分，且每一部分覆盖对应的发光单元11。
另外，光学膜2A与发光组件1也是彼此分隔设置，而定义出空隙G1，且在空隙G1内可填充空气，但本发明不以此例为限。在另一实施例中，光学膜2A也可以局部地接触封装层12’。也就是说，第一高折射率层211的入光面211s与封装层12’之间可定义出多个空隙。
请参照图14，图14为本发明第五实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例的发光模块Z5与第二实施例的发光模块Z2相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
在本实施例中，光学膜2C包括基底层20、第一光学结构21及第二光学结构22。第二光学结构22包括第二高折射率层220及第二低折射率层221。第二高折射率层220位于第二低折射率层221与基底层20之间。也就是说，在本实施例中，通过基底层20后的光束会先进入第二高折射率层220，再进入第二低折射率层221。当光束入射第二高折射率层220与第二低折射率层221之间的交界面的入射角大于全反射临界角时，光束也会被全反射。据此，光束也会在第二光学结构22内被多次折射与反射而被侧向传输，以使光学膜2C具有更好的扩光效果。
第二高折射率层220的折射率高于第二低折射率层221的折射率。另外，第二高折射率层220的表面轮廓会与第二低折射率层221的表面轮廓相互配合。第二高折射率层220与第二低折射率层221之间的交界面包括多个第二斜面S2，每一第二斜面S2相对于基底层20的厚度方向倾斜。
如图14所示，第二高折射率层220具有多个微结构。第二高折射率层220两相邻微结构的第二间距d2，会大于第一低折射率层210的两相邻微结构之间的第一间距d1，但本发明不以此为限。另外，第二低折射率层221包覆第二高折射率层220且具有一外表面221s。本实施例中，外表面221s为光学膜2C的出光面，且为平坦表面。
在本实施例中，通过使第二光学结构22的第二高折射率层220位于基底层20与第二低折射率层221之间，可以增加投射到第二斜面S2的光束被全反射的次数，而使光束在第二光学结构22内横向地传输。如此，光学膜2C的扩光效果可以被进一步提升。
请参照图15以及图16。图15为本发明第六实施例的发光模块的局部侧视示意图，且图16为图15的光学膜的局部立体分解图。本实施例的发光模块Z6与第五实施例的发光模块Z5相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。如图15所示的光学膜2D，第二高折射率层220具有多个微结构。第二高折射率层220两相邻微结构的第二间距d2，会等于第一低折射率层210的两相邻微结构之间的第一间距d1，但本发明不以此为限。
请参照图16，详细而言，第一低折射率层210包括多个凹陷微结构210A。第一高折射率层211填入多个凹陷微结构210A内，而形成多个凸出微结构211A，且凸出微结构211A与凹陷微结构210A的形状相互配合。在本实施例中，凹陷微结构210A为凹金字塔微结构，而凸出微结构211A为凸金字塔微结构。本实施例的每一凹陷微结构210A(或凸出微结构211A)具有四个相互连接的第一斜面S1，且每一个第一斜面S1是三角形斜面，但本发明不以此为限。在另一实施例中，每一凹陷微结构210A(或凸出微结构211A)也可以只具有三个相互连接的第一斜面S1。
如图16所示，至少一三角形斜面的顶角与第一高折射率层211的折射率以及第一低折射率层210的折射率之间满足下列关系式：θ≦(180-2*arcsin(n10/n11))；其中，θ为三角形斜面的顶角，n11为第一高折射率层211的折射率，而n10为第一低折射率层210的折射率。如此，有助于使进入到第一光学结构21内的光束被更多次地反射与折射。
与第一光学结构21不同，第二光学结构22的第二高折射率层220包括多个凹陷微结构220A，而第二低折射率层221填入多个凹陷微结构220A，而形成多个凸出微结构221A。凹陷微结构220A可以是凹金字塔微结构，而凸出微结构221A可以是凸金字塔微结构。据此，第二高折射率层220的每一凹陷微结构220A与第二低折射率层221的每一凸出微结构221A两者的形状相互配合。进一步而言，第二高折射率层220的每一凹陷微结构220A具有四个相互连接的第二斜面S2，且每一个第二斜面S2为三角形斜面，但本发明不以此为限。在另一实施例中，第二高折射率层220的每一凹陷微结构220A也可以只具有三个相互连接的第二斜面S2。
请参照图17，图17为本发明第七实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例的发光模块Z7与第五实施例的发光模块Z5相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
在本实施例中，光学膜2E的第二光学结构22包括第二高折射率层220、第二低折射率层221以及第三高折射率层222。第二低折射率层221位于第二高折射率层220与第三高折射率层222之间。值得一提的是，第二高折射率层220与第二低折射率层221之间的交界面包括多个第二斜面S2，但第二低折射率层221于第三高折射率层222之间的交界面为平坦面。
在本实施例中，第三高折射率层222的表面包括多个第三斜面S3，且每两个相连接的第三斜面S3之间共同形成一第三夹角θ3。在本实施例中，两个相连接的第二斜面S2之间所形成的第二夹角θ2会小于或等于第三夹角θ3。
另外，第二高折射率层220的每一微结构与第三高折射率层222的每一微结构各具有不同的截面宽度。第二高折射率层220的任两相邻微结构的第二间距d2会小于或等于第三高折射率层222的任两相邻微结构之间的第三间距d3。
请参照图18，图18为本发明第八实施例的发光模块的局部侧视示意图。本实施例的发光模块Z8与第五实施例的发光模块Z5相同的组件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
在本实施例中，光学膜2F的第一光学结构21与第二光学结构22分别位于基底层20的入光侧(第一表面20a)与出光侧(第二表面20b)。本实施例中，第一光学结构21的第一高折射率层211的入光面211s，以及第二光学结构22的第二低折射率层221的外表面221s(出光面)都不是平坦表面，而是具有多个凹陷微结构。
详细而言，在制作本实施例的第一光学结构21时，可以先利用一结构轮，在基底层20的第一表面20a上形成具有多个凹陷微结构的第一低折射率层210。之后，利用高折射率胶材填充多个凹陷微结构，同时利用同一结构轮在高折射率胶材的外表面形成多个凹陷微结构，而形成覆盖第一低折射率层210的第一高折射率层211。据此，除了可以增加光束的扩光效果外，也增加制造光学膜2F的便利性。
因此，第一高折射率层211在面对第一低折射率层210的一侧，会具有多个凸出微结构，且凸出微结构与凹陷微结构二者的形状相互配合。另外，第一高折射率层211的入光面211s也会具有多个凹陷微结构。值得一提的是，第一高折射率层211的每个凹陷微结构与第一低折射率层210的每个凹陷微结构可具有大致相同的形状。
在一实施例中，第一低折射率层210与第一高折射率层211两者的凹陷微结构可以是图16所示的凹陷微结构210A，而第一高折射率层211的凸出微结构例如是图16所示的凸出微结构211A，但本发明不以此为限。另外，第一高折射率层211的凹陷微结构的位置不一定要对齐于第一低折射率层210的凹陷微结构。如此，可以提升光学膜2F的扩光效果。
相似地，第二光学结构22包括第二高折射率层220以及第二低折射率层221。在制作本实施例的第二光学结构22时，可以利用一结构轮，在基底层20的第二表面20b上形成具有多个凹陷微结构的第二高折射率层220。之后，利用低折射率胶材填充多个凹陷微结构，同时利用同一结构轮在低折射率胶材的外表面形成多个凹陷微结构，而形成覆盖第二高折射率层220的第二低折射率层221。
因此，第二低折射率层221在面对第二高折射率层220的一侧，会具有多个凸出微结构，且凸出微结构与凹陷微结构二者的形状相互配合。另外，第二低折射率层221的外表面221s具有多个凹陷微结构。另外，第二低折射率层221的凹陷微结构的位置不一定要对齐于第二高折射率层220的凹陷微结构。如此，可以提升光学膜2F的扩光效果。
相较于图15的实施例，在本实施例中，通过使光学膜2F的入光面211s与出光面(外表面221s)都具有多个凹陷微结构，可以进一步提升光学膜2F的扩光效果。然而，在另一实施例中，图18所示的第二光学结构22也可以被省略，或者被替换为图12、图15或者图17所示的第二光学结构22。
另外，本实施例的光学膜2F与发光组件1彼此分隔设置，而定义出空隙G1，但本发明不以此为限。在另一图未绘示的实施例中，本实施例的光学膜2F也可以局部地连接于发光组件1的封装层12。既然光学膜2F的入光面211s具有多个凹陷微结构，当光学膜2F固定于封装层12上时，在光学膜2F与封装层12之间会定义出多个空隙。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学膜与应用其的发光模块，其能通过“光学膜2A-2E,2B’设置在多个发光单元11上，且基底层20及第一光学结构21”、“第一光学结构21包括第一高折射率层211以及一第一低折射率层210，第一高折射率层211位于发光组件1与第一低折射率层210之间”以及“第一高折射率层211与第一低折射率层210之间的交界面包含多个第一斜面S1，且每一第一斜面S1相对于基底层20的厚度方向倾斜”的技术方案，以扩散发光组件1所产生的光束，使发光模块Z1-Z8输出的光束具有较均匀的亮度分布。
另外，通过使相连的两个第一斜面S1所形成的第一夹角θ1、第一高折射率层211的折射率n11以及第一低折射率层210的折射率n10之间满足下列关系式：θ1≦(180-2*arcsin(n10/n11))，由发光单元11所产生的光束初次投射到第一斜面S1时被全反射的机率可被大幅地增加，进而提升扩光效果。
相较于现有的背光模块，本发明实施例的发光模块Z1-Z8可输出已被扩散的点光源。据此，当本发明实施例的发光模块Z1-Z8被应用在显示设备时，可以省略使用扩散片与增亮片。进一步而言，通过在显示设备中使用本发明任一实施例的发光模块Z1-Z8，即便减少光学组件内的光学膜片的数量，仍可在显示区域具有均匀的亮度分布。如此，可以进一步缩减光学组件的总厚度与显示设备的尺寸。
另外，通过使用本发明实施例所提供的光学膜2A-2F,2B’的任一者，可以将发光组件1所产生的光束扩散。另外，在本发明实施例中，第一光学结构21(或第二光学结构22)的内部可具有以高密度分布的多个气泡b1，以增加光束的折射、反射与散射，从而达到扩散光束的效果。
在一实施例中，第一光学结构21(或第二光学结构22)还包括多个分布于其内部的纳米颗粒P1。一些纳米颗粒P1会与一些气泡b1结合。如此，第一光学结构21或第二光学结构22时，与纳米颗粒P1结合的气泡b1较容易被保留，而使第一光学结构21或第二光学结构22具有较多的气泡b1，以提升扩光效果。
须说明的是，光学膜2A-2F,2B’并不一定要直接设置在发光组件1上。在光学膜2A-2F,2B’与发光组件1之间也可以设置其他光学膜(如：增亮膜)或者量子点膜。另外，本发明实施例的光学膜2A-2F,2B’并不限于应用在发光模块Z1-Z8中，也可以被应用在光学组件内，并配合其他光学膜片(如：导光板)，来扩散光束。本发明实施例所提供的光学膜2A-2F,2B’也可以被应用在照明装置中。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (15)

1.一种发光模块，其特征在于，所述发光模块包括：
一发光组件，包括一基板以及设置在所述基板上的多个发光单元；以及
一光学膜，其设置在多个所述发光单元上方，其中，所述光学膜包括：
一基底层；及
一第一光学结构，其设置在所述基底层上，且包括一第一高折射率层以及一第一低折射率层，其中，所述第一高折射率层位于所述发光组件与所述第一低折射率层之间，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层之间的交界面包含多个第一斜面，且每一所述第一斜面相对于所述基底层的厚度方向倾斜；
其中，相连接的两个所述第一斜面共同形成一第一夹角，所述第一夹角与所述第一高折射率层的折射率以及所述第一低折射率层的折射率之间满足下列关系式：θ1≦(180-2*arcsin(n10/n11))；其中，θ1为所述第一夹角，n11为所述第一高折射率层的折射率，而n10为所述第一低折射率层的折射率。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述第一高折射率层具有面对于所述发光组件的一入光面，所述入光面为平坦表面，且所述第一低折射率层的折射率与所述第一高折射率层的折射率之间的比值范围由0.85至0.97。
3.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述光学膜还进一步包括一第二光学结构，所述第一光学结构与所述第二光学结构分别位于所述基底层的两相反侧，所述第二光学结构的折射率大于空气的折射率。
4.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于，两个相连接的所述第一斜面之间共同形成一第一夹角，所述第二光学结构的表面包括多个第二斜面，且两个相连接的所述第二斜面之间共同形成一第二夹角，所述第二夹角大于或等于所述第一夹角。
5.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于，所述第二光学结构、所述第一高折射率层与所述第一低折射率层三者中的至少一者具有分布于其内部的多个气泡，且多个所述气泡中，至少90％个数的所述气泡的气泡径小于10μm。
6.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述第一低折射率层或者所述第一高折射率层中的至少一者内具有多个气泡以及多个纳米颗粒，至少一所述纳米颗粒与其中一所述气泡结合，且多个所述纳米颗粒的平均粒径不超过100nm。
7.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述第一低折射率层具有多个凹陷微结构，所述第一高折射率层填满多个所述凹陷微结构，而形成多个凸出微结构，且每一所述凸出微结构的形状与所述凹陷微结构的形状相互配合。
8.根据权利要求7所述的发光模块，其特征在于，每一所述凹陷微结构为凹金字塔微结构，且每一所述凸出微结构为凸金字塔微结构。
9.根据权利要求1或7所述的发光模块，其特征在于，所述第一高折射率层具有入光面，且所述入光面具有多个凹陷微结构。
10.根据权利要求9所述的发光模块，其特征在于，所述光学膜还进一步包括一第二光学结构，所述第一光学结构与所述第二光学结构分别位于所述基底层的入光侧与出光侧，所述第二光学结构包括一第二高折射率层与一第二低折射率层，其中，所述第二高折射率层位于所述第二低折射率层与所述发光组件之间，且所述第二低折射率层具有一外表面，所述外表面具有多个凹陷微结构。
11.一种光学膜，其特征在于，所述光学膜包括：
一基底层；以及
一第一光学结构，其设置在所述基底层的一入光侧，且包括一第一高折射率层以及一第一低折射率层，其中，所述第一低折射率层位于所述第一高折射率层与所述基底层之间；
其中，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层之间所形成的交界面包含多个第一斜面，且每一所述第一斜面相对于所述基底层的厚度方向倾斜；
其中，所述第一低折射率层的折射率与所述第一高折射率层的折射率之间的比值范围由0.85至0.97。
12.根据权利要求11所述的光学膜，其特征在于，所述第一低折射率层具有多个凹陷微结构，且所述第一高折射率层填满多个所述凹陷微结构，而形成多个凸出微结构，且每一所述凸出微结构的形状与所述凹陷微结构的形状相互配合。
13.根据权利要求12所述的光学膜，其特征在于，每一所述凹陷微结构为凹金字塔微结构，每一所述凸出微结构为凸金字塔微结构，所述凸金字塔微结构包括至少一三角形斜面，且至少一所述三角形斜面的顶角、所述第一高折射率层的折射率以及所述第一低折射率层的折射率满足下列关系式：θ≦(180-2*arcsin(n10/n11)；其中，θ为所述顶角，n11为所述第一高折射率层的折射率，而n10为所述第一低折射率层的折射率。
14.根据权利要求11所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜进一步包括：一第二光学结构，所述第二光学结构位于所述基底层的出光侧，所述第二光学结构包括一第二高折射率层与一第二低折射率层，其中，所述第二高折射率层位于所述第二低折射率层与所述基底层之间，其中，所述第二高折射率层包括多个凹陷微结构，且所述第二低折射率层填满所述第二高折射率层的多个所述凹陷微结构，而形成多个凸出微结构。
15.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述第一高折射率层具有一入光面，且所述入光面具有多个凹陷微结构，所述第二低折射率层具有一外表面，且所述外表面具有多个凹陷微结构。
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