TW201545384A - 光學膜片及光源模組 - Google Patents

Abstract

一種光學膜片適於設置在光源的上方。光學膜片包括基板、多個柱狀稜鏡以及多個柱狀透鏡。基板具有第一面以及第二面，其中第一面位於第二面與光源之間。柱狀稜鏡凸出或凹入於第一面。柱狀稜鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。柱狀透鏡凸出於第二面。柱狀透鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。本發明另提供一種光源模組。

Description

光學膜片及光源模組

本發明是有關於一種光學膜片及光源模組，且特別是有關於一種可使輝度均勻化的光學膜片及應用所述光學膜片的光源模組。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)因其反應速度快、體積小、省電、低污染、高可靠度、適合量產等優點而被廣泛地應用於照明及背光源等領域中。然而，因發光二極體近似點光源，因此應用發光二極體作為其光源的直下式光源模組常會因輝度不均而產生熱點(hot spot)現象及疊影現象等問題，而造成觀看時的不舒適感。

習知技術主要藉由擴散片的設置，以使輝度均勻化。然而，擴散片的設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況下，改善輝度不均的問題，實為此領域研發人員亟欲解決的問題之一。

本發明提供一種光學膜片，其可在不大幅降低出光效率的情況下，使輝度均勻化。

本發明提供一種光源模組，其可提供高輝度以及高均勻性的面光源。

本發明的一種光學膜片適於設置在光源的上方。光學膜片包括基板、多個柱狀稜鏡以及多個柱狀透鏡。基板具有第一面以及第二面，其中第一面位於第二面與光源之間。柱狀稜鏡凸出或凹入於第一面。柱狀稜鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。柱狀透鏡凸出於第二面。柱狀透鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。

在本發明的一實施例中，上述的各柱狀稜鏡在第一方向上的寬度介於60μm至80μm之間，且各柱狀稜鏡的底角分別落在45度至65度的範圍內。

在本發明的一實施例中，上述的各柱狀透鏡在第一方向上的寬度為W，W落在60μm至80μm的範圍內，且各柱狀透鏡在垂直第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的範圍內。

在本發明的一實施例中，上述的柱狀稜鏡在第二面上的正投影完全重疊於柱狀透鏡在第二面上的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的柱狀稜鏡在第二面上的正投影部分重疊於柱狀透鏡在第二面上的正投影。

本發明的一種光源模組包括光源以及上述的光學膜片。

基於上述，本發明上述實施例的光學膜片藉由柱狀稜鏡 的設置進行分光，且經由柱狀透鏡的設置使輝度進一步均勻化，因此光學膜片可在不大幅降低出光效率的情況下，使輝度均勻化，而應用此光學膜片的光源模組可提供高輝度以及高均勻性的面光源。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧光源模組

110‧‧‧光源

112‧‧‧發光二極體

114‧‧‧電路板

120、120A‧‧‧光學膜片

122‧‧‧基板

124、124A‧‧‧柱狀稜鏡

126‧‧‧柱狀透鏡

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

H‧‧‧高度

I1、I2‧‧‧間距

R‧‧‧參考平面

S1‧‧‧第一面

S2‧‧‧第二面

W、W1‧‧‧寬度

θ1、θ2‧‧‧底角

圖1是依照本發明的一實施例的一種光源模組的爆炸圖。

圖2是圖1中的光學膜片的局部剖面放大示意圖。

圖3是圖1中的光學膜片的另一種實施型態的局部剖面放大示意圖。

圖1是依照本發明的一實施例的一種光源模組的爆炸圖。圖2是圖1中的光學膜片的局部剖面放大示意圖。請參照圖1及圖2，光源模組100包括光源110以及光學膜片120。

光源110例如包括多個發光二極體112以及電路板114，其中發光二極體112設置在電路板114上靠近光學膜片120的一側，且各發光二極體112適於朝光學膜片120出射一光束。

由於各發光二極體112近似一點光源，因此自發光二極 體112出射的光束若直接自光源模組100出射將容易因輝度不均而產生熱點現象。並且，不同位置的發光二極體112照射至同一被照物時，會於被照物的下方產生多個相疊的影子(疊影現象)，此將導致人眼分辨率下降，且無論是熱點現象或是疊影現象都將造成觀看時的不舒適感。本實施例藉由將光學膜片120設置在光源110的上方，以將來自各發光二極體112的光束轉變成均勻的面光源，從而改善因輝度不均而造成的不舒適感。

詳言之，光學膜片120包括基板122、多個柱狀稜鏡124以及多個柱狀透鏡126，其中基板122、柱狀稜鏡124以及柱狀透鏡126可以一起射出成形，或者柱狀稜鏡124以及柱狀透鏡126的其中至少一者可以獨立製作，再藉由黏著層貼附至基板122。光學膜片120的材質例如包括高分子聚合物，但不限於此。

基板122具有第一面S1以及第二面S2，其中第一面S1位於第二面S2與光源110之間。柱狀稜鏡124例如凸出於第一面S1，且沿第一方向D1排列並分別沿第二方向D2延伸。第一方向D1與第二方向D2相交，且例如是彼此垂直，但不限於此。另一方面，柱狀透鏡126凸出於第二面S2，且沿第一方向D1排列並分別沿第二方向D2延伸。

在本實施例中，各柱狀稜鏡124在第一方向D1上的寬度W1介於60μm至80μm之間，且各柱狀稜鏡124的底角θ1、θ2例如分別落在45度至65度的範圍內，且較佳為53度至55度的範圍內。舉例而言，各柱狀稜鏡124在平行於第一方向D1以及第二 方向D2的一參考平面R上的截面積例如為一等腰三角形。

另一方面，各柱狀透鏡126在第一方向D1上的寬度為W，W落在60μm至80μm的範圍內，且各柱狀透鏡126在垂直第一面S1的第三方向D3上的高度H可依據各柱狀稜鏡124的底角θ1、θ2而進行調整。在本實施例中，各柱狀透鏡126的高度H落在0.2W至0.5W的範圍內，且較佳為0.5W。舉例而言，各柱狀透鏡126在參考平面R上的截面積例如為一半圓形或弓形。

在本實施例中，各柱狀稜鏡124在第一方向D1上的寬度W1等於各柱狀透鏡126在第一方向D1上的寬度W。此外，柱狀稜鏡124在第二面S2上的正投影完全重疊於柱狀透鏡126在第二面S2上的正投影。也就是說，本實施例的柱狀透鏡126與柱狀稜鏡124在第三方向D3上彼此對齊。然而，本發明不用以限定柱狀稜鏡124與柱狀透鏡126的寬度比，亦不用以限定柱狀稜鏡124與柱狀透鏡126重疊的比例。舉例而言，在另一實施例中，柱狀稜鏡124在第二面S2上的正投影也可部分重疊於柱狀透鏡126在第二面S2上的正投影。也就是說，柱狀透鏡126可以柱狀稜鏡124為基準，且相對柱狀稜鏡124平移一距離，使得柱狀透鏡126與柱狀稜鏡124在第三方向D3上彼此錯位。

另外，相鄰兩柱狀稜鏡124之間具有間距I1，而相鄰兩柱狀透鏡126具有間距I2。在本實施例中，間距I1小於各柱狀稜鏡124的寬度W1但不等於0，而間距I2小於各柱狀透鏡126的寬度W但不等於0，但本發明不限於上述。在另一實施例中，間 距I1以及間距I2的其中至少一者可以為0。

來自光源110的光束會依序經由柱狀稜鏡124以及柱狀透鏡126的作用之後再自光源模組100出射，其中柱狀稜鏡124可使發光二極體112的點光源在平行第一方向D1的方向上分散開來，而柱狀透鏡126可使分散開來的光束進一步在平行第一方向D1的方向上擴散，從而縮減設置有發光二極體112的區域及未設置發光二極體112的區域之間的輝度差異，而形成相對均勻的面光源。相對於習知技術以擴散片散射來自光源的光束以達到輝度均勻化的效果，本實施例的光學膜片120可降低因散射而造成的能量損失，從而能夠在不大幅降低出光效率的情況下，使輝度均勻化，因此，應用此光學膜片120的光源模組100可提供高輝度以及高均勻性的面光源。

在圖1的實施例中，依據不同的設計需求，光源模組100可在各發光二極體112上進一步設置二次光學元件，以達到調整光形以及照度均勻化的效果。

圖3是圖1中的光學膜片的另一種實施型態的局部剖面放大示意圖。請參照圖3，本實施例的光學膜片120A大致相同於圖2的光學膜片120，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。主要差異在於，柱狀稜鏡124A凹入於第一面S1。所述柱狀稜鏡124A凹入於第一面S1是指基板122靠近第一面S1處形成多個鏤空的柱狀稜鏡124A。

在本實施例中，柱狀稜鏡124A也可使發光二極體112的 點光源在平行第一方向D1的方向上分散開來，而柱狀透鏡126可使分散開來的光束進一步在平行第一方向D1的方向上擴散，從而形成相對均勻的面光源。相對於習知技術以擴散片散射來自光源的光束以達到輝度均勻化的效果，本實施例的光學膜片120A也可在不大幅降低出光效率的情況下，使輝度均勻化，因此，應用此光學膜片120A的光源模組可提供高輝度以及高均勻性的面光源。

綜上所述，本發明上述實施例的光學膜片藉由柱狀稜鏡的設置進行分光，且經由柱狀透鏡的設置使輝度進一步均勻化，因此光學膜片可在不大幅降低出光效率的情況下，使輝度均勻化，而應用此光學膜片的光源模組可提供高輝度以及高均勻性的面光源。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光源模組

110‧‧‧光源

112‧‧‧發光二極體

114‧‧‧電路板

120‧‧‧光學膜片

122‧‧‧基板

124‧‧‧柱狀稜鏡

126‧‧‧柱狀透鏡

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

Claims (10)

1. 一種光學膜片，適於設置在一光源的上方，該光學膜片包括：一基板，具有一第一面以及一第二面，其中該第一面位於該第二面與該光源之間；多個柱狀稜鏡，凸出或凹入於該第一面，該些柱狀稜鏡沿一第一方向排列且分別沿一第二方向延伸；以及多個柱狀透鏡，凸出於該第二面，該些柱狀透鏡沿該第一方向排列且分別沿該第二方向延伸。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學膜片，其中各該柱狀稜鏡在該第一方向上的寬度介於60μm至80μm之間，且各該柱狀稜鏡的底角分別落在45度至65度的範圍內。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光學膜片，其中各該柱狀透鏡在該第一方向上的寬度為W，W落在60μm至80μm的範圍內，且各該柱狀透鏡在垂直該第一面的一第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的範圍內。
4. 如申請專利範圍第1項所述的光學膜片，其中該些柱狀稜鏡在該第二面上的正投影完全重疊於該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光學膜片，其中該些柱狀稜鏡在該第二面上的正投影部分重疊於該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。
6. 一種光源模組，包括：一光源；以及一光學膜片，設置在該光源的上方，該光學膜片包括：一基板，具有一第一面以及一第二面，其中該第一面位於該第二面與該光源之間；多個柱狀稜鏡，凸出或凹入於該第一面，該些柱狀稜鏡沿一第一方向排列且分別沿一第二方向延伸；以及多個柱狀透鏡，凸出於該第二面，該些柱狀透鏡沿該第一方向排列且分別沿該第二方向延伸。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光源模組，其中各該柱狀稜鏡在該第一方向上的寬度介於60μm至80μm之間，且各該柱狀稜鏡的底角分別落在45度至65度的範圍內。
8. 如申請專利範圍第6項所述的光源模組，其中各該柱狀透鏡在該第一方向上的寬度為W，W落在60μm至80μm的範圍內，且各該柱狀透鏡在垂直該第一面的一第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的範圍內。
9. 如申請專利範圍第6項所述的光源模組，其中該些柱狀稜鏡在該第二面上的正投影完全重疊於該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。
10. 如申請專利範圍第6項所述的光源模組，其中該些柱狀稜鏡在該第二面上的正投影部分重疊於該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。