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光學膜片及光源模塊.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410337958.X

申請日:

2014.07.16

公開號:

CN105156989A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F21V 5/04申請公布日:20151216|||實質審查的生效IPC(主分類):F21V 5/04申請日:20140716|||公開
IPC分類號: F21V5/04; F21S2/00; F21Y101/02(2006.01)N 主分類號: F21V5/04
申請人: 財團法人交大思源基金會
發明人: 許昱凱; 潘瑞文; 姜哲文
地址: 中國臺灣新竹市大學路1001號
優先權: 103118786 2014.05.29 TW
專利代理機構: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205 代理人: 臧建明
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410337958.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.08.10|||2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種光學膜片及光源模塊。光學膜片適于設置在光源的上方。光學膜片包括基板、多個柱狀棱鏡以及多個柱狀透鏡。基板具有第一面以及第二面,其中第一面位于第二面與光源之間。柱狀棱鏡凸出或凹入于第一面。柱狀棱鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。柱狀透鏡凸出于第二面。柱狀透鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。

權利要求書

權利要求書
1.  一種光學膜片,適于設置在光源的上方,其特征在于,該光學膜片包括:
基板,具有第一面以及第二面,其中該第一面位于該第二面與該光源之間;
多個柱狀棱鏡,凸出或凹入于該第一面,該些柱狀棱鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸;以及
多個柱狀透鏡,凸出于該第二面,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.  根據權利要求1所述的光學膜片,其特征在于,各該柱狀棱鏡在該第一方向上的寬度介于60μm至80μm之間,且各該柱狀棱鏡的底角分別落在45度至65度的范圍內。

3.  根據權利要求1所述的光學膜片,其特征在于,各該柱狀透鏡在該第一方向上的寬度為W,W落在60μm至80μm的范圍內,且各該柱狀透鏡在垂直該第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的范圍內。

4.  根據權利要求1所述的光學膜片,其特征在于,該些柱狀棱鏡在該第二面上的正投影完全重疊于該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。

5.  根據權利要求1所述的光學膜片,其特征在于,該些柱狀棱鏡在該第二面上的正投影部分重疊于該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。

6.  一種光源模塊,其特征在于,包括:
光源;以及
光學膜片,設置在該光源的上方,該光學膜片包括:
基板,具有第一面以及第二面,其中該第一面位于該第二面與該光源之間;
多個柱狀棱鏡,凸出或凹入于該第一面,該些柱狀棱鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸;以及
多個柱狀透鏡,凸出于該第二面,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.  根據權利要求6所述的光源模塊,其特征在于,各該柱狀棱鏡在該第一方向上的寬度介于60μm至80μm之間,且各該柱狀棱鏡的底角分別落在 45度至65度的范圍內。

8.  根據權利要求6所述的光源模塊,其特征在于,各該柱狀透鏡在該第一方向上的寬度為W,W落在60μm至80μm的范圍內,且各該柱狀透鏡在垂直該第一面的第三方向上的高度落在0.2W至0.5W的范圍內。

9.  根據權利要求6所述的光源模塊,其特征在于,該些柱狀棱鏡在該第二面上的正投影完全重疊于該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。

10.  根據權利要求6所述的光源模塊,其特征在于,該些柱狀棱鏡在該第二面上的正投影部分重疊于該些柱狀透鏡在該第二面上的正投影。

說明書

說明書光學膜片及光源模塊
技術領域
本發明是有關于一種光學膜片及光源模塊,且特別是有關于一種可使輝度均勻化的光學膜片及光源模塊。
背景技術
發光二極管(LightEmittingDiode,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于照明及背光源等領域中。然而,因發光二極管近似點光源,因此應用發光二極管作為其光源的直下式光源模塊常會因輝度不均而產生熱點(hotspot)現象及疊影現象等問題,而造成觀看時的不舒適感。
現有技術主要通過擴散片的設置,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。
發明內容
本發明提供一種光學膜片及光源模塊,其可在不大幅降低出光效率的情況下,使輝度均勻化。
本發明的一種光學膜片,適于設置在光源的上方。光學膜片包括基板、多個柱狀棱鏡以及多個柱狀透鏡。基板具有第一面以及第二面,其中第一面位于第二面與光源之間。柱狀棱鏡凸出或凹入于第一面。柱狀棱鏡沿第一方向排列且分別沿第二方向延伸。柱狀透鏡凸出于第二面。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,上述的各柱狀棱鏡在第一方向上的寬度介于60μm至80μm之間,且各柱狀棱鏡的底角分別落在45度至65度的范圍內。
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的范圍內,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的范圍內。
在本發明的一實施例中,上述的柱狀棱鏡在第二面上的正投影完全重疊于柱狀透鏡在第二面上的正投影。
在本發明的一實施例中,上述的柱狀棱鏡在第二面上的正投影部分重疊于柱狀透鏡在第二面上的正投影。
本發明的一種光源模塊包括光源以及上述的光學膜片。
基于上述,本發明上述實施例的光學膜片通過柱狀棱鏡的設置進行分光,且通過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塊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征和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,并配合附圖作詳細說明如下。
附圖說明
圖1是本發明的一實施例的一種光源模塊的爆炸圖;
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形態的局部剖面放大示意圖。
附圖標記說明:
100:光源模塊;
110:光源;
112:發光二極管;
114:電路板;
120、120A:光學膜片;
122:基板;
124、124A:柱狀棱鏡;
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。
具體實施方式
圖1是本發明的一實施例的一種光源模塊的爆炸圖。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,光源模塊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管112以及電路板114,其中發光二極管112設置在電路板114上靠近光學膜片120的一側,且各發光二極管112適于朝光學膜片120出射一光束。
由于各發光二極管112近似一點光源,因此自發光二極管112出射的光束若直接自光源模塊100出射將容易因輝度不均而產生熱點現象。并且,不同位置的發光二極管112照射至同一被照物時,會在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。本實施例通過將光學膜片120設置在光源110的上方,以將來自各發光二極管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、多個柱狀棱鏡124以及多個柱狀透鏡126,其中基板122、柱狀棱鏡124以及柱狀透鏡126可以一起射出成形,或者柱狀棱鏡124以及柱狀透鏡126的其中至少一者可以獨立制作,再通過粘著層貼附至基板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與光源110之間。柱狀棱鏡124例如凸出于第一面S1,且沿第一方向D1排列并分別沿第二方向D2延伸。第一方向D1與第二方向D2相交,且例如是彼此垂直,但不限于此。另一方面,柱狀透鏡126凸出于第二面S2,且沿第 一方向D1排列并分別沿第二方向D2延伸。
在本實施例中,各柱狀棱鏡124在第一方向D1上的寬度W1介于60μm至80μm之間,且各柱狀棱鏡124的底角θ1、θ2例如分別落在45度至65度的范圍內,且較佳為53度至55度的范圍內。舉例而言,各柱狀棱鏡124在平行于第一方向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的范圍內,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可依據各柱狀棱鏡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的范圍內,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,各柱狀棱鏡124在第一方向D1上的寬度W1等于各柱狀透鏡126在第一方向D1上的寬度W。此外,柱狀棱鏡124在第二面S2上的正投影完全重疊于柱狀透鏡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與柱狀棱鏡124在第三方向D3上彼此對齊。然而,本發明不用以限定柱狀棱鏡124與柱狀透鏡126的寬度比,不用以限定柱狀棱鏡124與柱狀透鏡126重疊的比例。舉例而言,在另一實施例中,柱狀棱鏡124在第二面S2上的正投影也可部分重疊于柱狀透鏡126在第二面S2上的正投影。也就是說,柱狀透鏡126可以柱狀棱鏡124為基準,且相對柱狀棱鏡124平移一距離,使得柱狀透鏡126與柱狀棱鏡124在第三方向D3上彼此錯位。
另外,相鄰兩柱狀棱鏡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小于各柱狀棱鏡124的寬度W1但不等于0,而間距I2小于各柱狀透鏡126的寬度W但不等于0,但本發明不限于上述。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的光束會依序通過柱狀棱鏡124以及柱狀透鏡126的作用之后再自光源模塊100出射,其中柱狀棱鏡124可使發光二極管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管112的區域及未設置發光二極管112的區域之間的輝度差異,而形成相對均勻的面光源。相對于現有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的光源模塊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,光源模塊100可在各發光二極管112上進一步設置二次光學元件,以達到調整光形以及輝度均勻化的效果。
圖3是圖1中的光學膜片的另一種實施形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大致相同于圖2的光學膜片120,且相同的元件以相同的標號表示,在此不再贅述。主要差異在于,柱狀棱鏡124A凹入于第一面S1。所述柱狀棱鏡124A凹入于第一面S1是指基板122靠近第一面S1處形成多個鏤空的柱狀棱鏡124A。
在本實施例中,柱狀棱鏡124A也可使發光二極管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。相對于現有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的光源模塊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通過柱狀棱鏡的設置進行分光,且通過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塊可提供高輝度以及高均勻性的面光源。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。

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光學 膜片 光源 模塊
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