CN102235640A - 多层导光装置 - Google Patents

Abstract

一种多层导光装置，一光源的光线入射于装置内并于装置内形成多个光学路径，主要结构包括本体与一侧的微结构层，其中本体具有第一导光层与第二导光层，第一导光层具有第一折射率n₁与第一临界角θ_C1，第二导光层具有第二折射率n₂，与第一导光层的界面具有第一界面临界角θ_C12。光线由入光面进入本体，同时入射第一导光层与第二导光层，光线经各层反应后于出光面输出。微结构层则形成于本体一侧，其特征为：n₁＜n₂；0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°；另有包括第三导光层的实施例，具有第三折射率n₃，与第二导光层间形成第二界面临界角θ_C23符合：n₁＜n₂＜n₃；θ_C23＞θ_C12；0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

Description

多层导光装置

技术领域

本发明为一种多层导光装置，特别涉及一种利用两层或以上导光材料形成的多层导光装置，通过折射率由大至小的排列结构产生更好光输出率与较低光损失率的导光装置。

背景技术

导光板(Light Guide Plate)是显示器背光模块中的光导引媒介，主要是多个背光模块为侧光型(Edge Type)，通过导光板导引侧向的光线由显示器正面射出，能提高面板辉度(luminance)及控制亮度均匀。

导光板的原理是利用光线进入导光板后产生光反射，将光线传至导光板的另一端，特别可利用导光板的一侧特定结构产生各个角度的扩散现象，将反射光导引至导光板正面，折射率越大，其导光能力越好。另外，除了射向正面的光线外，有些光线会由导光板底部的反射板再次导入导光板。

现有技术US5,594,830的双层导光板的结构，如图1所示，其中显示一种楔形导光装置的构造示意图。

图中显示一楔形导光装置10，其主要由相互贴附的楔形层13、透明层18与具有刻面的结构层17组成。有一光源12由侧边射入，通常此类光源12为管状发光装置。光线由光源12射入楔形导光装置10。

楔形导光装置10中材料同样会具有产生全反射的临界角θ_C。光线先进入楔形导光装置10的楔形层13产生光径14，的后通过透明层18进入结构层17，更于结构层17的表面产生全反射，再通过透明层18射向表面结构层17，经折射与反射后，射出楔形导光装置10，形成出射光19。

此现有技术主要是通过楔形的导光装置造成侧边光线可以由导光装置正面射出。

然而，此类具有两层的导光结构各层材料间会有临界角关系改变，而会使得向上偏折光线因设计不良而造成光线损失的问题，比如在某种角度的光线会在材料中产生全反射，而无法顺利射出。

发明内容

有鉴于现有技术中双层材料的导光装置会因为各层间临界角的改变产生光损失的问题，本发明特别提出一种多层导光装置，其中具有两层或以上导光材料，能够通过折射率由大至小的排列结构产生更好光输出率与较低光损失率的优点。

根据实施例，多层导光装置各层中先定义法线，经接收一光源的光线后，于此多层导光装置内形成多个光学路径，通过法线，再定义出各层临界角与各层间的界面临界角。

此多层导光装置主要包括本体结构与微结构层，本体至少具有第一导光层与第二导光层，分别具有第一折射率(n₁)以及第二折射率(n₂)，特别的是，本发明设计第一折射率小于第二折射率。

本体侧面定义为一入光面，光源由此入光面入射光线，且同时入射第一导光层与第二导光层。本体的正面则定义为一出光面，为上述第一导光层的表面，入射的光线于此出光面输出。

而微结构层形成相对于第二导光层的表面，当有光线进入微结构层，经折射与全反射，将光线导出整个多层导光装置。

其中，当有光线通过第一导光层与第二导光层时，其中两层间具有第一界面临界角(θ_C12)，第一界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right).$

当有光线通过第一导光层时，与第一导光层的法线具有第一临界角(θ_C1)：

${\mathrm{\θ}}_{C1}={\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n_1}\right).$

特别的是，本发明使第一临界角以及第二临界角满足：

0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

就各层厚度而言，第二导光层包括微结构层，其平均厚度大于第一导光层的厚度，而第一导光层与第二导光层的厚度比值范围为0.01至1。上述第二折射率与第一折射率的差值范围为0.04至0.14。

另有实施例提出的多层导光装置具有三层的结构，其中本体具有第一导光层、第二导光层与第三导光层，各层分别具有第一折射率(n₁)、第二折射率(n₂)以及第三折射率(n₃)。

特别的是，于本发明实施例中，第一折射率小于第二折射率，且第三折射率小于第二折射率。且光源产生的光线同时入射第一导光层、第二导光层与第三导光层。

此例的微结构层形成于第三导光层的表面，并相对于出光面的一侧。第二导光层与第三导光层间具有一第二界面临界角(θ_C23)，第二界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C23}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_2}{n_3}\right).$

第一导光层与第二导光层间同样具有第一界面临界角：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right).$

根据本发明实施例，上述第一临界角、第一界面临界角以及第二界面临界角的间的关系为：

θ_C23＞θ_C12；0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

其中第二导光层包括微结构层，其平均厚度大于第一导光层的厚度。而第三导光层的平均厚度则小于第二导光层的平均厚度。

其中特征在于，第一导光层与第二导光层的厚度比值范围为0.01至1；第二折射率与第一折射率的差值范围为0.04至0.14；以及/或第三折射率与第二折射率的差值范围为0.02至0.1。

附图说明

图1显示现有技术层导光装置的光径的示意图；

图2显示为本发明多层导光装置的剖面图；

图3显示为本发明多层导光装置中各层的临界角设计示意图；

图4显示为本发明多层导光装置的另一实施例的剖面图；

图5显示为本发明多层导光装置中各层角度关系示意图；

图6显示为具有不同厚度的双层导光装置的示意图；

图7显示为具有不同厚度的三层导光装置的示意图；

图8显示为厚度比例与光输出率的关系曲线图。

其中，附图标记说明如下：

临界角θ_C

楔形导光装置10  楔形层13

透明层18  结构层17

光源12  光径14

出射光19  光源20，40

第一导光层21，41  第二导光层22，42

第一折射率n₁  第二折射率n₂

入光面201，401  出光面202，402

微结构层23，44  反射面25，45

光学路径301，501，502，503

第三导光层43  第三折射率n₃

具体实施方式

本发明提出一多层导光装置的光学传导设计，其中实施例至少具有两层构造，各层材料具有不同折射率(refractive index)，通过各层材料限制，使得本发明的多层导光装置能减少光损失(light loss)，并同时增加出光面光效率(efficiency)约10～20％。

第一实施例：

请参考图2所示的剖面图，其中显示的导光装置的本体具有第一导光层21与第二导光层22，且分别具有第一折射率n₁与第二折射率n₂。光源20产生的光线由此多层导光装置的一入光面201同时入射第一导光层21与第二导光层22，光线可分类为向上偏折的光与向下偏折的光。此多层导光装置的表面，也就是第一导光层21的表面为光线的出光面202，入射的光线经由装置内折射与反射后，由此出光面202输出。此例中，入光面201与出光面202间具有一角度，比如为垂直关系的结构，或是可依据实际设计形成为非垂直关系的结构。

特别的是，此装置的第二导光层22表面形成有微结构层23，根据实施例，可通过一种连续性的多层共压出成型的工艺产生。微结构层23形成于此多层导光装置一侧具有一反射面25之处，传至微结构层23的光线将由反射面25利用散射或反射原理传回导光装置内。

此多层导光装置的构成材料为至少两个层状透明材料，各层折射率有一排列关系，也就是第一折射率小于第二折射率(n₁＜n₂)。

多层导光装置内各临界角与界面关系则可参考图3，其中显示光线进入多层导光装置内的光学路径的变化。当光线进入此多层导光装置后，其接收的光线于多层导光装置内形成多个光学路径，各层皆定义有法线，由法线可定义出各入射光的角度与临界角(Critical Angle)的角度。

延续图2的实施例，图3显示此导光装置的本体有第一导光层21与第二导光层22，分别具有第一折射率(n₁)以及第二折射率(n₂)，在第二导光层22的一侧形成微结构层23。

光线由入光面进入本体，此例显示光线由本体的左侧射入，且同时入射第一导光层21与第二导光层22。此例中，光线进入本体后以一光学路径301表示。

第一导光层21本身因为折射率而在光线射向表面时，具有一第一临界角θ_C1，若入射角大于此第一临界角θ_C1则产生全反射。同理，第二导光层22具有第二临界角θ_C2。

第一导光层21与第二导光层的界面则因为界面效应而具有一第一界面临界角θ_C12，如图所示，光学路径301射向两层界面时产生全反射或是折射的结果。由图所示，光学路径301由第二导光层22进入第一导光层21，经由界面折射后产生偏折，其偏折的角度则可以θ_C12-θ_C1表示，再由第一导光层21的表面顺利输出，其中第一界面临界角θ_C12可表示为：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right).$

根据本发明实施例，使得第一界面临界角θ_C12与第一临界角θ_C1之间的差异在不大于35度时可以得到较佳的光输出率，也就是能够将光损失率降至最低。

上述第一折射率小于第二折射率的关系显示第一临界角θ_C1大于第二临界角θ_C2，使得向上偏折光线传输向出光面，而产生全反射机会降低，能增加出光面效率；而向下偏折光线不会产生全反射，并且，通过微结构层23而破坏全反射，使得光线能偏折向出光面；向下偏折光线未通过微结构部分则因全反射以相同角度反射至出光面。

举例来说，当光线由入光面进入多层导光装置的本体时，产生第一光学路径以及第二光学路径，为向下偏折的光线与向上偏折的光线。

其中向下偏折的光线，如第一光学路径，经传递至微结构层时，形成一第三光学路径。各光学路径在进入各层或是界面时，由临界角度决定是产生折射或是全反射的结果。比如，当向上偏折光线，如第二光学路径，通过第一导光层与第二导光层的界面时，与第一导光层的法线形成一角度，并通过第一界面临界角(θ_C12)决定折射或是全反射，于较佳实施例中，此角度可为等于或是小于第一界面临界角，以顺利产生折射。

接着，此第二光学路径将通过第一导光层，与第一导光层的法线形成等于或小于第一临界角(θ_C1)的角度，能顺利产生折射输出的结果。其中，第一临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C1}={\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n_1}\right).$

在较佳的实施例中，第一临界角以及第一界面临界角满足：

0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

上述进入微结构层的第三光学路径经折射与反射后，可与第二光学路径由出光面输出。

根据本发明所提出的多层导光装置使得光线在装置内形成的多个光学路径皆能有效产生折射而由出光面输出。两层的结构而言，第一导光层的折射率(n₁)与第二导光层的折射率(n₂)具有n₁＜n₂的特征，第一折射率与第二折射率的差值范围为0.04至0.14。而两层界面形成的第一界面临界角(θ_C12)与第一导光层的第一临界角(θ_C1)的特征为0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

第二实施例：

图4显示本发明具有三层结构的多层导光装置的实施例剖面图。

图中显示的多层导光装置主要包括有多层的主体与微结构层，主体结构主要有第一导光层41、第二导光层42与第三导光层43，分别具有第一折射率n₁、第二折射率n₂与第三折射率n₃，而角度关系皆通过各层法线定义出来。有一光源40，经由入光面401同时入射第一导光层41、第二导光层42与第三导光层43。光线可略分为向下偏折的光线与向上偏折的光线，其中向下偏折的光线则会通过微结构层44折射与反射，的后由出光面402输出。在一实施例中，经由微结构层44的光线通过一外部的反射面45经过散射或反射传输至出光面。

上述出光面402为导光装置中第一导光层41的表面，微结构层44则形成于第三导光层43的一侧，同样可通过一连续性的多层共压出成型的工艺产生。根据本发明实施例的结构设计，第一折射率小于第二折射率，且第二折射率小于第三折射率，也就是n₁＜n₂＜n₃。

光源由一侧的入光面入射光线，同时入射各层，并产生第一光学路径以及第二光学路径，可分类为向下偏折光线与向上偏折光线。其中向下偏折光线，如第一光学路径，经传递至该结构层时，形成第三光学路径。

第一导光层与第二导光层间形成一第一界面临界角(θ_C12)，当上述向上偏折光线，如第二光学路径，通过第一导光层与第二导光层，其中等于或小于第一界面临界角的角度将可顺利折射。通过本发明的设计，能够使得大多数的光线折射而出，降低光损失。上述第一界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right).$

第二导光层与第三导光层间具有一第二界面临界角(θ_C23)，当第二光学路径通过第二导光层与第三导光层，若光线角度为等于或小于该第二界面临界角的角度，则能顺利折射而出。其中第二界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C23}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_2}{n_3}\right).$

第一导光层具有第一临界角(θ_C1)，当第二光学路径通过第一导光层时，若入射角度为等于或小于第一临界角的角度，光线可顺利由出光面输出，此第一临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C1}={\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n_1}\right).$

根据本发明多层导光装置的设计，使第一界面临界角小于第二界面临界角，且第一界面临界角与第一临界角的差异不大于35度，也就是以下关系：

θ_C23＞θ_C12；0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

上述关系能够使入射光线产生较好的光输出效率，而降低光损失。

其中光学路径可参考图5显示的示意图。

此例中，光源由左侧入射，各分为向上偏折光与向下偏折光。其中光学路径501显示一向上偏折的光线，经过第一导光层41与第二导光层42的界面，此界面形成第一界面临界角(θ_C12)，经折射后，再射至第一导光层41的表面，此表面具有第一临界角(θ_C1)，若入射角度不大于此第一临界角，则可顺利由出光面输出。

光学路径502表示一向下偏折的光线，经第二导光层42与第三导光层43的界面折射后，射向微结构层44，经由微结构层44的表面折射而出，再通过反射面45反射进入此导光装置内。光线此时再由微结构层44进入导光装置，的后再会经过各界面折射而出。

光学路径503则传输至第三导光层43，未传输至微结构层44的光线，此例中，光线经由第三导光层43的表面全反射，再经第二导光层42与第三导光层43问的界面(具有第二界面临界角θ_C23)折射进入第二导光层42。

实验数据：

表一，显示经过实验本发明双层与三层导光装置在光穿透率的差异表现。

表中显示，双层导光装置中材料造成的折射率分别为1.52(第一导光层)与1.58(第二导光层)，在入射角为65度时有98.6％的穿透率、在入射角为70度时有94.7％的穿透率，到74度时，则仅有44％的穿透率。而三层导光装置内各层折射率分别为1.52，1.55与1.58，在相同的入射角情况下，则有更佳的穿透率。

表一：穿透率差异

θ(°)	65	70	73	74
					双层(1.52-1.58)穿透率(％)	98.6	94.7	79.1	44
三层(1.52-1.55-1.58)穿透率(％)	99.7	99.2	98.1	97.3

表二显示双层与三层的折射率关系。

现有技术的双层结构中的折射率为1.58与1.52时(n₁＞n₂)，光输出率为58％，光损失率为41.7％。但若折射率为1.52与1.58(层数＝2)时(n₁＜n₂)，光输出率为70.5％，光损失率为29.5％，显然，如本发明所设计的结构，在第一折射率小于第二折射率时，有较好的光输出率。在三层的结构中，三层折射率顺序为1.52-1.55-1.58时(n₁＜n₂＜n₃)，证明有较好的光输出率，同时光损失也较少。可参考表二中标记「*」的部分。

表二：折射率关系

表三显示本发明双层导光装置的各层临界角关系。

板材总厚度3.0mm，共分2层，各层厚度1.5mm-1.5mm，折射率为以下各种情况，关系皆为n1＜n2，光输出率的计算是基于取出导光板的光流明数(Lumen)。

由表三可知，不论折射率如何，光输出率在θ_C12-θ_C1在35度(°)左右或是较小时有较好的输出率，比如双层折射率在1.48-1.56、θ_C1为42.51°、θ_C12为71.57°，则θ_C12-θ_C1为29.06°，经实验结构光输出率77.2％与光损失率22.8％。另一例，双层折射率在1.52-1.56、θ_C1为41.14°、θ_C12为77.0°，则θ_C12-θ_C1为35.86°，光输出率71.3％与光损失率22.8％。若在θ_C12-θ_C1为40.32°的情况下，光输出率则会落到66.8％。由以下标记着「*」的光输出值，如本发明特征：0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°，有较好的效能。

表三：双层临界角关系

表四显示为三层导光装置的各层临界角关系。

假设板材总厚度3.0mm，共分3层，折射率关系为n₁＜n₂＜n₃，各层厚度1.0mm-1.0mm-1.0mm，光输出率的计算是基于取出导光板的光流明数(Lumen)。

根据实验的折射率情况，θ_C12-θ_C1在35°左右或以下时，确实有较好的光输出率与较低的光损失率。除了第一笔θ_C12-θ_C1为38.12°时，光输出率小于70％之外，其余标示有「*」的数据皆符合本发明特征：0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°。

表四：三层临界角关系

表五：双层厚度变化

针对折射率范围，就表三、表四以及表五数据归纳，可知，第一导光层与第二导光层的厚度比值范围0.01至1，可获得较佳的光输出率；第二折射率与第一折射率的差值范围为0.04至0.14；第三折射率与该第二折射率的差值范围为0.02至0.1，亦可获得较佳的光输出率。

图6显示为具有不同厚度的双层导光装置的示意图，此图板材总厚度3.0mm共分2层，折射率为1.52-1.58，各层厚度以t1(第一导光层)-t2(第二导光层)表示单位为毫米(mm)，表五为各种厚度变化中，根据光输出为取出导光板的光流明数(Lumen)所计算的光输出率。

图6(A)显示t1＜0.01*t2的关系，由于t1远小于t2，第一与第二层发生全反射，未获得较好的光输出率。

图6(B)显示0.01*t2＜t1＜t2的关系，其中t1的厚度介于0.01*t2与t2的间。根据表五数据，若t1与t2的厚度分别为0.03mm与2.97mm，符合此条件，其光输出率达71.1％，有较好的效能；若t1与t2分别为0.04mm与2.96mm的条件下，其光输出率为74.3％，有较好的光输出率；若t1与t2分别为0.1与2.9，则光输出率达78.9％；t1与t2分别为1.0与2.0时，光输出率为72.6％。此类条件标记有「*」，有较好的光输出率与较低的光损失率。

图6(C)显示t1＞t2的关系，其中光线有较长的传输距离，使得光线入射角增加，反而造成全反射机会，使光输出效率降低。根据表五，若t1与t2分别为2.0与1.0，其光输出率仅达60.5％；若t1与t2分别为2.5与0.5，其光输出率仅55.1％，为较低的光输出率。

根据表五的数据分析，可归纳为若第二导光层，其中包括微结构层，其平均厚度t2大于第一导光层的厚度t1，则具有较好的光输出率，故本发明的双层导光装置的实施例限制。第一导光层(厚度t1)与第二导光层的厚度(t2)比值范围为0.01至1。

图7显示为具有不同厚度的三层导光装置的示意图，可同时参阅以下表六的数据，实验条件假设板材总厚度3.0mm，共分3层，各层折射率分别为1.52-1.55-1.58，而厚度则表示为t1(第一导光层)、t2(第二导光层)与t1(第三导光层)，单位为毫米(mm)，其中光输出率通过取出导光板的光流明数来计算。

图7(A)显示为t1＜0.01*t2，在第一导光层厚度与第三导光层一样的情况下，第一导光层与第三导光层甚小于第二导光层的厚度，表六数据所示，若三层厚度分别为0.02-2.96-0.02，经实验后，光输出率为68.4％；若三层厚度为0.01-2.98-0.01，则光输出率仅65.1％。

图7(B)显示条件0.01*t2＜t1＜t2，也就是第一导光层与第三导光层厚度相同(t1)，厚度介于t2与0.01*t2的间，表六数据所示，若三层厚度分别为1.1-0.8-1.1，光输出率有70.4％；若三层厚度为0.25-2.5-0.25，则光输出率为78.2％；若三层厚度为0.03-2.94-0.03，则光输出率为70.2％，其余可参考表中标记「*」的部分。

图7(C)条件为t1＞t2，亦是第一导光层与第三导光层厚度大于第二导光层厚度，表六中显示厚度分别为1.25-0.5-1.25，而其光输出率为68.5％。

表六：三层厚度变化

根据各图与表六的数据，本发明多层导光装置的厚度，其中第二导光层的平均厚度大于第一导光层的厚度，可获得较佳的光输出率；第三导光层的平均厚度小于第二导光层的平均厚度，亦可获得较佳的光输出率，可参考表六中标记「*」的数据。

表五与表六显示，厚度与光输出关系对应第八图的曲线图，根据图式可以看出t1(第一导光层、第三导光层)与t2(第二导光层)的比例影响本发明多层导光装置的效能，亦是纵轴显示的光输出率。根据曲线，可归纳出在双层结构中，第二导光层平均厚度t2大于第一导光层的厚度t1，也就是t1/t2小于等于1，有较好的光输出率大于70％，比例范围为0.01至1。

针对三层结构得知，第二导光层的平均厚度(t2)大于第一导光层的厚度(t1)，亦是t1/t2为小于等于1时，得到较佳的光输出率。

然而，根据图8曲线与表六的数据，第二导光层的平均厚度(t2)小于第一导光层的厚度(t1)时，在特定比例下得较好的光输出率(大于70％)，此例中，t1/t2的比例落于0.01至1.5，得到较佳的光输出率。

上述各数据与实施态样，其中应用的材质与其折射率可参考以下几种：

材料	折射率
		PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)(Polymethylmethacrylate)	1.48
聚环烯烃高分子(COP)，UV RESIN	1.52
		MS＝methyl methacrylate(MMA)+styrene(SM)	1.56
PC聚碳酸酯(Polycarbonate)PS聚苯乙烯(Polystyrene)	1.58
		PET聚酯膜(Polyethylene terephthalate)PEN(polyethylene Naphthalate)TAC(Triacetyl Cellulose Film)三醋酸纤维素膜	1.62

综上所述，本发明提出一种具有双层或是三层透光材料的多层导光装置，通过其中各层间折射率与临界角的限制，达成具有高光输出率与降低光损失的导光效果。

然而以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种多层导光装置，其接收一光源的光线，于该多层导光装置内形成多个光学路径，各层定义一法线，其特征在于所述的多层导光装置包含：

一本体，至少具有一第一导光层与一第二导光层，该第一导光层具有一第一折射率n₁以及该第二导光层具有一第二折射率n₂，其中该第一折射率小于该第二折射率；

一入光面，为该本体的一侧面，该光源由该入光面入射光线，同时入射该第一导光层与该第二导光层，并产生一第一光学路径以及一第二光学路径；

一出光面，为该本体的该第一导光层的表面，由该入光面入射的光线于该出光面输出，该入光面与该出光面间具有一角度；

一微结构层，形成相对于该第二导光层的表面并该出光面的相对一侧，该第一光学路径传递至该微结构层，形成一第三光学路径；

其中，当该第二光学路径通过该第一导光层与该第二导光层时，与该第一导光层的法线有一第一界面临界角θ_C12，该第一界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right);$

当该第二光学路径通过该第一导光层时，与该第一导光层的法线有一第一临界角θ_C1，该第一临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C1}={\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n_1}\right);$

且该第一临界角以及该第二临界角满足：

0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°；

其中，该出光面接受该第二光学路径与该第三光学路径，并予以输出。

2.如权利要求1所述的多层导光装置，其特征在于所述的第二导光层包括该微结构层的平均厚度大于该第一导光层的厚度。

3.如权利要求1所述的多层导光装置，其特征在于所述的第一导光层与该第二导光层的厚度比值范围为0.01至1。

4.如权利要求1项所述的多层导光装置，其特征在于所述的第二折射率与该第一折射率的差值范围为0.04至0.14。

5.一种多层导光装置，其接收一光源的光线，于该多层导光装置内形成多个光学路径，各层定义一法线，其特征在于所述的多层导光装置包含：

一本体，至少具有一第一导光层、一第二导光层与一第三导光层，该第一导光层具有一第一折射率n₁、该第二导光层具有一第二折射率n₂以及该第三导光层具有一第三折射率n₃，其中该第一折射率小于该第二折射率，且该第三折射率小于该第二折射率；

一入光面，为该本体的一侧面，该光源由该入光面入射光线，同时入射该第一导光层、该第二导光层与该第三导光层，并产生一第一光学路径以及一第二光学路径；

一出光面，为该本体的该第一导光层的表面，由该入光面入射的光线于该出光面输出，该入光面与该出光面间具有一角度；

一微结构层，形成相对于该第三导光层的表面并该出光面的相对一侧，该第一光学路径传递至该微结构层，形成一第三光学路径；

其中，当该第二光学路径通过该第二导光层与该第三导光层，与该第三导光层的该法线有一第二界面临界角θ_C23，当该第二光学路径通过该第二导光层与该第三导光层时，该第二界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C23}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_2}{n_3}\right);$

当该第二光学路径通过该第一导光层与该第二导光层，与该第二导光层的法线有一第一界面临界角θ_C12，该第一界面临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C12}={\sin }^{-1}\left(\frac{n_1}{n_2}\right);$

当该第二光学路径通过该第一导光层时，与该第一导光层的法线有一第一临界角(θ_C1)，该第一临界角为：

${\mathrm{\θ}}_{C1}={\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n_1}\right);$

且该第一临界角、该第一界面临界角以及该第二界面临界角满足：

θ_C23＞θ_C12；0＜|θ_C12-θ_C1|≤35°；

该出光面接受该第二光学路径与该第三光学路径，并予以输出。

6.如权利要求5所述的多层导光装置，其特征在于所述的第二导光层包括该微结构层的平均厚度大于该第一导光层的厚度。

7.如权利要求5所述的多层导光装置，其特征在于所述的第三导光层的平均厚度小于该第二导光层的平均厚度。

8.如权利要求5所述的多层导光装置，其特征在于所述的第一导光层与该第二导光层的厚度比值范围为0.01至1。

9.如权利要求5所述的多层导光装置，其特征在于所述的第二折射率与该第一折射率的差值范围为0.04至0.14。

10.如权利要求5所述的多层导光装置，其特征在于所述的第三折射率与该第二折射率的差值范围为0.02至0.1。

Images