TWI412804B - 多層導光裝置 - Google Patents

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TWI412804B
TWI412804B TW099111637A TW99111637A TWI412804B TW I412804 B TWI412804 B TW I412804B TW 099111637 A TW099111637 A TW 099111637A TW 99111637 A TW99111637 A TW 99111637A TW I412804 B TWI412804 B TW I412804B
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guiding layer
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Description

多層導光裝置
本發明為一種多層導光裝置，特別是有關於一種利用兩層或以上導光材料形成的多層導光裝置，透過折射率由大至小的排列結構產生更好光輸出率與較低光損失率的導光裝置。
導光板(Light Guide Plate)是顯示器背光模組中的光導引媒介，主要是多數背光模組為側光型(Edge Type)，藉由導光板導引側向的光線由顯示器正面射出，能提高面板輝度(luminance)及控制亮度均勻。
導光板的原理是利用光線進入導光板後產生光反射，將光線傳至導光板的另一端，特別可利用導光板的一側特定結構產生各個角度的擴散現象，將反射光導引至導光板正面，折射率越大，其導光能力越好。另外，除了射向正面的光線外，有些光線會由導光板底部之反射板再次導入導光板。
習知技術US5,594,830之雙層導光板的結構，如第一圖所示，其中顯示一種楔形導光裝置之構造示意圖。
圖中顯示一楔形導光裝置10，其主要由相互貼附的楔形層13、透明層18與具有刻面的結構層17組成。有一光源12由側邊射入，通常此類光源12為管狀發光裝置。光線由光源12射入楔形導光裝置10。
楔形導光裝置10中材料同樣會具有產生全反射的臨界角θC。光線先進入楔形導光裝置10之楔形層13，產生光 徑14，之後透過透明層18進入結構層17，更於結構層17之表面產生全反射，再透過透明層18射向表面結構層17，經折射與反射後，射出楔形導光裝置10，形成出射光19。
此習知技術主要是透過楔形的導光裝置造成側邊光線可以由導光裝置正面射出。
然而，此類具有兩層的導光結構各層材料間會有臨界角關係改變，而會使得向上偏折光線因設計不良而造成光線損失的問題，比如在某種角度的光線會在材料中產生全反射，而無法順利射出。
有鑑於習知技術中雙層材料的導光裝置會因為各層間臨界角的改變產生光損失的問題，本發明特別提出一種多層導光裝置，其中具有兩層或以上導光材料，能夠透過折射率由大至小的排列結構產生更好光輸出率與較低光損失率的優點。
根據實施例，多層導光裝置各層中先定義法線，經接收一光源之光線後，於此多層導光裝置內形成複數個光學路徑，透過法線，再定義出各層臨界角與各層間之介面臨界角。
此多層導光裝置主要包括本體結構與微結構層，本體至少具有第一導光層與第二導光層，分別具有第一折射率(n1)以及第二折射率(n2)，特別的是，本發明設計第一折射率小於第二折射率。
本體側面定義為一入光面，光源由此入光面入射光線，且同時入射第一導光層與第二導光層。本體之正面 則定義為一出光面，係為上述第一導光層之表面，入射之光線於此出光面輸出。
而微結構層形成相對於第二導光層之表面，當有光線進入微結構層，經折射與全反射，將光線導出整個多層導光裝置。
其中，當有光線通過第一導光層與第二導光層時，其中兩層間具有第一介面臨界角(θC12)，第一介面臨界角係為：
當有光線通過第一導光層時，與第一導光層之法線具有第一臨界角(θC1)：
特別的是，本發明使第一臨界角以及第二臨界角滿足：
就各層厚度而言，第二導光層包括微結構層，其平均厚度大於第一導光層的厚度，而第一導光層與第二導光層之厚度比值範圍0.01至1。上述第二折射率與第一折射率之差值範圍為0.04至0.14。
另有實施例提出的多層導光裝置具有三層的結構，其中本體具有第一導光層、第二導光層與第三導光層，各層分別具有第一折射率(n1)、第二折射率(n2)以及第三折射率(n3)。
特別的是，於本發明實施例中，第一折射率小於第 二折射率，且第三折射率大於第二折射率。且光源產生的光線係同時入射第一導光層、第二導光層與第三導光層。
此例之微結構層係形成於第三導光層之表面，並相對於出光面之一側。第二導光層與第三導光層間具有一第二介面臨界角(θC23)，第二介面臨界角為：
第一導光層與第二導光層間同樣具有第一介面臨界角：
根據本案實施例，上述第一臨界角、第一介面臨界角以及第二介面臨界角之間的關係為：
其中第三導光層包括微結構層，其平均厚度大於第一導光層的厚度。而第三導光層之平均厚度則小於第二導光層的平均厚度。
其中特徵在於，第一導光層與第二導光層之厚度比值範圍0.01至1；第二折射率與第一折射率之差值範圍為0.04至0.14；以及/或第三折射率與第二折射率之差值範圍為0.02至0.1。
本發明提出一多層導光裝置的光學傳導設計，其中實 施例至少具有兩層構造，各層材料具有不同折射率(refractive index)，透過各層材料限制，使得本發明之多層導光裝置能減少光損失(light loss)，並同時增加出光面光效率(efficiency)約10~20%。
第一實施例：
請參考第二圖所示之剖面圖，其中顯示之導光裝置之本體具有第一導光層21與第二導光層22，且分別具有第一折射率n1與第二折射率n2。光源20產生之光線由此多層導光裝置之一入光面201同時入射第一導光層21與第二導光層22，光線可分類為向上偏折的光與向下偏折的光。此多層導光裝置之表面，也就是第一導光層21之表面係為光線之出光面202，入射之光線經由裝置內折射與反射後，由此出光面202輸出。此例中，入光面201與出光面202間具有一角度，比如為垂直關係的結構，或是可依據實際設計形成為非垂直關係的結構。
特別的是，此裝置之第二導光層22表面形成有微結構層23，根據實施例，可透過一種連續性之多層共押出成型的製程產生。微結構層23形成於此多層導光裝置一側具有一反射面25之處，傳至微結構層23的光線將由反射面25利用散射或反射原理傳回導光裝置內。
此多層導光裝置之構成材料為至少兩個層狀透明材料，各層折射率有一排列關係，也就是第一折射率小於第二折射率(n1<n2)。
多層導光裝置內各臨界角與介面關係則可參考第三圖，其中顯示光線進入多層導光裝置內之光學路徑之變化。當光線進入此多層導光裝置後，其接收之光線於多 層導光裝置內形成複數個光學路徑，各層皆定義有法線，由法線可定義出各入射光之角度與臨界角(Critical Angle)之角度。
延續第二圖之實施例，第三圖顯示此導光裝置之本體有第一導光層21與第二導光層22，分別具有第一折射率(n1)以及第二折射率(n2)，在第二導光層22之一側形成微結構層23。
光線由入光面進入本體，此例顯示光線由本體之左側射入，且同時入射第一導光層21與第二導光層22。此例中，光線進入本體後以一光學路徑301表示。
第一導光層21本身因為折射率而在光線射向表面時，具有一第一臨界角θC1，若入射角大於此第一臨界角θC1則產生全反射。同理，第二導光層22具有第二臨界角θC2。
第一導光層21與第二導光層22之介面則因為介面效應而具有一第一介面臨界角θC12，如圖所示，光學路徑301射向兩層介面時產生全反射或是折射的結果。由圖所示，光學路徑301由第二導光層22進入第一導光層21，經由介面折射後產生偏折，其偏折的角度則可以θC12-θC1表示，再由第一導光層21之表面順利輸出，其中第一介面臨界角θC12可表示為：
根據本發明實施例，使得第一介面臨界角θC12與第一臨界角θC1之間的差異在不大於35度時可以得到較佳的光輸出率，也就是能夠將光損失率降至最低。
上述第一折射率小於第二折射率的關係顯示第一臨界角θC1大於第二臨界角θC2，使得向上偏折光線傳輸向出光面，而產生全反射機會降低，能增加出光面效率；而向下偏折光線不會產生全反射，並且，通過微結構層23而破壞全反射，使得光線能偏折向出光面；向下偏折光線未通過微結構部分則因全反射以相同角度反射至出光面。
舉例來說，當光線由入光面進入多層導光裝置之本體時，產生第一光學路徑以及第二光學路徑，為向下偏折的光線與向上偏折的光線。
其中向下偏折的光線，如第一光學路徑，經傳遞至微結構層時，形成一第三光學路徑。各光學路徑在進入各層或是介面時，由臨界角度決定是產生折射或是全反射的結果。比如，當向上偏折光線，如第二光學路徑，通過第一導光層與第二導光層之介面時，與第一導光層之法線形成一角度，並透過第一介面臨界角(θC12)決定折射或是全反射，於較佳實施例中，此角度可為等於或是小於第一介面臨界角，以順利產生折射。
接著，此第二光學路徑將通過第一導光層，與第一導光層之法線形成等於或小於第一臨界角(θC1)的角度，能順利產生折射輸出的結果。其中，第一臨界角係為：
在較佳的實施例中，第一臨界角以及第一介面臨界角滿足：
上述進入微結構層的第三光學路徑經折射與反射後，可與第二光學路徑由出光面輸出。
根據本發明所提出的多層導光裝置使得光線在裝置內形成的複數個光學路徑皆能有效產生折射而由出光面輸出。兩層的結構而言，第一導光層的折射率(n1)與第二導光層的折射率(n2)具有n1<n2之特徵，第一折射率與第二折射率之差值範圍為0.04至0.14。而兩層介面形成的第一介面臨界角(θC12)與第一導光層的第一臨界角(θC1)的特徵為0<|θ C12-θ C1|35°。
第二實施例：
第四圖顯示本發明具有三層結構之多層導光裝置之實施例剖面圖。
圖中顯示之多層導光裝置主要包括有多層的主體與微結構層，主體結構主要有第一導光層41、第二導光層42與第三導光層43，分別具有第一折射率n1、第二折射率n2與第三折射率n3，而角度關係皆藉由各層法線定義出來。有一光源40，經由入光面401同時入射第一導光層41、第二導光層42與第三導光層43。光線可略分為向下偏折的光線與向上偏折的光線，其中向下偏折的光線則會透過微結構層44折射與反射，之後由出光面402輸出。在一實施例中，經由微結構層44之光線藉由一外部的反射面45經過散射或反射傳輸至出光面。
上述出光面402係為導光裝置中第一導光層41之表面，微結構層44則形成於第三導光層43之一側，同 樣可透過一連續性之多層共押出成型的製程產生。根據本發明實施例之結構設計，第一折射率小於第二折射率，且第二折射率小於第三折射率，也就是n1<n2<n3。
光源由一側之入光面入射光線，同時入射各層，並產生第一光學路徑以及第二光學路徑，可分類為向下偏折光線與向上偏折光線。其中向下偏折光線，如第一光學路徑，經傳遞至該結構層時，形成第三光學路徑。
第一導光層與第二導光層間形成一第一介面臨界角(θC12)，當上述向上偏折光線，如第二光學路徑，通過第一導光層與第二導光層，其中等於或小於第一介面臨界角之角度將可順利折射。透過本發明的設計，能夠使得大多數的光線折射而出，降低光損失。上述第一介面臨界角為：
第二導光層與第三導光層間具有一第二介面臨界角(θC23)，當第二光學路徑通過第二導光層與第三導光層，若光線角度為等於或小於該第二介面臨界角之角度，則能順利折射而出。其中第二介面臨界角為：
第一導光層具有第一臨界角(θC1)，當第二光學路徑通過第一導光層時，若入射角度為等於或小於第一臨界角之角度，光線可順利由出光面輸出，此第一臨界角係為：
根據本發明多層導光裝置之設計，使第一介面臨界角小於第二介面臨界角，且第一介面臨界角與第一臨界角的差異不大於35度，也就是以下關係：
上述關係能夠使入射光線產生較好的光輸出效率，而降低光損失。
其中光學路徑可參考第五圖顯示的示意圖。
此例中，光源由左側入射，各分為向上偏折光與向下偏折光。其中光學路徑501顯示一向上偏折的光線，經過第一導光層41與第二導光層42的介面，此介面形成第一介面臨界角(θC12)，經折射後，再射至第一導光層41之表面，此表面具有第一臨界角(θC1)，若入射角度不大於此第一臨界角，則可順利由出光面輸出。
光學路徑502表示一向下偏折的光線，經第二導光層42與第三導光層43之介面折射後，射向微結構層44，經由微結構層44之表面折射而出，再透過反射面45反射進入此導光裝置內。光線此時再由微結構層44進入導光裝置，之後再會經過各介面折射而出。
光學路徑503則傳輸至第三導光層43，未傳輸至微結構層44的光線，此例中，光線經由第三導光層43之表面全反射，再經第二導光層42與第三導光層43間的介面(具有第二介面臨界角θC23)折射進入第二導光層42。
實驗數據：
表一，顯示經過實驗本發明雙層與三層導光裝置在光穿透率的差異表現。
表中顯示，雙層導光裝置中材料造成的折射率分別為1.52(第一導光層)與1.58(第二導光層)，在入射角為65度時有98.6%的穿透率、在入射角為70度時有94.7%的穿透率，到74度時，則僅有44%的穿透率。而三層導光裝置內各層折射率分別為1.52,1.55與1.58，在相同的入射角情況下，則有更佳的穿透率。
表二顯示雙層與三層的折射率關係。
習知技術之雙層結構中的折射率為1.58與1.52時(n1>n2)，光輸出率為58%，光損失率為41.7%。但若折射率為1.52與1.58(層數=2)時(n1<n2)，光輸出率為70.5%，光損失率為29.5%，顯然，如本發明所設計的結構，在第一折射率小於第二折射率時，有較好的光輸出率。在三層的結構中，三層折射率順序為1.52-1.55-1.58時(n1<n2<n3)，證明有較好的光輸出率，同時光損失也較少。可參考表二中標記「*」的部份。
表三顯示本發明雙層導光裝置之各層臨界角關係。
板材總厚度3.0mm，共分2層，各層厚度1.5mm-1.5mm，折射率為以下各種情況，關係皆為n1<n2，光輸出率的計算是基於取出導光板之光流明數(Lumen)。
由表三可知，不論折射率如何，光輸出率在θC12-θC1在35度(°)左右或是較小時有較好的輸出率，比如雙層折射率在1.48-1.56、θC1為42.51°、θC12為71.57°，則θC12-θC1為29.06°，經實驗結構光輸出率77.2%與光損失率22.8%。另一例，雙層折射率在1.52-1.56、θC1為41.14°、θC12為77.0°，則θC12-θC1為35.86°，光輸出率71.3%與光損失率22.8%。若在θC12-θC1為40.32°的情況下，光輸出率則會落到66.8%。由以下標記著「*」的光輸出值，如本案特徵：0<|θ C12-θ C1|35°，有較好的效能。
表四顯示為三層導光裝置之各層臨界角關係。
假設板材總厚度3.0mm，共分3層，折射率關係為n1<n2<n3，各層厚度1.0mm-1.0mm-1.0mm，光輸出率的計算是基於取出導光板之光流明數(Lumen)。
根據實驗的折射率情況，θC12-θC1在35°左右或以下時，確實有較好的光輸出率與較低的光損失率。除了第一筆θC12-θC1為38.12°時，光輸出率小於70%之外，其餘標示有「*」的資料皆符合本案特徵：0<|θ C12-θ C1|35°。
(表四：三層臨界角關係)
針對折射率範圍，就表三、表四以及表五數據歸納，可知，第一導光層與第二導光層之厚度比值範圍0.01至1，可獲得較佳的光輸出率；第二折射率與第一折射率之差值範圍為0.04至0.14；第三折射率與該第二折射率之差值範圍為0.02至0.1，亦可獲得較佳的光輸出率。
第六圖顯示為具有不同厚度的雙層導光裝置之示意圖，此圖板材總厚度3.0mm共分2層，折射率為1.52-1.58，各層厚度以t1(第一導光層)-t2(第二導光層)表示單位為毫米(mm)，表五為各種厚度變化中，根據光輸出為取出導光板之光流明數(Lumen)所計算之光輸出率。
第六圖(A)顯示t1<0.01*t2的關係，由於t1遠小於 t2，第一與第二層發生全反射，未獲得較好的光輸出率。
第六圖(B)顯示0.01*t2<t1<t2的關係，其中t1的厚度介於0.01*t2與t2之間。根據表五數據，若t1與t2的厚度分別為0.03mm與2.97mm，符合此條件，其光輸出率達71.1%，有較好的效能；若t1與t2分別為0.04mm與2.96mm的條件下，其光輸出率為74.3%，有較好的光輸出率；若t1與t2分別為0.1與2.9，則光輸出率達78.9%；t1與t2分別為1.0與2.0時，光輸出率為72.6%。此類條件標記有「*」，有較好的光輸出率與較低的光損失率。
第六圖(C)顯示t1>t2的關係，其中光線有較長之傳輸距離，使得光線入射角增加，反而造成全反射機會，使光輸出效率降低。根據表五，若t1與t2分別為2.0與1.0，其光輸出率僅達60.5%；若t1與t2分別為2.5與0.5，其光輸出率僅55.1%，為較低的光輸出率。
根據表五的數據分析，可歸納為若第二導光層，其中包括微結構層，其平均厚度t2大於第一導光層的厚度t1，則具有較好的光輸出率，故本發明之雙層導光裝置之實施例限制。第一導光層(厚度t1)與第二導光層之厚度(t2)比值範圍為0.01至1。
第七圖顯示為具有不同厚度的三層導光裝置之示意圖，可同時參閱以下表六的數據，實驗條件假設板材總厚度3.0mm，共分3層，各層折射率分別為1.52-1.55-1.58，而厚度則表示為t1(第一導光層)、t2(第二導光層)與t1(第三導光層)，單位為毫米(mm)，其中光輸出率係透過取出導光板之光流明數來計算。
第七圖(A)顯示為t1<0.01*t2，在第一導光層厚度與 第三導光層一樣的情況下，第一導光層與第三導光層甚小於第二導光層的厚度，表六數據所示，若三層厚度分別為0.02-2.96-0.02，經實驗後，光輸出率為68.4%；若三層厚度為0.01-2.98-0.01，則光輸出率僅65.1%。
第七圖(B)顯示條件0.01*t2<t1<t2，也就是第一導光層與第三導光層厚度相同(t1)，厚度介於t2與0.01*t2之間，表六數據所示，若三層厚度分別為1.1-0.8-1.1，光輸出率有70.4%；若三層厚度為0.25-2.5-0.25，則光輸出率為78.2%；若三層厚度為0.03-2.94-0.03，則光輸出率為70.2%，其餘可參考表中標記「*」的部份。
第七圖(C)條件為t1>t2，亦是第一導光層與第三導光層厚度大於第二導光層厚度，表六中顯示厚度分別為1.25-0.5-1.25，而其光輸出率為68.5%。
根據各圖與表六的數據，本發明多層導光裝置的厚度，其中第二導光層之平均厚度大於第一導光層的厚度，可獲得較佳的光輸出率；第三導光層之平均厚度小於第二導光層的平均厚度，亦可獲得較佳的光輸出率，可參考表六中標記「*」的數據。
表五與表六顯示，厚度與光輸出關係對應第八圖之曲線圖，根據圖式可以看出t1(第一導光層、第三導光層)與t2(第二導光層)的比例影響本發明多層導光裝置的效能，亦是縱軸顯示的光輸出率。根據曲線，可歸納出在雙層結構中，第二導光層平均厚度t2大於第一導光層的厚度t1，也就是t1/t2小於等於1，有較好的光輸出率大於70%，比例範圍為0.01至1。
針對三層結構得知，第二導光層之平均厚度(t2)大於第一導光層的厚度(t1)，亦是t1/t2為小於等於1時，得到較佳的光輸出率。
然而，根據圖八曲線與表六的數據，第二導光層之平均厚度(t2)小於第一導光層的厚度(t1)時，在特定比例下得較好的光輸出率(大於70%)，此例中，t1/t2的比例落於0.01至1.5，得到較佳的光輸出率。
上述各數據與實施態樣，其中應用的材質與其折射率可參考以下幾種：
綜上所述，本發明提出一種具有雙層或是三層透光材料的多層導光裝置，透過其中各層間折射率與臨界角的限制，達成具有高光輸出率與降低光損失的導光效果。
惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。
θC‧‧‧臨界角
10‧‧‧楔形導光裝置
13‧‧‧楔形層
18‧‧‧透明層
17‧‧‧結構層
12‧‧‧光源
14‧‧‧光徑
19‧‧‧出射光
20,40‧‧‧光源
21,41‧‧‧第一導光層
22,42‧‧‧第二導光層
n1‧‧‧第一折射率
n2‧‧‧第二折射率
201,401‧‧‧入光面
202,402‧‧‧出光面
23,44‧‧‧微結構層
25,45‧‧‧反射面
301,501,502,503‧‧‧光學路徑
43‧‧‧第三導光層
n3‧‧‧第三折射率
第一圖顯示習知技術層導光裝置之光徑之示意圖；第二圖顯示為本發明多層導光裝置之剖面圖；第三圖顯示為本發明多層導光裝置中各層的臨界角設計示意圖；第四圖顯示為本發明多層導光裝置之另一實施例之剖面圖；第五圖顯示為本發明多層導光裝置中各層角度關係示意圖；第六圖顯示為具有不同厚度的雙層導光裝置之示意圖；第七圖顯示為具有不同厚度的三層導光裝置之示意圖；第八圖顯示為厚度比例與光輸出率的關係曲線圖。
20‧‧‧光源
23‧‧‧微結構層
21‧‧‧第一導光層
22‧‧‧第二導光層
n1‧‧‧第一折射率
n2‧‧‧第二折射率
201‧‧‧入光面
202‧‧‧出光面
25‧‧‧反射面

Claims (10)

  1. 一種多層導光裝置，係接收一光源之光線，於該多層導光裝置內形成複數個光學路徑，各層定義一法線，該多層導光裝置包含：一本體，係至少具有一第一導光層與一第二導光層，該第一導光層具有一第一折射率(n1)以及該第二導光層具有一第二折射率(n2)，其中該第一折射率小於該第二折射率；一入光面，係為該本體之一側面，該光源由該入光面入射光線，同時入射該第一導光層與該第二導光層，並產生一第一光學路徑以及一第二光學路徑；一出光面，係為該本體之該第一導光層之一第一表面，其中該第一導光層的該第一表面相對於該第一導光層的一第二表面，且該第一導光層的該第二表面為該第一導光層接觸該第二導光層之一第一表面，由該入光面入射之光線於該出光面輸出，該入光面與該出光面間具有一角度；一微結構層，係形成相對於該第二導光層之一第二表面並位於該出光面之相對一側，行經該第一光學路徑之光線係行進至該微結構層，以形成一第三光學路徑，其中該第二導光層的該第二表面相對於該第二導光層的該第一表面；其中，當行經該第二光學路徑之光線由該第二導光層進入該第一導光層時，行經該第二光學路徑之光線與該第一導光層的該第二表面之法線有一第一介面臨界角(θC12)，該第一介面臨界角係為： 當行經該第二光學路徑之光線通過該第一導光層時，行經該第二光學路徑通過該第一導光層之光線與該第一導光層的該第一表面之法線有一第一臨界角(θC1)，該第一臨界角係為： 且該第一臨界角以及該第一介面臨界角滿足： 其中，該出光面接收行經該第二光學路徑與該第三光學路徑的光線後，輸出其接收的光線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層導光裝置，其中該第二導光層包括該微結構層之平均厚度大於該第一導光層的厚度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多層導光裝置，其中該第一導光層與該第二導光層之厚度比值範圍0.01至1。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多層導光裝置，其中該第二折射率與該第一折射率之差值範圍為0.04至0.14。
  5. 一種多層導光裝置，係接收一光源之光線，於該多層導光裝置內形成複數個光學路徑，各層定義一法線，該多層導光裝置包含：一本體，係至少具有一第一導光層、一第二導光層與一第三導光層，該第一導光層具有一第一折射率(n1)、該第二導光層具有一第二折射率(n2)以及該第三導光層具有一第三折射率(n3)，其中該第一 折射率小於該第二折射率，且該第三折射率大於該第二折射率；一入光面，係為該本體之一側面，該光源由該入光面入射光線，同時入射該第一導光層、該第二導光層與該第三導光層，並產生一第一光學路徑以及一第二光學路徑；一出光面，係為該本體之該第一導光層之一第一表面，其中該第一導光層的該第一表面相對於該第一導光層的一第二表面，且該第一導光層的該第二表面為該第一導光層接觸該第二導光層之一第一表面，由該入光面入射之光線於該出光面輸出，該入光面與該出光面間具有一角度；一微結構層，係形成相對於該第三導光層之一第二表面並位於該出光面之相對一側，行經該第一光學路徑之光線係行進至該微結構層，以形成一第三光學路徑，其中該第三導光層的該第二表面相對於該第三導光層之一第一表面，且該第三導光層的該第一表面為該第三導光層接觸該第二導光層之一第二表面，其中該第二導光層的該第二表面相對於該第二導光層的該第一表面；其中，當行經該第二光學路徑之光線由該第三導光層進入該第二導光層時，行經該第二光學路徑之光線與該第三導光層的該第一表面之法線有一第二介面臨界角(θC23)，該第二介面臨界角為： 當行經該第二光學路徑之光線由該第二導光層進入該第一導光層時，行徑該第二光學路徑之光線與該第一導光層的該第二表面之法線有一第一介面臨界角(θC12)，該第一介面臨界角為： 當行經該第二光學路徑之光線通過該第一導光層時，行經該第二光學路徑通過該第一導光層之光線與該第一導光層的該第一表面之法線有一第一臨界角(θC1)，該第一臨界角係為： 且該第一臨界角、該第一介面臨界角以及該第二介面臨界角滿足： 其中，該出光面接收行經該第二光學路徑與該第三光學路徑的光線後，輸出其接收的光線。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多層導光裝置，其中該第二導光層包括該微結構層之平均厚度大於該第一導光層的厚度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之多層導光裝置，其中該第三導光層之平均厚度小於該第二導光層的平均厚度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之多層導光裝置，其中該第一導光層與該第二導光層之厚度比值範圍0.01至1。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之多層導光裝置，其中該第二折射率與該第一折射率之差值範圍為0.04至0.14。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之多層導光裝置，其中該第三折射率與該第二折射率之差值範圍為0.02至0.1。
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