CN108073230A - 可挠式电子装置以及使用可挠式电子装置的方法 - Google Patents

可挠式电子装置以及使用可挠式电子装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可挠式电子装置以及使用可挠式电子装置的方法。根据本发明所公开的实施例，其可挠式电子装置包括一基板以及弯折结构，该弯折结构可用于改善可挠式电子装置弯折度并保护该基板，使基板可更容易进行各种维度的折叠与卷曲，进而增加可挠式电子装置的使用便利性与应用范围。

Description

可挠式电子装置以及使用可挠式电子装置的方法
技术领域
本发明涉及电子装置；具体而言，本发明涉及可挠式电子装置。
背景技术
目前已发展的可挠式电子装置仅能以有限的曲率弯曲，而无法随需要如实际纸张般灵活地弯折，并且仅能达到单一维度的折叠，并且折叠角度受到诸多限制。这是由于过大角度折叠产生的折线处基板曲率变得更小，而多维度折叠还容易产生基板死角。这些折线及死角容易造成基板受损，还有可能造成其上所设置元件失效或线路毁损，因而限制了软性电子装置的应用性。因此亟需解决折线及死角造成元件失效或线路毁损的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以更灵活弯折，甚至可以达到多维度折叠的可挠式电子装置。
根据本发明的一个方面提供一种可挠式电子装置，包括一基板和一第一支撑件，所述基板包括一第一弯折区，其中该第一弯折区的第一表面具有第一最小曲率半径；所述第一支撑件位于该第一表面上，该第一支撑件具有一第二最小曲率半径，其中该第一最小曲率半径大于或等于该第二最小曲率半径。
根据本发明的另一个方面提供一种可挠式电子装置，包括一基板、一第一支撑件以及一第二支撑件，所述基板包括一弯折区；所述第一支撑件位于该弯折区的第一表面上；所述第二支撑件位于该第一表面上，该第二支撑件与第一该支撑件相隔一间距。
根据本发明的另一个方面提供一种使用可挠式电子装置的方法，包括以下步骤：接收一基板，该基板包括一弯折区；弯折该基板的该弯折区以获得到该弯折区的第一表面的第一最小曲率半径；由该第一最小曲率半径求得一第二最小曲率半径；以及将一第一支撑件置于该弯折区的第一表面上，该第一支撑件具有该一第二曲率半径。
根据本发明的另一个方面提供一种可挠式电子装置，包括一外框和一屏幕，所述外框经配置以被弯折；所述屏幕设置于该外框内，其中该外框被弯折时，遮盖该屏幕的至少一部分。
本发明提供的可挠式电子装置以及使用可挠式电子装置的方法的优点和有益效果在于，可以提供可挠式电子装置更灵活的折叠方案，使可挠式电子装置易于进行大角度与多维度折叠与卷曲，进而使电子装置可多重折叠而更易于收纳。
附图说明
图1A及图1B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图1C、图1D及图1E为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图2A及图2B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图2C为本发明图2A的一实施例的部分放大示意图；
图2D及图2E为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图3A及图3B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图4A及图4B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图5A及图5B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图6A及图6B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图7A及图7B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图8A及图8B、图8C及图8D为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图9A、图9B及图9C为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图10A、图10B及图10C为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；
图11A及图11B为本发明一实施例的可挠式电子装置示意图；以及
图12A及图12B本发明作一实施例的可挠式电子装置示意图。
附图标记说明：
100、200、300、400、500、600 可挠式电子装置
800、900、1000、1100、1200 可挠式电子装置
101、201、301、401、501、601 基板
801、901、1001 基板
102、202、302、303、402、403 支撑件
502、602、802 支撑件
110、210、310、410、510、610、910 弯折区
920、1010、1020、1030、1040 弯折区
111、112、211、311、312、411、412 表面
511、512、611、612 表面
110a、110b 弯折区界线
111-1、111-2 部分
113 平面
220 区域
530 凹槽
603、703 挠性材料层
603A、603B、703A、703B 部分
801A、801B、801C 部分
803、804 弯折部
FF 弯折区交错处
G 间距
H 厚度
L1、L2 尺寸
P 空间
1102、1202 外框
1103、1206 周边区域
1104、1204 屏幕
1106、1108、1110 部分
1106A、1108A 端部
1206A、1206B、1206C 部分
具体实施方式
虽然本文已参考本发明的特定实施例描述并说明了本发明，但此等描述及说明并不限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求书所界定本发明的真实精神及范畴的情况下，可作出各种改变且可替代等效物。
本发明为提供一种可灵活折叠的可挠式电子装置，使电子装置可如折纸艺术般而有多样性折叠方式。为改善电子装置于折叠效能，本发明提出多种解决方案。
经由本发明实施例的说明，可发现对可挠式电子装置进行机械结构的改善，是一种经济而有效率的方法，其不影响现有装置内部各元件的设计，并可有效解决折叠死角问题。
图1A显示一实施例的可挠式电子装置100的示意图，图1B显示图1A的可挠式电子装置200经折叠的一示例性实施例。可挠式电子装置100可以是显示器、手持电子装置、感测器、太阳能电池装置、触控装置、通信设备、可穿戴电子装置等电子装置。在一实施例中，可挠式电子装置100是一显示装置，其包括多个元件，例如下列的一者：发光二极管、有机发光二极管、像素电极、液晶显示单元、触控电极、感测电极、各式感测元件(例如光感测元件、电容感测元件、压力感测元件等)、驱动电极、薄膜晶体管(TFT)元件、有机薄膜晶体管(OTFT)元件、太阳能电池元件等等。
可挠式电子装置100包括一基板101以及一支撑件102。在一实施例中，基板101可以是电子装置的一载体、例如触控电路的基板；显示装置中各层的元件的基板，例如液晶层基板、发光层基板、偏光片、驱动电路等电子电路的基板；保护层及/或盖板(cover lens)等等。在另一实施例中，基板101可以是封装基板。在一些实施例中，基板101是挠性基板，可受外力而弯折一角度并且仍能正常使用。基板101随着其组成材料与形成结构的不同而可具有不同的弯折能力。此外，在一些实施例中，基板101上可形成传导线路、电子元件、液晶单元、显示元件、发光元件、感测元件、触控元件及/或驱动元件等等(未绘示)。
如图1B所示，其中基板101在预定弯折区110可顺应支撑件102而将第一表面111弯曲成为以支撑件102为支点而彼此相向的111-1与111-2两部分。在支撑件102的所提供的作用中，有一个是能避免弯折区110产生过度的弯折，以免基板101由于应力过度集中而断裂。第一表面111弯折时在弯折区110具有一第一曲率。第一表面111具有相应于第一曲率的第一曲率半径R1，而在一实施例中，第一曲率半径R1为第一曲率的倒数。此外，弯折区110的第二表面112亦因弯折而具有第二曲率以及相应于第二曲率的第二曲率半径R2。在某些实施例中，表面112为第一表面111的相对表面。在一实施例中，第二曲率半径R2为第二曲率的倒数。
第一表面111在弯折区110所能容忍的最小曲率半径为Rt。当弯折区110的曲率半径小于Rt时，基板101的第一表面111或其他区域将会产生缺陷。在某些实施例中，第一表面111的最小曲率半径Rt是当部分111-1与111-2彼此完全或仅部分接触时(或达到设计者的设计标准值)所测量而得。在某些实施例中，当第一表面111产生最小曲率半径Rt时，其部分111-1与111-2彼此的接触面积需达各自表面积的50％以上。
在一实施例中，基板110的曲率半径亦可定义为以表面111或112各自曲率半径为参数的函数，例如可为表面111或112各自曲率半径的算术平均。在一实施例中，弯折区110的曲率半径可以定义为表面111或112各自曲率半径的线性平均。在一实施例中，弯折区110的曲率半径可以定义为表面111或112各自曲率半径的几何平均。
在另一实施例中，弯折区110的曲率半径亦可有其他定义方式。参阅图1C，可定义一介于表面111与112之间且大致平行表面111或112的一平面113，而弯折区110的曲率半径可以定义为平面113在进行弯折时(依图1D所示)所具有的曲率半径。
在一些实施例中，弯折区110的弯曲能力可以由其弯曲指数T测得。由图1D可见，在弯折区110未产生断裂的前提下，将基板101弯折以致部分101-1、101-2因弯折而彼此相对且大致呈现平行时，彼此平行的部分101-1、101-2具有一间距G。弯曲指数T可定义为间距G与基板101的厚度H的比值，即T＝G/H。弯曲指数T越小表示基板101的弯折能力越好。在一实施例中，当间距G基本上为零或低于测量精准度时，则表示基板101已达到最佳弯折状态。
在一些实施例中，弯折区110的弯曲能力可以由其贴合指数F测得。参阅图1E所示，基板101产生弯折，以致部分101-1、101-2彼此相对且接触。此时，基板101形成中空的密闭空间P，并且空间P是由基板101所包围并定义。在此实施例中，基板101的部分101-1、101-2是沿X方向接触甚至贴合。在一实施例中，基板101的X方向贴合指数Fx可定义为空间P的尺寸L1与基板101的厚度H的比值，即Fx＝L1/H，其中尺寸L1是沿部分101-1、101-2的接触面(X方向)所测得。在另一实施例中，基板101的Y方向贴合指数Fy可定义为空间P的尺寸L2与基板101的厚度H的比值，即Fy＝L2/H，其中尺寸L2是沿部分101-1、101-2的接触面大致垂直的方向(Y方向)所测得。贴合指数Fx或Fy越小，表示基板101的弯折能力越好。在一实施例中，当贴合指数Fx或Fy基本上为零或低于测量精准度时，则表示基板101已达到最佳弯折状态。
继续参阅图1A，支撑件102配置于基板101上。在一实施例中，支撑件102是配置于基板101的一预定弯折区110的第一表面111上。弯折区110的范围可依使用者喜好决定，而在图1A中是以两条虚线110a与110b表示其界线。虚线110a与110b可为肉眼可见或不可见的界线。
在一实施例中，支撑件102设置的位置可以在两界线110a、110b的中间附近(亦即如图1A所示)。在一实施例中，支撑件102的几何中心或重心大致位于两虚线110a、110b的中间附近。然而，在某些情况，支撑件102的几何中心或重心大致位于两界线110a、110b的中间。在一实施例中，支撑件102设置的位置亦可在大约为中央但稍偏界线110a或110b。
如图1B所示，当使用者在弯折(甚至折叠)可挠式电子装置100时，支撑件102在弯折区110处支撑基板101，以使基板101顺应支撑件102的曲面而弯曲，使可挠式电子装置100上的元件不致因折叠而造成基板在弯折区产生裂痕导致元件失效。
支撑件102具有一最小曲率半径Rs。在某些实施例中，以支撑件102的几何中心为起点，并以支撑件102与外界接触的任一表面为终点，而在所有可连接上述起点与终点的直线中，距离最小者即定义为支撑件102的最小曲率半径Rs。以图1B为例，若支撑件102为一均匀的球体，最小曲率半径Rs即为该球体的半径。若支撑件102为一圆柱体，最小曲率半径Rs即为该圆柱体的最小截面的半径。在某些实施例中，形成通过支撑件102所有端点的一虚拟圆形，其虚拟圆形所具有的半径可定义为支撑件102的最小曲率半径Rs。
在某些实施例中，最小曲率半径Rt与最小曲率半径Rs彼此相关。在某些实施例中，最小曲率半径Rt可由最小曲率半径Rs决定。在一实施例中，最小曲率半径Rt约等于最小曲率半径Rs。在一实施例中，最小曲率半径Rt大于最小曲率半径Rs。在某些实施例中，最小曲率半径Rt与最小曲率半径Rs间有一对应关系如下式(1)所表示：
Rs＝αRt+C (1)。
其中，α为一系数，C为一常数(constant)。在某些实施例中，α为介于0与1之间的一常数。在某些实施例中，α为介于0与0.2之间的一常数。在某些实施例中，α为介于0.2与0.4之间的一常数。在某些实施例中，α为介于0.4与0.6之间的一常数。在某些实施例中，α为介于0.6与0.8之间的一常数。在某些实施例中，α为介于0.8与1.0之间的一常数。在某些实施例中，α可大于1。
在一实施例中，系数α可由基板101的杨氏系数(Young's Modulus)E来决定。若基板101为多层复合堆叠时，E代表该基板101的整体有效杨氏系数(effective Young'sModulus)。在某些实施例中，当E值愈小时，α愈小。E与α间可以一对应关系如下方的式(2)所表示：
E＝βαγ+D (2)
其中，β、γ或D可为一常数。在一实施例中，γ大于或等于1。
在一实施例中，Rt可小于10毫米(mm)，例如可以是5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.1mm，甚至0.01mm。支撑件102可永久性粘着于基板101的第一表面111上，也可通过其他夹持件附着于基板上。在一些实施例中，支撑件102可通过涂覆粘性涂层或通过其他非接触力(例如磁铁产生的磁力)贴附基板101。
在一些实施例中，一种使用可挠式电子装置100的方法包括接收基板101，该基板包括弯折区110。接着，弯折基板101的弯折区110以获得弯折区110的第一表面111的第一最小曲率半径Rt。可由最小曲率半径Rt求得支撑件102的最小曲率半径Rs。然后，将支撑件102置于弯折区110的第一表面111上，支撑件102具最小曲率半径Rs。
在一些实施例中，第一支撑件102是多层结构以提供较佳延展性。在一些实施例中，第一支撑件102具有多孔隙材料。在一些实施例中，第一支撑件102可包括下列至少的一者：金属、压电材料、硅酮(silicone)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PES)、环烯烃共聚合体(COC)及其复合材料。
支撑件102的设计除考虑上述最小曲率半径以及材料杨氏系数之外，也可在几何形状上加以变化。支撑件102可为例如球形体、椭圆球形体、圆锥体、圆柱状体或类似形状的结构，如图1A及图1B所示。在另外的实施例中，支撑件102可为半球形体、半椭圆球形体、半圆柱状体或类似形状的结构，而使具圆弧表面的一侧面向基板101。
外观配置上，除了如图1A及图1B所示单一元件的外型设计外，也可如图2A至图2E所示，采用多个彼此连结或不连结的支撑件设计。图2A是另一实施例的可挠式电子装置200的示意图，而图2B显示图2A的可挠式电子装置200经折叠的示意图。图2A与图2B具有与图1A、图1B类似的结构，亦即可挠式电子装置200一基板201以及至少一支撑件202，支撑件202是置于基板201中弯折区210范围内。
在一实施例中，如图2A及图2B所示，支撑件202具有至少一斜面，可能是多边形球体、多边形椭圆球体、多边形菱柱体或类似形状，或由曲面与斜面组合的形体等多种实施方式。当施加应力使可挠式电子装置200弯曲时，可挠式电子装置200的预定最大弯折角度(或预定最小曲率半径)将决定支撑件202的最适合边角及/或边长，即支撑件202的边角或边长由基板201的可承受最小曲率半径或最大弯折角度决定。
图2C为图2A中虚线围绕区域220的放大图。在此实施例中，以两个彼此相邻的六边形支撑件202为例加以说明。支撑件202a与支撑件202b各具有6个顶点。当基板201尚未被弯曲变形时，支撑件202a与支撑件202b有一间距d。本实施例中，间距d大致为支撑件202a与支撑件202b彼此最接近的顶点间的距离。
间距d的最小值可为0，也就是支撑件202a与支撑件202b在彼此最接近的顶点处相接触。在一实施例中，间距d的大小与基板201的杨氏系数有关，当基板201的杨氏系数愈小时，间距d愈大。而在另一实施例中，当基板201的杨氏系数愈大时，间距d愈大。
在一实施例中，间距d的大小与支撑件202a或支撑件202b的形状有关，假设支撑件202a或支撑件202b为一n边形，其中n为一正整数。当n愈大时，间距d愈小。n边形可为每边等长的正n边形，或不一定每边等长的n边形。
n边形的设计，可使支撑件与基板201的接触表面211的面积大小依使用需求进行调整。例如，当基板201如图2B所示弯折时，通过调整与表面211的接触范围，而能有效抵消或分散弯折产生的拉伸应力或压缩应力，而不致使图2C中支撑件202b自基板201的表面211剥离。
图2C中有一角度θ，该角度θ为两相邻的支撑件的相对应面间的夹角。在基板201弯折时，该相对应面将会彼此接近，甚或成为弯折过程中首先彼此接触的表面。在一实施例中，当θ愈小时，间距d也可随之减少。
在图2A的实施例中，六个支撑件202依序排列以提供支撑功能。然而支撑件202可具有其他数目或排列方式的实施方式。在多个支撑件202的实施方式下，整体支撑件202的总铺设长度将与可挠式电子装置200所能容忍的最小曲率半径Rt有关，即基板201的Rt相依于支撑件202设置的方式。如上所述，以多个支撑件202进行设置的方式可提供更多设置上的弹性，而支撑件202也可依需要增加或减少数目，可提供生产上及保护基板201的便利性。
继续参阅图2A。在一实施例中，在间距d大致上等于0时，相邻的支撑件202与第一表面211形成三角形、多边形或其他形状的间隔230，间隔230在基板201或相邻支撑件202受挤压、伸展时提供缓冲空间，以免基板201或支撑件202承受过多的应力。
图2D是可挠式电子装置200的另一实施方式，图2E显示图2D的可挠式电子装置200经折叠的一示例性实施例。参阅图2D，其中四个支撑件202彼此可接触或具有间隔240，间隔240可具有间距d。在上述四个支撑件202的实施例中，位于两侧的支撑件202与位于中间位置的两个支撑件202相距一间隔，而该中间位置的两个支撑件202彼此可接触或相邻而不接触。此外，支撑件202之间的间隔可以是一致或各有不同，也就是说，相邻的支撑件202间的间距d可以不一致。图2D与图2E仅为示例性实施方式，支撑件202可具有其他支撑件排列方式的实施方式。
如图2D所示支撑件202之间的间隔240可配合基板201的有效发光区域进行适当调整。支撑件202设置的位置可避开基板201的有效发光区域，使基板201所发出的光线能穿过支撑件202间的间隔240而向外发出，进而增加发光面积。如此一来，不仅基板201弯折时的应力可得到支撑，基板201的有效发光区域也能得到充分利用。
图3A显示一实施例的可挠式电子装置300的示意图，而图3B显示图3A的可挠式电子装置300经折叠的示意图。图3A显示可挠式电子装置300包括具有预定弯折区310的一基板301，以及一第一支撑件302设置于基板301的弯折区310的第一表面311上。弯折区的定义及其他细节部分与图1A相似，在此不再赘述。当该可挠式电子装置300受应力而弯折时，该基板301在弯折区310处可随着第一支撑件302而弯折。例如当使用者折叠可挠式电子装置300时，支撑件302支撑于弯折区310，第一支撑件302的尺寸设计与弯折区310的所能容忍的最小曲率半径为Rt，可参考图1A与图1B中支撑件102的相关叙述。在不同实施例中，弯折区310的最小曲率半径Rt可小于10mm，例如可以是5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.1mm，甚至可达0.01mm。
可挠式电子装置300可进一步包括第二支撑件303。第二支撑件303设置于弯折区310相对于第一表面311的对侧的第二表面312上。当可挠式电子装置300沿弯折区310对折，使第一表面311的两端彼此接近，此时第一支撑件302可用于提供第一次对折支撑点。接下来，可将基板301沿弯折区310以第二支撑件303为支点再对折，而使第二表面312的两侧彼此接近甚至接触。在此情况下，第二支撑件303即可针对第二次对折提供支撑功能，使可挠式电子装置300上的元件避免因多重折叠产生折线而造成元件失效。第二支撑件303可以具有一曲面的机械结构，例如球形体、椭圆球形体、圆锥体、圆柱状体、多边形球体、多边形椭圆球体、多边形菱柱体、圆形或椭圆形菱柱体或类似形状的结构。第一支撑件302与第二支撑件303彼此可为相同形状、材料，也可使用不同形状或材料，例如图3A所示，第二支撑件303采用与第一支撑件302不同的外形。第一支撑件302与第二支撑件303可于基板301两侧彼此对齐设置，也可彼此交错。在一实施例中，基板301可具有第二弯折区(未绘示)。第一支撑件302与第二支撑件303可分别位于不同的弯折区。在一实施例中，不同的弯折区可彼此错开而不重叠。在另一实施例中，不同弯折区之间可部分重叠。
在一实施例中，第二支撑件303是一片状结构，例如可以是方形或具有圆弧状图案的垫片结构。与第一支撑件302相比，第二支撑件303与基板301之间具有更大的接触面积，并且第一支撑件302与第二支撑件303是在同一弯折区310的对侧设置。在一实施例中，第二支撑件303具有比第一支撑件302更大的延展性。在一实施例中，第二支撑件303具有比基板301更大的延展性。当基板301以第一表面311为内侧弯折时，基板301在靠近第一表面311处受到压缩应力，而在靠近第二表面312处受到拉伸应力。第二支撑件303可通过更佳的延展性以分散或吸收基板301中弯折区310靠近第二表面302处的拉伸应力，而使基板301具有较佳的弯折性能。
在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303具有一小于20的杨氏系数。在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303具有小于或者等于5的杨氏系数。在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303具有小于或者等于1的杨氏系数。在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303具有可耐高温工艺的特性，例如可耐高温达100℃的工艺。
在一些实施例中，第一支撑件302的杨氏系数约为第二支撑件303的杨氏系数的1-2.5倍。在一些实施例中，第一支撑件302的杨氏系数大于第二支撑件303的杨氏系数，大约介于1.25至3倍之间。
在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303是多层结构以提供较佳延展性。在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303具有多孔隙材料。在一些实施例中，第一支撑件302或第二支撑件303的材料可包括下列至少之一者：金属、压电材料、硅酮(silicone)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PES)、环烯烃共聚合体(COC)及其复合材料。
图4A与图4B显示一实施例的可挠式电子装置400，其具有基板401。在基板401的弯折区410的第一表面411上设置第一支撑件402，其是由挠性材料所制成。此外，在基板401的弯折区410的第二表面412上设置第二支撑件403。当可挠式电子装置400受应力而弯折时，第一支撑件402可随着基板401在弯折区410弯折，而第二支撑件403亦随着基板401沿同方向弯折。在此实施例中，第一支撑件402可以依设计需求而具有特定形状的垫片结构，例如具有圆弧平面的片状结构，或具有曲面的层状结构。该片状结构或层状结构是沿表面411往弯折区410两侧延伸，因此当基板401弯折时，其可弯折的最小曲率半径还可与第一支撑件402的厚度相关。第一支撑件402可以具有一厚度而使基板具有最小曲率半径小于10mm，该厚度或最小该曲率半径可以例如是5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.1mm，甚至可达0.01mm。
在一实施例中，第一支撑件402可为一涂层，而可借涂覆方式形成于基板401上。在另外实施例中，第一支撑件402可以半导体材料为原料，以沉积方式或其他在半导体制造方法中成熟的工艺技术将第一支撑件402形成于基板401上。在一些实施例中，第一支撑件402是与基板401在同一工艺中形成。
在一实施例中，第二支撑件403可以是具有一曲面的机械结构，例如球形体、椭圆球形体、圆锥体、圆柱状体或类似形状的结构，亦可以是片状或层状结构。在一实施例中，第二支撑件403可以与第一支撑件402具有相同或不同结构。第二支撑件403由挠性材料制成，可以与制成第一支撑件402的材料相同或不同。
图5A显示一实施例的可挠式电子装置500的示意图，而图5B显示图5A的可挠式电子装置500经折叠的示意图。可挠式电子装置500包括一基板501以及一支撑件502，而支撑件502配置于基板501上。在一实施例中，支撑件502是配置于基板501的一弯折区510的第一表面511上，其中基板501在弯折区510可顺应支撑件502而向第一表面511弯曲。
与图2A、图2B相比，基板501在第一表面511对侧的第二表面512上另设有一凹槽530，凹槽530位于弯折区510的范围内。在一实施例中，凹槽530具有一长度与深度，而该长度或深度可依基板501的硬度特性或依应用所需的曲率半径而决定。如同在前述实施例中所说明，当基板501以第一表面511为内侧弯折时，基板501在靠近第一表面511处受到压缩应力，而在靠近第二表面512处受到拉伸应力。更甚者，靠近第二表面512处的基板501的材料，在接近第二表面512表层所具有的曲率半径比内层的曲率半径更大，因而接近第二表面512的表层材料受到的拉伸应力会比内层材料还大。因此，将弯折区510适度减薄可对应使弯折区510的整体有效曲率半径下降，因而可使弯折区的拉伸应力减少，而减低基板受损的可能。
如图5B所示，当可挠式电子装置500受应力而弯折时，第一支撑件502可顺应基板501的弯折而弯折，而基板501位于凹槽530附近仍可顺应弯折，而且其位于第二表面512处受到最大拉伸应力的材料已经减少，因而基板501可受到更有效保护。
以下提供另一种实施例。在可挠式电子装置制造过程中，可以从电子装置制造过程的各层基板改善其弯折性质。图6A显示一实施例的可挠式电子装置600的示意图，而图6B显示图6A的可挠式电子装置600经弯折的示意图。可挠式电子装置600包括基板601、支撑件602以及挠性材料层603。图6A与图3A、图5A所说明的结构大致相似，因此其细节不再赘述。挠性材料层603的作用类似于图3的第二支撑件303或图4的第二支撑件403。然而，图6A与之前的实施例差异的一是在于挠性材料层603是至少部分设置于基板601内。如图6A所示，基板601在弯折区610处有一凹槽，而挠性材料层603的一部分设置于该凹槽内。在一些实施例中，挠性材料层603自基板601内部向外延伸，例如其具有一部分覆盖第二表面612。在一实施例中，挠性材料层603可作为支撑件以在基板601弯折时提供支撑保护，类似第二支撑件403。
基板601与挠性材料层603可以不同材料制成。基板601是由第一挠性材料制成，而挠性材料层603是由第二挠性材料制成，其中第二挠性材料具有小于10的杨氏系数。在一些实施例中，第一挠性材料具有小于5的杨氏系数。在一些实施例中，第二挠性材料具有小于1的杨氏系数。在一些实施例中，第二挠性材料具有小于0.1的杨氏系数。
由前述说明可知，弯折程度越大，则对应的曲率半径越小，因此若基板在预定弯折区的延展性不足，将造成皱折，局部变形或断裂，甚至进而造成基板上元件或线路的毁损。根据本发明对于图3A、图3B、图5A及图5B所公开实施例的说明，图6A、图6B所公开的复合式基板601，可以使弯折区610的延展性提高，避免基板上元件或线路的毁损。由于该复合式基板601在弯折区610所具有的第一挠性材料厚度及/或长度减低，而以第二挠型材料取代其位于最大弯折处的材料，不仅减低原有第一挠性材料受到拉伸应力而受损的可能性，还以具有更大延展性的第二挠性材料改善原有凹槽的作用，可望进一步提升基板601在弯折时其弯折区610对于大角度弯折的耐受度。此外，挠性材料层603进一步覆盖基板610的凹槽附近的第二表面612，可提供较佳的支撑功能与延展性。
在一实施例中，挠性材料层603可与前述实施例中支撑件202、302等使用相同的制成材料。在另外实施例中，第二挠性材料包括下列至少之一者：硅酮、聚酰亚胺、PET、PP、PEN、PC、PES、COC及其复合材料。在一实施例中，挠性材料层603是由聚酰亚胺与硅酮混合的复合材料，例如聚酰亚胺10-40％与硅酮60％-90％的一预定比例混和，亦可以是由聚酰亚胺与硅酮以叠层结构形成，可能是多层聚酰亚胺及硅酮的薄膜以三明治叠层结构形成挠性材料层603。
在一些实施例中，挠性材料层603具有第一部分603A位于基板601内部以及第二部分603B突出于第二表面612上或覆盖部分第二表面612。第一部分603A与第二部分603B可具有相同形状或结构。在一些实施例中，第一部分603A可能具有比第二部分603B更大的厚度或长度，而在其他实施例中，第一部分603A可能具有比第二部分603B更小的厚度或长度。图7A与图7B显示一实施例的可挠式电子装置600的另一种实施方式示意图。可挠式电子装置600包括挠性材料层703，其具有第一部分703A位于基板601内部以及第二部分703B位于第二表面612上。相较于图6A与图6B，图7A与图7B的挠性材料层703的第一部分703A具有比第二部分703B更小的厚度，并具有比第二部分703B更大的长度。
本发明的其他实施例还提供具有多重弯折功能的可挠式电子装置。图8A与图8B显示一实施例的可挠式电子装置800的不同弯折方式示意图。可挠式电子装置800包括一基板801、一支撑件802以及一弯折部803。基板801的构造及制成材料与前述实施例所说明的构造与制成材料相似(例如基板101、201、801等)，而支撑件802的构造及制成材料与前述实施例所说明的构造与制成材料相似(例如支撑件102、202、302、303等)在此不再赘述。
弯折部803是位于基板801中，用于连接基板801的不同部分。在一实施例中，弯折部803用于使基板801在受到外力弯折后具有一固定角度与位向，而不会在外力移除后直接回复到原本位置。通过外力调整弯折部的弯折角度与位向，而使基板801弯折并可区分为不同部分。参阅图8A与图8B，基板801可分为部分801A、801B及801C，其中部分801A可作为底座，而部分801B与801C由于弯折角度不同而使其面对使用者的角度也不同。在一些实施例中，上述不同视角的不同部分可做为显示装置的不同用途，例如部分801B可作为输入接口而部分801C可作为显示接口。将输入接口与显示接口界面固定使用角度会提升使用者的便利性，而不需要用手或其他固定配备维持可挠式电子装置800的姿势。
弯折部803具有与弯折部110类似的材料成分或结构。弯折部803还可具有显示功能或发光功能。在一实施例中，弯折部803具有可挠式基板。弯折部803并可与基板801经结合而组成一扩大基板，而共同提供显示功能或发光功能。在一实施例中，弯折部803包括连结机构以辅助其弯折功能，例如接头、齿轮、棘轮、转轴、铰链、连杆、其组合或其类似者。此外，可挠式电子装置800可具有其他连接组件以将上述连接结构与基板801相接合，例如粘胶、螺丝等固定用材料或机构。
在图8A所示的实施例中，弯折部803将基板801分隔成至少两部分801B及801C，亦即弯折部803从可挠式电子装置800的表面露出。在另一实施例中，基板801是覆盖可挠式电子装置800表面，并未被弯折部803分隔，亦即部分801B与部分801C是彼此相连成一体，而弯折部803是包覆于基板801的下方或可挠式电子装置800内部。
此外，之前实施例所提及的支撑件(例如支撑件102、202、302、402、403、502、602、603及703)或凹槽530设计亦可与目前的实施例支撑件802结合，而改善可挠式电子装置800的弯折能力以及支撑效果。
图8C与图8D显示可挠式电子装置800的另一不同实施方式示意图。参阅图8C与图8A，可见在图8C中显示可挠式电子装置800并未设有支撑件，而是设置两个弯折部，其中第一弯折部803设置在部分801B与部分801C之间，而第二弯折部804设置在部分801B与部分801A之间。由于第二弯折部804亦与第一弯折部803类似，其具有自身固定机构而不会因外力移除而弹回，因此不一定需要支撑件的辅助功能。在一实施例中，基板801是覆盖可挠式电子装置800表面，并未被第二弯折部804分隔，亦即部分801A与部分801B是彼此相连成一体，而第二弯折部804是包覆于基板的下方或可挠式电子装置800内部。
由上述说明可知，可挠式电子装置800通过支撑件与弯折部的搭配运用，可将基板801摊平在桌面或手上作为一整面的显示装置，或是将基板801沿弯折部折叠而可使可挠式电子装置800站立于桌面或膝上，而可更便利地提供多种视角选择及显示方式。
本发明所公开的可挠式电子装置还可改善多重折叠的效能，例如可将上述单一弯折区的精神应用到多个交错的弯折区以达到同一点多折叠的目标。图9A是一实施例的可挠式电子装置900的示意图，可挠式电子装置900包括基板901。基板具有第一弯折区910以及第二弯折区920，其中第一弯折区910以及第二弯折区920彼此交错。在一实施例中，第一弯折区910以及第二弯折区920彼此以约90°或其他角度交错。基板901的构造及制成材料与前述实施例(例如基板101、201、801等)所说明的构造与制成材料相似，在此不再赘述。
图9B显示图9A的可挠式电子装置900以基板901沿第一弯折区910折叠后的示意图，其中弯折区901具有单折效果，具有第一最小曲率半径F1。继之，图9C显示图9B的可挠式电子装置900以基板910沿第二折区902进行第二次折叠后的示意图，其中弯折区920与弯折区910交错点FF为双折(或称十字折)，其具有第二最小曲率半径F2。在一实施例中，第二最小曲率半径F2大于第一最小曲率半径F1。在一实施例中，第一最小曲率半径F1大于基板901的厚度。
此外，前述说明所提及的支撑件(例如支撑件102、202、302、402、403、502、602、603及703)或凹槽设计530亦可与目前的实施例结合，而改善可挠式电子装置900的弯折能力以及支撑效果。
在一实施例中，基板901包括多层结构(未绘示)，例如具有一面板层、一封装层以及一背板。当基板901设计为可作多重折叠时，该面板层的厚度大约等于该封装层及该背板的厚度总和。在一实施例中，该面板层具有厚度约等于或小于100纳米。在一实施例中，该面板层具有厚度约大于100纳米。
本发明所公开的可挠式电子装置还可使用更多交错的弯折区以达到同一点多折叠的目的。图10A是一实施例的可挠式电子装置1000的示意图，其包括基板1001。基板1001的构造及制成材料与前述实施例(例如基板101、201、801等)所说明的构造与制成材料相似，在此不再赘述。基板1001具有四个弯折区1010、1020、1030以及1040，其彼此交错并且在基板1001中心点具有一共同交错点1002。图10B及图10C显示图10A的可挠式电子装置1000经弯折后的示意图。由图可见，随着弯折区的设计变化，可挠式电子装置1000可呈现更多不同的弯折方式与显示区域，而其他不同的弯折区修饰与调整实施方式，例如更多的弯折区与其他的交错方式等，均落入本发明所构思的范围内。
如前所述，在本文中所提及的支撑件(例如支撑件102、202、302、402、403、502、602、603及703)或凹槽设计530亦可与此实施例结合，而改善可挠式电子装置1000的弯折能力以及支撑效果。
图11A及图11B为本发明一实施例的可挠性电子装置1100示意图。可挠性电子装置1100可为显示装置或一可穿戴装置，例如扩增实境(Augmented Reality,AR)装置、虚拟实境(Vitrual Reality,VR)装置或混合实境(Mixed Reality,MR)装置。在一实施例中，可挠性电子装置1100可为可挠性电子装置100、200、300、400、500或600。参阅图11A，可挠性电子装置1100具有一外框1102以及一屏幕1104。外框1102用于固持屏幕1104，而屏幕1104是用于将可视内容显示给使用者。外框1102可由挠性材料或非可挠性材料制成，其中可挠性材料可选自例如金属、压电材料、硅酮(silicone)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PES)、环烯烃共聚合体(COC)及其复合材料。在一实施例中，外框1102具有一弧度，可基于人体头部弧度而决定其角度。在一实施例中，外框1102具有一周边区域1103沿使用者方向延伸，可更服贴地靠近使用者脸部，用于加强遮光效果而不致因背景过量的照明而产生疲劳或不适。在一实施例中，外框1102可为一盒体，而屏幕1104通过该盒体的一开口面向使用者。
屏幕1104是置于外框1102内部，位于盒状体底部中心。屏幕1104可包括镜片、显示面板、投影装置等。屏幕1104可包括挠性基板，其是由可挠性材料制成，例如金属、压电材料、硅酮(silicone)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PES)、环烯烃共聚合体(COC)及其复合材料。在一实施例中，屏幕1104包括挠性基板，例如基板101、201、301、401、501、601、801、901或1001。由于屏幕1104是由挠性材料制成，故可随外框1102的折叠而弯折。在一实施例中，屏幕1104包括非平面屏幕(例如曲面屏幕)以配合外框1102的曲面。
在本实施例中，如图11B所示，外框1102具有可折叠的特性，以便于收纳。另一方面，可折叠的外框1102在折叠后亦可保护屏幕1104不受破坏或污损。参阅图11B，外框1102具有部位1106、部位1108以及部位1110。在一实施例中，部位1106、部位1108以及部位1110中至少一者是由挠性材料制成。当可挠性电子装置1100于使用时(图11A)，外框1102被展开，部位1106与部位1108平行相接而彼此的端部1106A及1108A相距最远。屏幕1104可展开，部位1106可与部位1108以近似平行的角度相接而供使用者观赏。如图11A及6B所示，部位1110至少有一部分与部位1106及1108相连，而在外框1102展开时与部位1106或1108交叠。在另一实施例中，在外框1102折叠时，部位1110经由外侧与部位1106及1108部分相叠而不相连，而在外框1102展开时与部位1106或1108完全相叠。在另一实施例中，部位1110是部位1106或1108的一部分并由可挠性材料制成，利用其可挠性而延伸或压缩以适应外框1102的折叠变形。在一实施例中，部位1110是由可挠性材料制成，用以连接由不可弯折材料制成的部位1106及1108。在一实施例中，部位1110与前文所述的弯折区(例如弯折区110、210等)具有相同材料与组态。在一实施例中，部位1110可由可挠性金属、弹性件或塑胶制成。在一实施例中，由于屏幕1104可弯折的特性，部位1106、部位1108及部位1110所形成的弧度时并不会使屏幕1104折断或受损。
当可挠性电子装置1100被收起时(图11B)，外框1102被折叠，部位1106及部位1108从部位1110处弯折，以致部位1106的端部1106A与部位1108的端部1108A彼此靠近或相接。此时，屏幕1104被包覆于外框1102内部，因而其可视范围部分或全部被外框1102遮盖。由于屏幕1104具有可挠性，因此其显示功能受到外框1102完全对折后仍能弯折并正常运作。部位1106可与部位1108接近平行但其各自端部1106A、1108A彼此靠近。此时部位1110具有一侧边外露于部位1106及1108之间。在一实施例中，在外框1102对折时，部位1106与部位1108彼此相对的部分紧密相接，并可部分重叠。
图12A及图12B为本发明一实施例的可挠性电子装置1200示意图。可挠性电子装置1200可为一AR装置、VR装置或MR装置。在一实施例中，可挠性电子装置1100可为可挠性电子装置100、200、300、400、500或600。参阅图12A，可挠性电子装置1200具有一外框1202以及一屏幕1204。外框1202用于固持屏幕1204，而屏幕1204是用于将可视内容显示给使用者。外框1202是由可挠性材料制成，例如金属、压电材料、硅酮(silicone)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PES)、环烯烃共聚合体(COC)及其复合材料。在一实施例中，外框1202包括挠性基板，例如基板101、201、301、401、501、601、801、901或1001。
在一实施例中，外框1202可为一盒体，具有周边区域1206作为盒边，而屏幕1204通过该盒体的一开口面向使用者。屏幕1204是置于外框1202内部，位于盒体底部中心。屏幕1204可包括镜片、显示面板、投影装置等。在一实施例中，屏幕1104包括挠性基板，例如基板101、201、301、401、501、601、801、901或1001。
在一实施例中，外框1202的周边区域1206具有一弧度，可基于人体头部弧度而决定其角度。在一实施例中，外框1202经由周边区域1206沿使用者方向延伸，可更服贴地靠近使用者脸部，用于加强遮光效果而不致因背景过量的照明而产生疲劳或不适。
参阅图12B，外框1202具有可挠性。在本实施例中，可挠性电子装置1200在收纳时，外框周边区域1206可具有弹性，因而可被收折或压缩而减少外框1202所占用的厚度。在本实施例中，外框1202具有部位1206A、部位1206B以及部位1206C，其中各部位彼此相连。当可挠性电子装置1200于使用时(图12A)，外框1206的周边区域1206呈现完全展开的状态，部位1206A、1206B及1206C彼此相接而使周边区域1206围绕屏幕1204并形成第一厚度。由于外框1206可挠曲的特性，部位1206A、1206B及1206C彼此相接的部分可连接而不折断。
当可挠性电子装置1200被收起时(图12B)，外框1202可以锯齿状方式折叠，部位1206C沿盒体内部弯曲或折叠，并遮盖部分屏幕1204的可视范围。部位1206B可进一步沿盒体内部弯曲或折叠，并遮盖更多部分屏幕1204的可视范围。接着，部位1206A沿盒体内部弯曲或折叠，并遮住更多部分屏幕1204的可视范围。周边区域1206被压缩但仍围绕屏幕1204并形成第二厚度，第二厚度小于第一厚度。由于外框1202可挠曲的特性，部位1206A、1206B及1206C彼此弯折的部分可挠曲而不折断。在本实施例中，可挠性电子装置1200可达到形状扁平的压缩状态，有效减少其厚度，可适用于不同的携带或收纳需求。
本发明提供多种改善可挠式电子装置，上述改善方案可任意组合，以使可挠式装置的挠曲方式最佳化。如各种例示性实施例中所展示的结构及方法的建构及配置仅为说明性的。因此，所有此等修改意欲包括于本发明的范畴内。任何程序或方法步骤的次序或顺序可根据替代实施例发生变化或重新定序。可在不脱离本发明的范畴的情况下在实例实施例的设计、操作条件及配置上进行其他替代、修改、改变及省略。

Claims (13)

1.一种可挠式电子装置，其包括：
一基板，其包括一第一弯折区，其中该第一弯折区的第一表面具有第一最小曲率半径；以及
一第一支撑件，其位于该第一表面上，该第一支撑件具有一第二最小曲率半径，
其中该第一最小曲率半径大于或等于该第二最小曲率半径。
2.如权利要求1所述的可挠式电子装置，其中该第一支撑件是一球形体或椭圆球体。
3.如权利要求1所述的可挠式电子装置，进一步包括第二支撑件，该第二支撑件与该第一支撑件之间具有间隔。
4.如权利要求1所述的可挠式电子装置，其中该第一最小曲率半径为约小于10mm。
5.如权利要求1所述的可挠式电子装置，其进一步包括第三支撑件，其位于该第一弯折区的第二表面上，该第二表面位于该第一表面对侧。
6.如权利要求1所述的可挠式电子装置，其进一步包括凹槽，该凹槽位于该第一弯折区中的第二表面，该第二表面位于该第一表面的对侧。
7.如权利要求6所述的可挠式电子装置，其进一步包括挠性材料层，其填充该凹槽。
8.如权利要求1所述的可挠式电子装置，其中该基板进一步包括第二弯折区，与该第一弯折区交错于一交错点。
9.如权利要求8所述的可挠式电子装置，其中该基板在该交错点上弯折两次时具有一第二最小曲率半径，该第二最小曲率半径大于该第一最小曲率半径，并且该第一最小曲率半径大于该基板的厚度。
10.一种可挠式电子装置，其包括：
一基板，包括一弯折区；
一第一支撑件，其位于该弯折区的第一表面上；以及
一第二支撑件，其位于该第一表面上，该第二支撑件与第一该支撑件相隔一间距。
11.如权利要求10所述的可挠式电子装置，其中该第一支撑件具有第一杨氏系数，而该第二支撑件具有比该第一杨氏系数小的第二杨氏系数。
12.一种使用可挠式电子装置的方法，其包括以下步骤：
接收一基板，该基板包括一弯折区；
弯折该基板的该弯折区以获得到该弯折区的第一表面的第一最小曲率半径；
由该第一最小曲率半径求得一第二最小曲率半径；以及
将一第一支撑件置于该弯折区的第一表面上，该第一支撑件具有该一第二最小曲率半径。
13.一种可挠式电子装置，包括：
一外框，经配置以被弯折；以及
一屏幕，设置于该外框内，其中该外框被弯折时，遮盖该屏幕的至少一部分。
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