CN113921510A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请题为“电子装置”。本发明公开一种电子装置，包括电路板、多个载板、多个光电元件以及多个驱动元件。电路板具有第一导电图层。这些载板沿一个方向间隔一置件距离布设于电路板，各载板具有基材及第二导电图层，第二导电图层设置于基材上且电连接至电路板的第一导电图层，其中基材定义基材面积，光电元件定义元件面积，基材面积与元件面积的比值不小于5。这些驱动元件设置于电路板或这些载板上，这些驱动元件电连接至第一导电图层与这些第二导电图层，并驱动这些光电元件。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，特别涉及一种有别于传统工艺的新型态电子装置。

背景技术

传统的电子装置的制造中，都是在基材上制作多个薄膜晶体管而形成薄膜晶体管基板后，利用薄膜晶体管驱动对应的电性元件。以光电装置的有机发光二极管显示设备为例，这种以薄膜晶体管驱动有机发光二极管发光的作法，若有多种不同产品尺寸或功能时，必须针对每一种有机发光二极管装置的产品尺寸或功能设计对应的薄膜工艺，而且需使用昂贵的薄膜晶体管工艺/光掩模/基板/材料，十分不利于变化多样的产品需求，应用上也相当没有弹性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可因应使用者的需求而具有应用弹性的电子装置。

为达上述目的，依据本发明的一种电子装置包括电路板、多个载板、多个光电元件以及多个驱动元件。电路板具有第一导电图层；多个载板沿一个方向间隔一置件距离布设于电路板，各载板具有基材及第二导电图层，第二导电图层设置于基材上且电连接至电路板的第一导电图层，其中，基材定义基材面积；多个光电元件设置于这些载板且电连接至这些载板的第二导电图层，其中，光电元件定义元件面积，基材面积与元件面积的比值不小于5；多个驱动元件设置于电路板或这些载板上，这些驱动元件电连接至第一导电图层与这些第二导电图层，并驱动这些光电元件。

在一个实施例中，基材面积与元件面积的比值不小于50。

在一个实施例中，基材面积与元件面积的比值不小于100。

在一个实施例中，各基材定义其大小尺度为基材宽度，基材宽度不大于10毫米。

在一个实施例中，基材宽度不大于5毫米。

在一个实施例中，基材宽度不小于1密耳。

在一个实施例中，各光电元件定义其大小尺度为元件宽度，元件宽度不大于80密耳。

在一个实施例中，元件宽度不大于12密耳。

在一个实施例中，元件宽度不小于0.005毫米。

在一个实施例中，置件距离不大于10毫米。

在一个实施例中，置件距离与基材宽度的比值大于等于1、小于等于400。

在一个实施例中，置件距离与基材宽度的比值大于7。

在一个实施例中，各光电元件定义其大小尺度为元件宽度；基材宽度与元件宽度的比值大于等于1、小于等于2000。

在一个实施例中，电路板为透明和/或软性电路板。

在一个实施例中，基材为透明和/或软性基材。

在一个实施例中，第一导电图层和/或第二导电图层包括铜导电层。

在一个实施例中，各驱动元件包含至少一个薄膜晶体管、或硅半导体为基础的集成电路。

在一个实施例中，电子装置进一步包括多个导电件，其电连接这些载板至电路板。

在一个实施例中，各导电件位于电路板与载板之间。

在一个实施例中，各导电件连接电路板的顶面与载板的顶面。

在一个实施例中，各载板定义有相反的两个表面，其中设有这些光电元件的其中一个表面朝向电路板设置。

在一个实施例中，这些驱动元件及这些载板分别设置于电路板的相反表面。

承上所述，在本发明的电子装置中，通过电路板、多个载板、多个光电元件以及多个驱动元件等构件的配置、连接，以及基材面积与元件面积的比值不小于5的结构设计，使得本发明的电子装置成为一种可因应使用者的需求而具有应用上的弹性，以适用于变化多样的产品需求的电子装置。

附图说明

图1A为本发明的一个实施例的电子装置的配置示意图。

图1B为本发明的一个实施例的一种电子装置的侧视示意图。

图2为本发明的一个实施例的电子装置的俯视示意图。

图3为本发明不同实施例的电子装置的示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明实施例的电子装置，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明。

为了清楚说明本发明，以下实施例的图示只是示意性绘示，各元件的尺寸与比例只是为了说明本案技术，不可限制本发明。

本发明的电子装置可为有源矩阵(Active Matrix,AM)或无源矩阵(PassiveMatrix,PM)驱动的电子装置。以下实施例是以有源矩阵驱动的电子装置为例。

图1A为本发明的一个实施例的电子装置的配置示意图，图1B为本发明的一个实施例的一种电子装置的侧视示意图，而图2为本发明的一个实施例的电子装置的俯视示意图。如图1A至图2所示，电子装置1包括电路板11、多个载板12、多个光电元件13、以及多个驱动元件14。另外，本实施例的电子装置1还可包括多个导电件15。在此，图1A未绘示电路板11的第一导电图层111、载板12的第二导电图层122、导电件15；图1B未绘示电路板11的第一导电图层111、导电件15及驱动元件14；图2未绘示载板12的第二导电图层122。

电路板11具有第一导电图层111(图2)。其中，第一导电图层111包括有多条信号线路，这些信号线路例如包括有多条横向配置(沿方向D1延伸)的信号线路(例如扫描线、电源线(Vdd)或其他导线)，以及纵向配置(沿方向D2延伸)且与载板12电连接的信号线路(例如数据线、接地线(Vss)或其他导线)。

多个载板12沿一个方向D1间隔一置件距离P_X布设于电路板11上。本实施例的这些载板12是共平面排列且沿方向D1间隔置件距离P_X而布设于电路板11上，并且也沿方向D2间隔一置件距离(此置件距离可与上述的置件距离P_X相等)布设于电路板11上，使得这些载板12排列成二维矩阵状。然而并不以此为例，在不同的实施例中，这些载板12可以只沿方向D1间隔置件距离P_X布设于电路板11上，或者只沿方向D2间隔一置件距离(此置件距离可与上述的置件距离P_X相等或不相等)布设于电路板11上。本实施例的“置件”指的是设置载板12，而“置件距离P_X”指的是两个相邻载板12中位于同一侧的对应侧边之间的距离。可以理解的是，每一个置件距离P_X可构成一个单位。在一些实施例中，置件距离P_X可不大于10mm(毫米，minimeter)(即P_X≤10mm)，例如为6.2mm、4.0mm、1.2mm、1.0mm、或0.4mm，或小于0.4mm等。

各载板12分别具有基材121及第二导电图层122(图1B)。第二导电图层122布设在基材121上且电连接至电路板11的第一导电图层111。第二导电图层122包括有至少一个导电线路(或导电层)，其可与电路板11的第一导电图层111电连接。另外，如图1A所示，基材121可定义基材面积DA。在此，“基材面积DA”就是基材121对电路板11的投影面积。另外，各基材121沿各个方向(例如方向D1、或方向D2)还定义其大小尺度为基材宽度；为便于理解，本实施例中以沿方向D1的基材宽度D_X为例示，且基材宽度(基材宽度D_X)不大于10mm(D_X≤10mm)，例如为7mm、8mm、或10mm。在此，“大小尺度”是指一个简单几何体宽度、高度及深度大小的尺度，而“大小尺度的最大值”指的是简单几何体的长、宽或高等维度中的最大值。在一些实施例中，基材宽度(基材宽度D_X)例如为1mil(密耳，1mil＝0.0254mm)、3mil、0.035mm、0.1mm、5mil、0.4mm、0.46mm、0.5mm、0.8mm、1.5mm、3mm、5mm、或10mm等。

本实施例的载板12为表面贴装元件(Surface Mounted Device,SMD)，而这些导电件15是对应于这些载板12的导电垫片，并位于这些载板12与电路板11之间，以通过这些导电件15电连接这些载板12至电路板11。本实施例的各载板12分别通过四个导电件15电连接至电路板11的第一导电图层111(载板12可具有对应于导电件15的导电垫片)，进而使载板12的第二导电图层122可电连接至电路板11的第一导电图层111。在一些实施例中，各导电件15可连接电路板11的顶面与载板12的顶面，以通过这些导电件15使这些载板12电连接至电路板11。在一些实施例中，导电件15可以是载板12面内的跳线(Jumper)，或是位于载板12侧边的跳线(Side Jumper)，以电连接载板12至电路板11。在一些实施例中，导电件15可包括导电材料，例如为铜胶、银胶、锡膏、或异方性导电胶(ACP)，其可设置于载板12面内的穿孔，或设置于载板12的侧边，以电连接载板12至电路板11。此外，在一些实施例中，也可在相邻两载板12之间设置另一个导电件(未绘示)，并使该另一导电件电连接相邻两载板12且电连接至电路板11，由此增加应用弹性。

上述的电路板11或载板12的形状不限为多边形(例如长方形或正方形)，其也可为圆形、椭圆形、多边形、或不规则形，并不限制。在一些实施例中，多个载板12可依需求排列成一直行、或一横列、或行与列的矩阵状(如图2的实施例)，或是排列成其他形状。在本实施例中，多个载板12组成行与列排列的二维矩阵状，使电子装置1成为一个有源矩阵式(AM)电子装置，例如但不限于为有源矩阵式LED显示器、有源矩阵式Mini LED显示器、有源矩阵式Micro LED显示器、有源矩阵式传感器阵列、有源矩阵式天线阵列、有源矩阵式雷射阵列、有源矩阵式投影阵列、或有源矩阵式毫米波雷达阵列。

另外，前述的电路板11和基材121可为透光或不透光，并可为刚性基板或软性基板，其材质可包括玻璃、树脂、金属或陶瓷、或是复合材质。其中，树脂材质可具有可挠性，并可包含有机高分子材料，有机高分子材料的玻璃转换温度(Glass TransitionTemperature,Tg)例如可介于摄氏250度至摄氏600度之间，较佳的温度范围例如可介于摄氏300度至摄氏500度之间。通过如此高的玻璃转换温度，可直接进行例如薄膜工艺而形成各种元件(例如薄膜晶体管)、导电图层或线路。有机高分子材料可为热塑性材料，例如为聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)、聚苯乙烯(PS)、压克力(丙烯，acrylic)、氟化聚合物(Fluoropolymer)、聚酯纤维(polyester)或尼龙(nylon)。在一些实施例中，电路板11可为透明和/或软性电路板(材料例如包含PI)。在一些实施例中，基材121可为透明和/或软性基材(材料例如为PI)。在一些实施例中，利用电路板11和基材121分别为透明且软性的特性，可以做到双面透光，例如，当光电元件13为MiniLED或Micro LED等，电子装置1可成为双面透光的软性显示器。

此外，前述的第一导电图层111和/或第二导电图层122包括铜材料制成的铜导电层。有别于传统的透明导电层，例如氧化铟锡(ITO)制成的导电层，利用铜金属制作的第一导电图层111及第二导电图层122的线宽可以做得比较窄，置件距离P_X也可以比较小，使电子装置1的穿透率比较高，更适合应用于制作分辨率高且双面透光的显示器。以置件距离P_X为10mm的单位面积PA(即10mm*10mm)、以基材宽度为7mm的基材面积DA(即7mm*7mm)为例，当电路板11为透明电路板并采用铜导电层，铜导电层的线宽极细可忽略其占比，若基材121为非透明基材时，此时各个单位的遮蔽率约为49％(亦即透光率大于等于51％)；换句话说，当基材121为透明基材时，各个单位的透光率将远高于51％。

多个光电元件13分别设置于这些载板12上且电连接至这些载板12的第二导电图层122。其中，各载板12定义有相反的两个表面(即图1B中的第一表面S1和第二表面S2)，在本实施例中，未设有这些光电元件13的其中一个表面(即第二表面S2、载板12的下表面)是朝向电路板11设置；然而并不以此为限，在不同的实施例中，设有这些光电元件13的一个表面(即第一表面S1、载板12的上表面)也可朝向电路板11设置(亦即光电元件13为倒置形式)，本发明不限制。

请再参照图1A所示，光电元件13定义元件面积dA。在此，“元件面积dA”指的是光电元件13位于基材121上的投影面积。而前述的基材面积DA与元件面积dA的比值可不小于5(即DA/dA≥5)。举例来说，基材面积DA例如可为0.4mm*0.4mm＝0.16mm²，元件面积dA例如可为(3*0.0254)mm*(5*0.0254)mm＝0.0096774mm²，故DA/dA>16.53。举例来说，基材面积DA例如可为0.8mm*0.8mm＝0.64mm²，元件面积dA例如可为(5*0.0254)mm*(9*0.0254)mm＝0.0290322mm²，故DA/dA>22.04。举例来说，基材面积DA例如可为0.4mm*0.4mm＝0.16mm²，元件面积dA例如可为(5*0.0254)mm*(9*0.0254)mm＝0.0290322mm²，故DA/dA>5.51。

在一些实施例中，前述的基材面积DA与元件面积dA的比值可不小于50(即DA/dA≥50)。举例来说，基材面积DA例如可为0.4mm*0.4mm＝0.16mm²，元件面积dA例如可为0.03mm*0.06mm＝0.0018mm²，故DA/dA＝88.88。举例来说，基材面积DA例如可为0.8mm*0.8mm＝0.64mm²，元件面积dA例如可为(3*0.0254)mm*(5*0.0254)mm＝0.0096774mm²，故DA/dA>66.13。在一些实施例中，基材面积DA与元件面积dA的比值可不小于100(即DA/dA≥100)。举例来说，基材面积DA例如可为0.46mm*0.46mm＝0.2116mm²，元件面积dA例如可为0.03mm*0.06mm＝0.0018mm²，故DA/dA＝117.56。上述的数值只是举例，不可用以限制本发明。

另外，与载板12类似，各光电元件13沿各个方向(例如方向D1、或方向D2)还定义其大小尺度为元件宽度；为便于理解，本实施例中是以沿方向D1的元件宽度d_X为例示，其中，元件宽度(元件宽度d_X)可不大于80mil(即d_X≤80mil)。在一些实施例中，元件宽度(元件宽度d_X)可不大于12mil(即d_X≤12mil)。在一些实施例中，元件宽度(元件宽度d_X)可不小于0.005mm(即d_X≥0.005mm)，例如0.008mm、0.01mm、3mil、4mil、5mil、或7mil等。

在本实施例中，各载板12上的光电元件13的数量分别为3个，然而不以此为限。在一些实施例中，光电元件13可包含至少一个光电晶片、热电晶片、压电晶片、或感测晶片。在一些实施例中，光电元件13可例如但不限于为发光二极管晶片(LED chip)、毫发光二极管晶片(Mini LED chip)、微发光二极管晶片(Micro LED chip)或其封装件，或不限尺寸毫米级、微米级或以下的发光晶片或封装件。在一些实施例中，各载板12上可有一组光电元件，各组光电元件可包括至少一个光电元件13，而以此将各载板12理解为单一像素；或者，在一些实施例中，各载板12上可以包括有多组光电元件，各组光电元件可包括至少一个光电元件13，可以理解为各载板12包括多个像素。在一些实施例中，光电元件13可包括例如红色、蓝色或绿色等LED、Mini LED、或Micro LED晶片，或其他颜色的LED、Mini LED、或Micro LED晶片。当载板12上的三个光电元件13分别为红色、蓝色及绿色LED、Mini LED、或Micro LED晶片时，可构成全彩的LED、Mini LED、或micro LED显示器。前述的晶片可为水平式电极、或覆晶式电极、或垂直式电极的晶粒，并以引线键合(wire bonding)或覆晶键合(flip chipbonding)与载板12的第二导电图层122电连接。在一些实施例中，电子装置还可包括多个密封件(未绘示)，其可设置于这些载板12上且覆盖这些光电元件13至这些载板12，由此保护光电元件13免于水气或异物侵入而破坏其特性。

多个驱动元件14分别设置于电路板11或这些载板12上，且这些驱动元件14分别电连接至第一导电图层111与这些第二导电图层122，并驱动这些光电元件13。如图2所示，本实施例的这些驱动元件14设置于这些载板12，且一个驱动元件14对应一个载板12而设置，并且驱动元件14电连接至载板12的第二导电图层122及电路板11的第一导电图层111，使得电路板11可通过第一导电图层111、导电件15传送驱动信号至载板11上的驱动元件14，以利用驱动元件14通过第二导电图层122驱动三个光电元件13。在不同实施例中，当多个驱动元件14布设在电路板11上时，则各驱动元件14可通过第一导电图层111、导电件15及载板12的第二导电图层122驱动对应的光电元件13。各驱动元件14可包含至少一个薄膜晶体管(TFT)。在一些实施例中，各驱动元件14除了薄膜晶体管外，还可包含其他的薄膜元件或线路，例如薄膜电阻、电容、或绝缘膜层，并不限制，视光电元件13的驱动方式而定。在一些实施例中，各驱动元件14也可为硅半导体为基础的集成电路(IC)且设置在载板12或电路板11上。

请再参照图1A所示，本实施例的电子装置1还定义有位于电路板11上的多个单位(图1A绘示了四个单位，本实施例中一个单位可以是一个像素)，这些单位排列成二维矩阵状。其中，每一个单位包括有一个载板12、位于载板12上的三个光电元件13及一个驱动元件14。在此，电路板11还定义有单位面积PA(图1A绘示了四个单位面积PA，单位面积例如可以是像素面积)。在一些实施例中，基材面积DA与单位面积PA可至少小于0.5(即DA/PA<0.5)。

此外，请再参照图1A至图2所示，在一些实施例中，电子装置1的置件距离P_X与基材宽度D_X的比值可大于等于1、小于等于400(1≤P_X/D_X≤400)；基材宽度D_X与元件宽度d_X的比值可大于等于1、小于等于2000(1≤D_X/d_X≤2000)。在一些实施例中，当置件距离P_X与基材宽度D_X的比值大于7(P_X/D_X>7)时(在此面积计算以正方形为例)，电子装置1的穿透率可大于49％，有利于制作成双面透光的显示器。在一些实施例中，当置件距离P_X等于10mm，基材宽度D_X等于0.4mm(即P_X/D_X等于40)时，电子装置的遮光率约为0.16％，其穿透率可达98.4％。在一些实施例中，当置件距离P_X等于10mm，基材宽度D_X等于0.1mm(即P_X/D_X等于100)时，电子装置的遮光率约为0.01％，其穿透率可达99.9％。

承上，在本实施例的电子装置1中，通过电路板11、多个载板12、多个光电元件13、以及多个驱动元件14(及多个导电件15)等构件的配置、连接，以及基材面积DA与元件面积dA的比值不小于5的结构设计，使得本实施例的电子装置1成为一种可因应使用者的需求而具有应用上的弹性，以适用于变化多样的产品需求的电子装置。

值得注意的是，前述各实施例中的单位面积PA、基材面积DA与元件面积dA，涉及面积计算通常以正方形为例，但不以正方形为限。

请参照图3所示，其为本发明不同实施例的电子装置的示意图。如图3所示，与图2的电子装置1主要的不同在于，本实施例的电子装置1a的这些驱动元件14分别设置于电路板11。其中，各驱动元件14邻设于各载板12，以分别驱动对应的各载板12所对应的光电元件13。在此，各驱动元件14分别为表面贴装元件，其通过例如四个导电件15a(导电垫片)电连接至电路板11的第一导电图层111(驱动元件14也有对应的导电垫片)。在不同的实施例中，驱动元件14也可例如以薄膜工艺制作于电路板11，且电连接至第一导电图层111与第二导电图层122，并驱动光电元件13，本发明不限制。

此外，本实施例的这些驱动元件14及这些载板12分别设置于电路板11的相同表面(即上表面)，在不同的实施例中，这些驱动元件14及这些载板12也可分别设置于电路板11的相反表面(例如载板12设置于电路板11的上表面，但驱动元件14设置于电路板11的下表面)，本发明也不限制。

综上所述，在本发明的电子装置中，通过电路板、多个载板、多个光电元件、以及多个驱动元件等构件的配置、连接，以及基材面积与元件面积的比值不小于5的结构设计，使得本发明的电子装置成为一种可因应使用者的需求而具有应用上的弹性，以适用于变化多样的产品需求的电子装置。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求范围中。

Claims (22)

1.一种电子装置，包括：

电路板，具有第一导电图层；

多个载板，沿一个方向间隔一置件距离布设于所述电路板，各个所述载板具有基材及第二导电图层，所述第二导电图层设置于所述基材上且电连接至所述电路板的所述第一导电图层；其中所述基材定义基材面积；

多个光电元件，设置于所述载板上且电连接至所述载板的第二导电图层；其中，所述光电元件定义元件面积，所述基材面积与所述元件面积的比值不小于5；以及

多个驱动元件，设置于所述电路板或所述载板上，所述驱动元件电连接至所述第一导电图层与所述第二导电图层，并驱动所述光电元件。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述基材面积与所述元件面积的比值不小于50。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述基材面积与所述元件面积的比值不小于100。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中各个所述基材定义其大小尺度为基材宽度，所述基材宽度不大于10毫米。

5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述基材宽度不大于5毫米。

6.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述基材宽度不小于1密耳。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其中各个所述光电元件定义其大小尺度为元件宽度，所述元件宽度不大于80密耳。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述元件宽度不大于12密耳。

9.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述元件宽度不小于0.005毫米。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述置件距离不大于10毫米。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其中各个所述基材定义其大小尺度为基材宽度，所述基材宽度不大于10毫米；所述置件距离与所述基材宽度的比值大于等于1、小于等于400。

12.根据权利要求11所述的电子装置，其中所述置件距离与所述基材宽度的比值大于7。

13.根据权利要求7所述的电子装置，其中各个所述光电元件定义其大小尺度为元件宽度；所述基材宽度与所述元件宽度的比值大于等于1、小于等于2000。

14.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电路板为透明和/或软性电路板。

15.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述基材为透明和/或软性基材。

16.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一导电图层和/或所述第二导电图层包括铜导电层。

17.根据权利要求1所述的电子装置，其中各个所述驱动元件包含至少一个薄膜晶体管、或硅半导体为基础的集成电路。

18.根据权利要求1所述的电子装置，进一步包括：

多个导电件，电连接所述载板至所述电路板。

19.根据权利要求18所述的电子装置，其中各个所述导电件位于所述电路板与所述载板之间。

20.根据权利要求18所述的电子装置，其中各个所述导电件连接所述电路板的顶面与所述载板的顶面。

21.根据权利要求1所述的电子装置，其中各个所述载板定义有相反的两个表面，其中设有所述光电元件的其中一个表面朝向所述电路板设置。

22.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述驱动元件及所述载板分别设置于所述电路板的相反表面。

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