CN114071903A - 可挠性电子装置 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一种可挠性电子装置。可挠性电子装置包括基底层、电子元件以及覆盖层。电子元件设置于基底层上，而覆盖层设置于电子元件上。基底层具有厚度T1以及杨氏系数E1，且覆盖层具有厚度T2以及杨氏系数E2，其中厚度T1、厚度T2、杨氏系数E1以及杨氏系数E2符合下列关系式：E2/E1≤156.21×(T2/T1)‑4.28。
Description
技术领域
本揭露涉及一种电子装置，特别涉及一种具有基底层、电子元件以及覆盖层的可挠性电子装置。
背景技术
近年来，可弯折式电子装置或可变形电子装置已成为新一代电子科技的发展重点之一。然而，可弯折式电子装置的使用寿命或/及可靠度是非常重要的问题。因此，如何通过材料或/及结构等方面的设计来达到所需的可弯折式电子装置的变形效果、使用寿命以及电子装置本身的主要功能效果(例如显示效果、触控感应效果等)的产品规格是相关领域所致力发展的方向。
发明内容
本揭露的目的之一在于提供一种可挠性电子装置，对基底层与覆盖层的厚度或/及杨氏系数进行调整与搭配，用以改善电子装置的相关特性。
本揭露的一实施例提供一种可挠性电子装置，其包括基底层、电子元件以及覆盖层。电子元件设置于基底层上，而覆盖层设置于电子元件上。基底层具有厚度T1以及杨氏系数E1，且覆盖层具有厚度T2以及杨氏系数E2，其中厚度T1、厚度T2、杨氏系数E1以及杨氏系数E2符合下列关系式：
E2/E1≤156.21×(T2/T1)-4.28。
附图说明
图1所示为本揭露第一实施例的电子装置的剖面结构示意图。
图2所示为本揭露一实施例的电子装置于弯折状况下的剖面结构示意图。
图3所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的评估方法流程图。
图4所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的测量杨氏系数的状况示意图。
图5所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的杨氏系数比例与厚度比例之间的关系示意图。
图6所示为本揭露另一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的杨氏系数比例与厚度比例之间的关系示意图。
图7所示为本揭露第二实施例的电子装置的剖面结构示意图。
图8所示为本揭露第三实施例的电子装置的剖面结构示意图。
附图标记说明：10-基底层；12-第一层；14-第二层；16-缓冲层；20-覆盖层；22-第一层；24-第二层；30-电子元件；30S-传感器；31-半导体层；32-介电层；33-介电层；34-平坦化层；35-像素定义层；36-保护层；37-封装层；38-感测单元；39-介电层；40-支撑结构；50-电路结构；101-电子装置；102-电子装置；103-电子装置；BE-第一电极；D1-第一方向；D2-第二方向；D3-第三方向；EM-发光层；GE-闸极；L11-L14-线；L21-L24-线；LE-显示单元；RG11-RG15-区域；RG21-RG25-区域；P1-P4-点；R-曲率半径；S11-S17-步骤；SC-接触结构；SD-源极/汲极；T1-厚度；T2-厚度；T3-厚度；TE-第二电极；TFT-控制单元。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露，须注意的是，为了使读者能容易了解及为了图式的简洁，本揭露中的多张图式只绘出电子装置的一部分，且图式中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。
本揭露通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定的组成元件。本领域技术人员应理解，设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本揭露并无意区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，「包含」与「包括」等词为开放式词语，因此其应被解释为「包括有但不限定为…」之意。
应当理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”或与另一元件或层"连接"时，它可以直接在另一元件或层上或直接与另一元件或层连接，或者还可以存在插入的元件或层。相反地，当元件被称为"直接在"另一元件或上或者"直接"与另一元件或层连接时，不存在插入元件或层。
说明书与请求项中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰请求项的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
于文中，「约」的用语通常表示在一给定值或范围的20％内，或10％内，或5％内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明「约」的情况下，仍可隐含「约」的含义。
应当理解，下文列举多个实施例分别说明不同的技术特征，但此些技术特征可在彼此未互相冲突的状况下以不同方式混合使用或彼此结合。
请参考图1与图2。图1所示为本揭露第一实施例的电子装置101的剖面结构示意图，而图2所示为本揭露一实施例的电子装置(例如但并不限于第一实施例的电子装置101)于弯折状况下的剖面结构示意图。如图1所示，电子装置101包括一基底层10、电子元件30以及覆盖层20。电子元件30设置于基底层10上，而覆盖层20设置于电子元件30上。基底层10具有厚度T1以及杨氏系数(Young's modulus)E1，且覆盖层20具有厚度T2以及杨氏系数E2，其中厚度T1、厚度T2、杨氏系数E1以及杨氏系数E2符合下列关系式(I)。
E2/E1≤156.21×(T2/T1)-4.28 (I)
上述公式的杨氏系数E1与杨氏系数E2为相同单位，杨氏系数的单位例如为百万帕斯卡(MPa)或十亿帕斯卡(GPa)，厚度T1与厚度T2为相同单位，厚度的单位例如为微米(um)或埃
但本揭露不以此为限。
通过控制基底层10以及覆盖层20的厚度比例与杨氏系数比例而使其符合上述的关系式(I)，可改善电子元件30中的线路在电子装置101进行弯折时发生断裂的状况，进而可提高电子装置101的信赖性或/及使用寿命等特性。
如图2所示，在一些实施例中，电子装置101可为可弯折式电子装置，例如可朝向基底层10进行弯折，但并不以此为限。在一些实施例中，电子装置101亦可视设计需要而朝向覆盖层20进行弯折。此外，图2中所标示的曲率半径R可被视为电子元件30中的线路在此弯折状况下的曲率半径，而电子装置101中的各部件可因为相对位置的差异而具有些许不同的曲率半径。举例来说，曲率半径R可大体上介于1毫米(mm)至10毫米之间，但在曲率半径R大于10毫米的状况下亦可适用上述的关系式(I)。此外，在一些实施例中，可于此弯折状况下的电子装置101的内侧设置一支撑结构40以及一电路结构50，支撑结构40可用以提供在此弯折状况下的支撑效果，而电路结构50可与电子装置101电性连接，但并不以此为限。电路结构50可包括印刷电路板(printed circuit board，PCB)、带载封装(tape carrierpackage，TCP)结构、覆晶薄膜(chip on film，COF)结构、其他适合的电路结构或上述的组合。
进一步说明，如图1所示，在一些实施例中，基底层10可包括多层材料层(例如图1中所示的第一层12与第二层14)于一垂直方向(例如图1中所示的第一方向D1)上堆栈设置，而覆盖层20亦可包括多层材料层(例如图1中所示的第一层22与第二层24)于第一方向D1上堆栈设置，但并不以此为限。基底层10中的第一层12与第二层14可视设计需要具有相似的材料或不同的材料，而覆盖层20中的第一层22与第二层24亦可视设计需要具有相似的材料或不同的材料。在一些实施例中，基底层10的第一层12与第二层14可分别包括一支撑层与一可挠性(flexible)基板，而覆盖层20的第一层22与第二层24可分别包括一功能性层(例如偏光层或/及延迟层)与一保护层但并不以此为限。在一些实施例中，基底层10的第二层14亦可包括一功能性层(例如偏光层或/及延迟层)，或者基底层10可更包括一功能性层设置于第一层12与第二层14之间，而其他材料层(例如黏着层、其他支撑结构等)亦可视设计需要设置于基底层10或/及覆盖层20的堆栈结构之中。举例而言，覆盖层20还可以包括一黏着层设置于电子元件30与第一层22之间，但本揭露不以此为限。在一些实施例中，基底层10的第一层12的材料可包括聚合物材料，例如聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、其他适合的可挠材料或上述的组合(例如叠层结构)，基底层10的第二层14的材料可包括PI、含硅与氧的可挠材料、其他适合的可挠材料或上述的组合(例如叠层结构)，覆盖层20的第一层22的材料可包括丙烯酸酯(acrylate)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate，PMMA)、其他适合的可挠材料或上述的组合(例如叠层结构)，而覆盖层20的第二层24的材料可包括丙烯酸酯、PET、PMMA、含碳、氧、氮、硅、氟、硫、锑或/及钡的可挠材料、其他适合的可挠材料或上述的组合(例如叠层结构)，但并不以此为限。在另一些实施例中，电子装置101亦可包括一支撑层(未绘示)，可设置于基底层10下方，上述支撑层可例如包括不锈钢板材、图案化金属板，但本揭露不以此为限。
在一些实施例中，设置于基底层10与覆盖层20之间的电子元件30可包括显示元件、照明元件、触控感测元件、传感器(例如光传感器、放射线传感器等)或具有其他功能的电子元件，而电子装置则可包括显示设备、触控装置、触控显示设备、传感器装置、天线装置或具有其他功能的电子装置。需注意的是，电子装置可为前述的任意排列组合，但不以此为限。本揭露电子装置为可挠性电子装置，此处的“可挠性”是指电子装置ED可以弯曲(curved)、弯折(bent)、折叠(folded)、卷曲(rolled)、挠曲(flexible)、拉伸(Stretch)及/或其他类似的变形，在另一些实施例中，可挠性电子装置可在弯折后维持弯折的样态或是弯折后可再任意改变形状。。在一些实施例中，电子装置可例如包含液晶(liquidcrystal)、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、发光二极管(light emitting diode，LED)、其它合适的显示介质、或前述的组合，但不以此为限。发光二极管可例如包括次毫米发光二极管(mini-LED)、微发光二极管(micro-LED)、有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(quantum dot，QD，可例如为QLED、QDLED)或上述的组合。在另一些实施例中，电子装置还可包括但并不限于电泳式显示元件、微机电(MEMS)显示元件、电子墨水式显示元件或上述的组合。在一些实施例中，电子元件30可于面向覆盖层20的一侧提供显示效果，但并不以此为限。在一些实施例中，电子元件30亦可视设计需要于面向基底层10的一侧提供显示效果。换句话说，电子装置可被视为单面显示设备、双面显示设备或透明显示设备，但并不以此为限。
在一些实施例中，上述的显示元件可包括一缓冲层16、一介电层32、多个控制单元TFT、一介电层33、一平坦化层34、多个显示单元LE、一像素定义层35、一保护层36以及一封装层37。各控制单元TFT可包括一半导体层31、两个源极/汲极SD、一闸极GE或/及多个接触结构SC分别连接至源极/汲极SD。此外，显示元件可更包括第一电极BE、第二电极TE以及发光层EM夹设于第一电极BE与第二电极TE之间，各显示单元LE可包括一部分的第一电极BE、一部分的第二电极TE以及一部分的发光层EM夹设于第一电极BE与第二电极TE之间。在一些实施例中，各显示单元LE可用像素定义层35的下底来区分出一个显示单元LE的范围，例如显示单元LE的虚框，但并不以此为限。此外，在一些实施例中，缓冲层16可包括单层的介电材料，例如氧化硅或氮化硅，或者介电层51可包括具有不同介电材料的多层结构，例如包括氧化硅与氮化硅的多层结构，但并不以此为限。半导体层31可设置于缓冲层16上，且部分的半导体层31可经由掺杂而形成源极/汲极SD，也就是说源极/汲极SD可为部分的半导体层31，但并不以此为限。在一些实施例中，半导体层31可包括一多晶半导体层、一金属氧化物半导体层或其他适合的半导体材料。介电层32可设置于半导体层31与闸极GE之间，而介电层33可设置于介电层32与闸极GE上。接触结构SC可贯穿介电层33与部分的介电层32而与对应的源极/汲极SD电性连接，而平坦化层34则可设置于介电层33与接触结构SC上。第一电极BE、发光层EM、第二电极TE与像素定义层35可设置于平坦化层34上，发光层EM可位于像素定义层35所形成的开口中，而封装层37可设置于显示单元LE与像素定义层35上，用以提供封装或/及平坦化功能，但并不以此为限。
上述的闸极GE、接触结构SC、第一电极BE与第二电极TE的材料可包括金属导电材料(例如铝、钼、铜、钛、钨、钢、铁、镁、金、银、铅、锡、上述材料的组合或其他适合的导电材料)或透明导电材料(例如氧化铟锡(ITO)或其他适合的透明导电材料)。介电层32、介电层33、保护层36与封装层37可包括介电或绝缘材料(例如氧化硅、氮化硅、氧化铝或其他适合的介电材料)的单层或多层结构。在一些实施例中，闸极GE、第一电极BE与第二电极TE可分别包括反射电极、透明电极或半透明电极。上述的反射电极可包括由银、锗、铝、铜、钼、钛、锡、铝钕合金(AlNd)、铝合金(ACX)、聚合物铝(APC)等材料所形成的电极，上述的透明电极可包括透明导电氧化物(transparent conducting oxide，TCO)电极，例如氧化铟锡(ITO)电极或氧化铟锌(IZO)电极，而上述的半透明电极可包括金属薄膜电极，例如镁银合金薄膜电极、金薄膜电极、铂薄膜电极或/及铝薄膜电极，但并不以此为限。平坦化层34的材料以及像素定义层35的材料可分别包括有机介电材料(例如丙烯酸系聚合物材料或/及硅氧烷系聚合物材料)或其他适合的材料，但并不以此为限。值得说明的是，本揭露的显示元件中的驱动电路(例如控制单元TFT)与显示单元LE并不以图1所示的结构为限而可视设计需要使用其他适合类型的驱动电路或/及显示单元。
此外，在一些实施例中，电子元件30还包括多个感测单元38以及一介电层39设置于封装层37与覆盖层20的第一层22之间，而多个感测单元38可于水平方向(例如图1中所示的第二方向D2)上间隔排列而位于多个显示单元LE之间，但并不以此为限。感测单元38可包括触控感测单元，例如电阻式触控感测单元、自电容式触控感测单元、互电容式触控感测单元、光学式触控感测单元、力感测(force sensing)式触控感测单元或其他适合类型的触控感测结构。在一些实施例中，感测单元38亦可具有其他功能例如天线、影像传感器(imagesensor)、压力传感器pressure sensor)、温度传感器(temperature sensor)或/及气体传感器(gas sensor)，但并不以此为限。换句话说，感测单元38可视设计需要而具有一种或多种的感测功能。此外，感测单元38可包括金属导电材料(例如铜、铝、钼、铜、钛、钨、钢、铁、镁、金、银、铅、锡、上述材料的组合或其他适合的导电材料)或透明导电材料(例如氧化铟锡(ITO)或其他适合的透明导电材料)，而介电层39可包括介电材料(例如氧化硅、氮化硅、氧化铝或其他适合的介电材料)的单层或多层结构。在一些实施例中，感测单元38可被视为电子元件30的一部分，而电子元件30可包括由铜、铝、钼、铜、钛、钨、钢、铁、镁、金、银、铅、锡、上述材料的组合或其他适合的金属导电材料所制成的金属层，举例而言，金属层可为图案化后的线路层，例如上述的闸极GE、接触结构SC、第一电极BE、第二电极TE或/及感测单元38的至少一部分。此外，电子元件30可包括缓冲层16，故电子元件30于第一方向D1上的厚度T3可被视为介电层39的上表面至缓冲层16的下表面之间于第一方向D1上的距离，基底层10的厚度T1可包括第一层12及第二层1于第一方向D1上的厚度，而覆盖层20的厚度T2可包括第二层24及第一层22于第一方向D1上的厚度，但并不以此为限。此外，在本揭露中，各厚度的测量方式可包括取单点或多点测量的平均值，例如取至少三个不同位置上的厚度测量值的平均值，但并不以此为限。在一些实施例中，厚度测量例如可以使用聚焦离子束(FIB)及/或扫描电子显微镜(SEM)测量，举例而言，于第一方向D1观察电子装置101，电子装置101可具有显示区域及显示区域外的周边区域，可利用聚焦离子束(FIB)及/或扫描电子显微镜(SEM)拍摄由周边区域至显示区域的剖面结构图，显示区域的剖面结构图可例如为图1所示，厚度测量可于图1的剖面结构图取单点或多点测量的平均值，但本揭露不以此为限。上述显示区域例如为由多个显示单元LE间的联机所形成的外边界所定义，亦即显示区域的包含所有的显示单元LE。
请参考图1以及图3到图6。图3所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的评估方法流程图，图4所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的测量杨氏系数的状况示意图，图5所示为本揭露一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的杨氏系数比例与厚度比例之间的关系示意图，而图6所示为本揭露另一实施例的电子装置的覆盖层与基底层的杨氏系数比例与厚度比例之间的关系示意图。如图1与图3所示，在一些实施例中，电子装置的覆盖层20与基底层10的评估方法可包括但并不限于下列步骤。首先，于步骤S11，可依据保护性、抗刮性、支撑性或/及其他功能性的要求选定覆盖层20与基底层10的材料与厚度。然后，于步骤S12，可分别测量覆盖层20与基底层10的杨氏系数。接着，于步骤S13，计算覆盖层20与基底层10的杨氏系数的相对比例(例如E2/E1)以及覆盖层20与基底层10的厚度的相对比例(例如T2/T1)。然后，于步骤S14，将覆盖层20与基底层10的杨氏系数的相对比例以及厚度的相对比例带入应力关系图(例如图5或/及图6)或/及关系式(例如上述的关系式(I)或/及后续将说明的其他关系式)，以此于步骤S15中判断此覆盖层20与基底层10的材料与厚度搭配是否在应力安全范围之内。因此，若在步骤S15的判断结果是未在应力安全范围之内，则进行步骤S16，重新调整覆盖层20与基底层10的材料或/及厚度，并接着再进行步骤S11至步骤S15。相对地，若在步骤S15的判断结果是在应力安全范围之内，则可进行步骤S17，以此选定的覆盖层20与基底层10的材料与厚度设计进行电子装置的生产程序。
进一步说明，在一些实施例中，覆盖层20与基底层10的杨氏系数可利用拉伸试验机(tensile testing machine)、万能试验机(universal testing machine)、推拉力机(机台厂商：INSTRON CORPORATION，机台型号：5565)或其他适合用以测量杨氏系数的测试装置进行测试而获得。此外，覆盖层20与基底层10的杨氏系数的测试方法可基于ASTM(AmericanSociety for Testing and Materials)国际标准化组织所制定的ASTM D882(塑料薄片拉伸性质的标准试验方法)方法或其他适合的测试基准进行。举例来说，如图1与图4所示，可将覆盖层20与基底层10分别裁切成图4所示形状的试片，并于其上标记特定点位(例如图4中所示的点P1、点P2、点P3与点P4)，然后利用试验机的夹具分别夹住试片于第三方向D3上的两侧并进行拉伸，在测试过程中可利用影像辨识测量点P1与点P2之间的距离以及点P3与点P4之间的距离变化，并以此结果换算应变而得到对应的杨氏系数。在一些实施例中，上述测量中所使用的试片可由电子装置101进行拆解而取得，故覆盖层20与基底层10的试片上可能会有部分的电子元件30依附于其上，但此依附的电子元件30的厚度所占比例较小，故对于覆盖层20的杨氏系数E2与基底层10的杨氏系数E1的测量结果影响可忽略不计。值得说明的是，通过上述测量方式可得到由多层材料所构成的覆盖层20与基底层10分别的综合杨氏系数，也就是说，上述基底层10的杨氏系数E1以及覆盖层20的杨氏系数E2并不是完全取决于基底层10以及覆盖层20中的特定材料的杨氏系数而是会受到基底层10以及覆盖层20中各材料层的比例关系、接合状况或/及其他因素(例如用以形成基底层10以及覆盖层20的制程条件)影响。换句话说，基底层10中的单一材料层的杨氏系数并不能代表基底层10的杨氏系数E1，而覆盖层20中的单一材料层的杨氏系数并不能代表覆盖层20的杨氏系数E2。在一些实施例中，本揭露所述的厚度测量可测量上述试片以外的区域，但本揭露不以此为限。
如图1、图3、图5与图6所示，在对覆盖层与基底层进行的评估方法中所使用的应力关系图可例如包括图5或/及图6的状况。图5与图6中的关系线(例如图5中的线L11、线L12、线L13与线L14以及图6中的线L21、线L22、线L23与线L24)分别代表当电子装置进行弯折(例如但并不限于图2所示的弯折状况)时对于电子元件30中的金属层产生不同大小的应力状况。举例而言，图5为当电子元件30中的金属层的杨氏系数为70,000百万帕斯卡(MPa)的状况下进行模拟所得的应力结果，而图6为当电子元件30中的金属层的杨氏系数为110,000MPa的状况下进行模拟所得的应力结果。上述的模拟方法可例如包括但不限于使用计算机数值仿真(CAE)，例如ANSYS Mechanical、ABAQUS、Altair Optistruct、MSC.MARC、COMSO等。在一些实施例中，也可以以理论计算来模拟应力结果。于一实施例中，计算机数值仿真的流程可包括但并不限于下列步骤。首先，依照多层结构(例如覆盖层20、基底层10及电子元件30)的外型尺寸，建立离散化的网络模型。然后，依照多层结构的材质特性，输入相应的材料机械性质参数(例如但不限于强度、硬度、延性等)。接着，依照多层结构所受到的受力状况(例如施与多层结构弯折或卷曲的力)以及受力时固定的位置，设定相应的边界条件。然后以计算机进行数值计算以得到应力结果。
接着，可根据前述的模拟方法改变不同的设计参数(例如杨氏系数E1/杨氏系数E2、厚度T1/厚度T2)以得到相应的应力值，根据所得的应力值再以应用软件绘制关系图(如图5及图6)，而此应用软件可例如包含Minitab、Excel等，但不以此为限。下述以图5及图6的实施例来说明。在图5中，线L11、线L12、线L13以及线L14分别代表当电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层产生应力为33MPa、210MPa、400MPa以及500MPa的状况。因此，图5中的区域RG11代表应力小于33.3MPa的区域，区域RG12代表应力介于33.3MPa至210MPa之间的区域，区域RG13代表应力介于210MPa至400MPa之间的区域，区域RG14代表应力介于400MPa至500MPa之间的区域，而区域RG15则代表应力大于500MPa的区域。当上述的应力值大于金属层的屈服强度(yield strength)时会对金属层造成塑性变形，而当上述的应力值大于金属层的抗拉强度(tensile strength)时则会造成金属层的断裂现象。因此，对于以屈服强度约为33.3MPa且抗拉强度约为210MPa的金属材料(例如铜)所形成的金属线而言，区域RG12与区域RG11所对应的覆盖层20的杨氏系数E2对比基底层10的杨氏系数E1的比值(E2/E1)搭配覆盖层20的厚度T2对比基底层10的厚度T1的比值(T2/T1)可被视为在应力安全范围之内，且其中区域RG11是相对更安全的范围。此外，图5中各关系线以及所对应的关系式可利用对应相同应力大小的点位进行回归分析而产生，回归分析可以例如通过应用软件来分析，而此应用软件可例如包含Minitab、Excel等，但不以此为限。举例来说，线L12可由对图5中的圆形点位进行回归分析而产生，而各圆形点位分别是在不同的杨氏系数E2对比杨氏系数E1的比值与不同的厚度T2对比厚度T1的比值搭配下经模拟而计算出会对电子元件30中的金属层产生相同的应力(例如210MPa)的状况，而线L12所对应的回归方程式可为：
E2/E1＝156.21×(T2/T1)-4.28
相似地，线L11可由对图5中的三角形点位进行回归分析而产生，而各三角形点位分别是在不同的杨氏系数E2对比杨氏系数E1的比值与不同的厚度T2对比厚度T1的比值搭配下经模拟而计算出会对电子元件30中的金属层产生相同的应力(例如33.3MPa)的状况，而线L11所对应的回归方程式可为：
E2/E1＝2.13×(T2/T1)-2.23
因此，为了使电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层产生的应力保持在安全范围之内，可使基底层10的厚度T1与杨氏系数E1以及覆盖层20的厚度T2与杨氏系数E2之间的搭配组合位于线L12以及线L12之下的区域(例如区域RG12与区域RG11)而符合下列关系式(I)。
E2/E1≤156.21×(T2/T1)-4.28 (I)
相对地，若为了更进一步降低电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层产生的应力，可使基底层10的厚度T1与杨氏系数E1以及覆盖层20的厚度T2与杨氏系数E2之间的搭配组合位于线L11以及线L11之下的区域(例如区域RG11)而符合下列关系式(II)，但并不以此为限。
E2/E1≤2.13×(T2/T1)-2.23 (II)
此外，在图6中，线L21、线L22、线L23以及线L24分别代表当电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层(在金属层的杨氏系数为110,000MPa的状况下)产生应力为11MPa、90MPa、200MPa以及300MPa的状况。因此，图6中的区域RG21代表应力小于11MPa的区域，区域RG22代表应力介于11MPa至90MPa之间的区域，区域RG23代表应力介于90MPa至200MPa之间的区域，区域RG24代表应力介于200MPa至300MPa之间的区域，而区域RG25则代表应力大于300MPa的区域。对于以屈服强度约为11MPa且抗拉强度约为90MPa的金属材料(例如铝)所形成的金属线而言，区域RG22与区域RG21所对应的覆盖层20的杨氏系数E2对比基底层10的杨氏系数E1的比值(E2/E1)搭配覆盖层20的厚度T2对比基底层10的厚度T1的比值(T2/T1)可被视为在应力安全范围之内，且其中区域RG21是相对更安全的范围。此外，图6中各关系线以及所对应的关系式可利用对应相同应力大小的点位进行回归分析而产生。举例来说，线L22可由对图6中的圆形点位进行回归分析而产生，而各圆形点位分别是在不同的杨氏系数E2对比杨氏系数E1的比值与不同的厚度T2对比厚度T1的比值搭配下经模拟而计算出会对电子元件30中的金属层产生相同的应力(例如90MPa)的状况，而线L22所对应的回归方程式可为：
E2/E1＝18.33×(T2/T1)-3.15
相似地，线L21可由对图6中的三角形点位进行回归分析而产生，而各三角形点位分别是在不同的杨氏系数E2对比杨氏系数E1的比值与不同的厚度T2对比厚度T1的比值搭配下经模拟而计算出会对电子元件30中的金属层产生相同的应力(例如11MPa)的状况，而线L21所对应的回归方程式可为：
E2/E1＝1.43×(T2/T1)-2.1
因此，为了使电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层产生的应力保持在安全范围之内，可使基底层10的厚度T1与杨氏系数E1以及覆盖层20的厚度T2与杨氏系数E2之间的搭配组合位于线L22以及线L22之下的区域(例如区域RG22与区域RG21)而符合下列关系式(III)，但并不以此为限。
E2/E1≤18.33×(T2/T1)-3.15 (III)
相对地，若为了更进一步降低电子装置进行弯折时对于电子元件30中的金属层产生的应力，可使基底层10的厚度T1与杨氏系数E1以及覆盖层20的厚度T2与杨氏系数E2之间的搭配组合位于线L21以及线L21之下的区域(例如区域RG21)而符合下列关系式(IV)，但并不以此为限。
E2/E1≤1.43×(T2/T1)-2.1 (IV)
因此，在对覆盖层20与基底层10进行的评估时(例如进行图3所示的流程)，可利用上述的关系式(I)、关系式(II)、关系式(III)、关系式(IV)、图5或/及图6来判断此设计搭配是否在应力安全范围之内，若不在应力安全范围之内亦可利用图5或/及图6来调整覆盖层20与基底层10的材料或/及厚度。举例来说，当电子元件30中的金属层的杨氏系数大于90,000MPa时(例如使用铜、钛、钼、钢、钨或铁等材料形成的金属层)，可使用图5以及上述关系式(I)或/及关系式(II)来判断覆盖层20与基底层10的设计搭配是否在应力安全范围之内，而当电子元件30中的金属层的杨氏系数小于90,000MPa时(例如使用铝、镁、金、银、铅或锡等材料形成的金属层)，可使用图6以及上述关系式(III)或/及关系式(IV)来判断覆盖层20与基底层10的设计搭配是否在应力安全范围之内，但并不以此为限。在一些实施例中，电子元件30中的金属层可为多层结构，当金属层为多层结构时可以以中间层或是以最大厚度的层别作为该金属层的杨氏系数。举例而言，当金属层为钼(Mo)/铝(Al)/钼(Mo)的多层结构时，则以中间层的铝(Al)作为该金属层的杨氏系数，故可以使用图6及关系式(III)或/及关系式(IV)来判断覆盖层20与基底层10的设计搭配是否在应力安全范围之内。此外，由图5与图6的状况可得知，当覆盖层20的厚度T2对比基底层10的厚度T1的比值大于5之后可选择的材料范围会非常小，故覆盖层20的厚度T2对比基底层10的厚度T1应符合下列关系式(V)，但并不以此为限。
T2/T1≤5 (V)
下文将针对本揭露的不同实施例进行说明，且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同的部分进行详述，而不再对相同的部分作重复赘述。此外，本揭露的各实施例中相同的元件以相同的标号进行标示，用以方便在各实施例间互相对照。各实施例之间的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。
请参考图7。图7所示为本揭露第二实施例的电子装置102的剖面结构示意图。如图7所示，在电子装置102中，各控制单元TFT中的闸极GE可设置于介电层32与缓冲层16之间，半导体层31可设置于介电层33与介电层32之间，而源极/汲极SD可设置于半导体层31之上，故电子装置102中的控制单元TFT可被视为底部闸极晶体管，但并不以此为限。值得说明的是，在本揭露中，电子元件30中的控制单元的结构并不以上述图1以及图7所示的结构为限，其他适合类型的控制单元亦可视设计需要应用于本揭露中。
请参考图8。图8所示为本揭露第三实施例的电子装置103的剖面结构示意图。如图8所示，在电子装置103中，电子元件30可包括传感器30S，传感器30S可例如为一感测膜，传感器30S可包括光传感器、放射线传感器或其他适合类型的传感器，而电子装置103可被视为一传感器板，但并不以此为限。
综上所述，在本揭露的电子装置中，可通过控制基底层以及覆盖层的厚度比例与杨氏系数比例的状况使其符合特定的关系式，进而使得电子装置进行弯折时对于电子元件中的金属层产生的应力可受到控制，因此可改善电子元件中的线路在进行弯折时发生断裂的状况，并达到提高电子装置的信赖性或/及使用寿命等特性的效果。
虽然本揭露的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本揭露揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求范围构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求范围及实施例的组合。本揭露的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
以上所述仅为本揭露的实施例而已，并不用于限制本揭露，对于本领域的技术人员来说，本揭露可以有各种更改和变化。凡在本揭露的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本揭露的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可挠性电子装置，其特征在于，包括：
一基底层，该基底层具有一厚度T1以及一杨氏系数E1；
一电子元件，设置于该基底层上；以及
一覆盖层，设置于该电子元件上，该覆盖层具有一厚度T2以及一杨氏系数E2，其中该厚度T1、该厚度T2、该杨氏系数E1以及该杨氏系数E2符合下列关系式：
E2/E1≤156.21×(T2/T1)-4.28。
2.如权利要求1所述的可挠性电子装置，其特征在于，该电子元件包括一由铜制成的金属层。
3.如权利要求1所述的可挠性电子装置，其特征在于，该厚度T1、该厚度T2、该杨氏系数E1以及该杨氏系数E2还符合下列关系式：
E2/E1≤2.13×(T2/T1)-2.23。
4.如权利要求3所述的可挠性电子装置，其特征在于，该电子元件包括一由铜制成的金属层。
5.如权利要求1所述的可挠性电子装置，其特征在于，该厚度T1、该厚度T2、该杨氏系数E1以及该杨氏系数E2还符合下列关系式：
E2/E1≤18.33×(T2/T1)-3.15。
6.如权利要求5所述的可挠性电子装置，其特征在于，该电子元件包括一由铝制成的金属层。
7.如权利要求5所述的可挠性电子装置，其特征在于，该厚度T1、该厚度T2、该杨氏系数E1以及该杨氏系数E2还符合下列关系式：
E2/E1≤1.43×(T2/T1)-2.1。
8.如权利要求7所述的可挠性电子装置，其特征在于，该电子元件包括一由铝制成的金属层。
9.如权利要求1所述的可挠性电子装置，其特征在于，该厚度T1与该厚度T2符合下列关系式：
T2/T1≤5。
10.如权利要求1所述的可挠性电子装置，其特征在于，该电子元件为显示元件。
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