CN116631284A - 柔性衬底结构及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了柔性衬底结构及其电子装置。柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态。柔性衬底结构包括衬底、工作图层以及柔性结构。衬底具有第一表面及相对于第一表面的第二表面。衬底沿平行轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘。工作图层设于衬底。柔性结构设于衬底的第二表面。柔性结构包括复合层与支持层，复合层位于支持层与衬底之间，支持层与复合层保持贴附。复合层具有多个可挠曲段，各可挠曲段平行于轴心且连接衬底的第一端缘与第二端缘。当柔性衬底结构于卷收状态时，柔性结构具有多个波浪形变。本发明还提供了包括柔性衬底结构及多个电子元件的电子装置。

Description

柔性衬底结构及其电子装置

技术领域

本发明涉及一种柔性衬底结构，特别涉及具有复合设计的柔性衬底结构。

背景技术

近年来，柔性显示技术因具有结构轻薄、可卷曲、占用空间小、携带方便及良好的抗冲击性等优点，逐渐成为显示技术的重要研发趋势。然而，由于柔性显示装置抵抗外力的能力弱，当柔性显示装置的弯折幅度过度或重复弯折过度时，柔性显示装置本身承受应力最大的部分容易产生永久形变而有与其他结构分离或错位的状况，从而损害柔性显示装置整体的机械结构、或电性表现。

因此，如何提供一种可同时保持可弯折性与结构稳定的柔性显示装置，实为一重要课题

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可同时保持可弯折性与结构稳定的柔性显示装置。

为达上述目的，本发明提供一种柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态。柔性衬底结构于展开状态定义有垂直于轴心的纵向，柔性衬底结构于卷收状态定义有垂直于轴心的径向。柔性衬底结构包括衬底、工作图层以及柔性结构。衬底具有第一表面及相对于第一表面的第二表面。衬底沿平行轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘。工作图层设于衬底。柔性结构设于衬底的第二表面。柔性结构包括复合层与支持层，复合层位于支持层与衬底之间，支持层与复合层保持贴附。柔性结构沿纵向定义截面；其中，当柔性衬底结构于卷收状态时，柔性结构的截面具有多个波浪的形变。

在一个实施例中，柔性结构包括支持层及位于该支持层与该衬底间的复合层，该支持层与该复合层保持贴附。

在一个实施例中，柔性结构具有多个可挠曲段，各可挠曲段平行于该轴心，各可挠曲段连接该衬底的该第一端缘与该第二端缘。

在一个实施例中，该复合层定义多个弱形变部、以及连接这些弱形变部的一个或多个强形变部，这些弱形变部与一个或多个强形变部沿该衬底的该第二表面呈同层且交错设置，这些弱形变部沿纵向呈断续(continual)排列。

在一个实施例中，该支持层于该卷收状态与该展开状态沿该纵向分别定义最小抗形变应力、与最大抗形变应力。

在一个实施例中，该支持层定义有非线性弹性系数。

为达上述目的，本发明提供一种柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态。柔性衬底结构于展开状态定义有垂直于轴心的纵向，柔性衬底结构于卷收状态定义有垂直于轴心的径向。柔性衬底结构包括衬底、工作图层以及柔性结构。衬底具有第一表面及相对于第一表面的第二表面。衬底沿平行轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘。工作图层设于衬底。柔性结构设于衬底的第二表面。柔性结构包括复合层与支持层，复合层位于支持层与衬底之间，支持层与复合层保持贴附；该支持层定义有非线性弹性系数。

在一个实施例中，当该柔性衬底结构于该展开状态时，该支持层沿该纵向的方向有应力收缩，当该柔性衬底结构于该卷收状态时，该支持层沿该纵向的方向有应力释放。

为达上述目的，本发明提供一种柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态。柔性衬底结构于展开状态定义有垂直于轴心的纵向，柔性衬底结构于卷收状态定义有垂直于轴心的径向。柔性衬底结构包括衬底、工作图层以及柔性结构。衬底具有第一表面及相对于第一表面的第二表面。衬底沿平行轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘。工作图层设于衬底。柔性结构设于衬底的第二表面。柔性结构包括复合层与支持层，复合层位于支持层与衬底之间，支持层与复合层保持贴附。复合层沿具有多个可弯折段，各可弯折段平行于轴心，各可弯折段连接衬底的第一端缘与第二端缘，柔性结构沿纵向定义截面；其中，当柔性衬底结构于卷收状态时，柔性结构的截面具有多个波浪的形变。

在一个实施例中，工作图层位于或邻近于柔性衬底结构的应力中性轴。

在一个实施例中，柔性衬底结构进一步包括柔性层，接设于第一表面。

在一个实施例中，复合层定义多个弱形变部、以及连接这些弱形变部的一个或多个强形变部，这些弱形变部与一个或多个强形变部沿衬底的第二表面呈同层且交错设置，这些弱形变部呈断续(continual)排列；当柔性衬底结构于卷收状态时，这些弱形变部沿该径向的形变小于一个或多个强形变部沿该径向的形变。各可弯折段为一个或多个强形变部的一部分。

在一个实施例中，在截面中，强形变部的数量为多个，相邻两强形变部之间具有其中一个弱形变部。

在一个实施例中，弱形变部沿平行轴心的方向呈断续(continual)排列。

在一个实施例中，这些弱形变部定义一厚度，厚度保持固定。

在一个实施例中，复合层沿平行轴心的方向定义相对应的第一端缘与第二端缘；强形变部及弱形变部分别由第一端缘延伸至第二端缘，且强形变部与弱形变部彼此平行。

在一个实施例中，复合层沿平行该轴心的方向定义相对应的第一端缘与第二端缘，至少一部分的这些弱形变部沿平行该轴心的方向呈断续布设于该第一端缘与该第二端缘之间，至少一部分的这些强形变部沿该纵向呈断续布设。

在一个实施例中，复合层包括第一材料与第二材料。第一材料与第二材料分别定义粘弹性与降伏点。第一材料的粘弹性小于第一材料的降伏点，第二材料的粘弹性小于第二材料的降伏点。第一材料的粘弹性小于第二材料的粘弹性。这些弱形变部包含第一材料、或进一步包括第二材料、这些强形变部包含第二材料、或进一步包括第一材料。

在一个实施例中，这些弱形变部定义一厚度，当柔性衬底结构于卷收状态或展开状态时，厚度保持固定。

在一个实施例中，当柔性衬底结构于展开状态时，支持层沿纵向的方向的抗拉伸性大于工作图层沿纵向的方向的抗拉伸性。

在一个实施例中，衬底沿平行轴心的方向定义相对应的第一端缘与第二端缘。支持层沿平行轴心的方向定义相对应的第一端缘与第二端缘，且当柔性衬底结构于卷收状态时，支持层的第一端缘及第二端缘分别与衬底的第一端缘及第二端缘沿径向保持齐平。

在一个实施例中，当柔性衬底结构于卷收状态时，支持层的可弯曲性大于工作图层的可弯曲性。

在一个实施例中，支持层的材料包括不织布。

在一个实施例中，支持层对应这些弱形变部与这些强形变部分别定义第一厚度与第二厚度，第一厚度大于第二厚度。

在一个实施例中，支持层对应这些弱形变部与一个或多个强形变部分别定义多个弱弯折部与一个或多个强弯折部。当柔性衬底结构于卷收状态时，这些弱弯折部的可弯曲性小于一个或多个强弯折部的可弯曲性。

在一个实施例中，支持层对应这些弱形变部与一个或多个强形变部分别定义多个弱弯折部与一个或多个强弯折部。这些弱弯折部的硬度大于一个或多个强弯折部的硬度。

在一个实施例中，弱形变部的数量为多个，支持层对应这些弱形变部定义多个弱弯折部、与对应这些强形变部定义多个强弯折部；支持层沿平行轴心的方向定义相对应的第一端缘与第二端缘；这些弱弯折部由第一端缘延伸至第二端缘。

在一个实施例中，这些弱弯折部为多个支撑条；这些强弯折部为连接这些支撑条的多个支撑线，支撑线的可弯曲性大于支撑条的可弯曲性。

为达上述目的，本发明另提供一种电子装置。电子装置包括多个电子元件以及如前所述的柔性衬底结构。这些电子元件设于衬底、且电连接至工作图层。

在一个实施例中，工作图层与这些电子元件设于衬底的第一表面。

在一个实施例中，柔性层包覆各电子元件的至少一部分。

承上所述，本发明的柔性衬底结构具有优选的结构稳定度，并同时保有可弯折性，降低结构分离或错位的风险。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的柔性衬底结构的示意图。

图1B是图1A所示的柔性衬底结构呈展开状态时，沿割面线A-A的剖面示意图。

图1C是图1B所示的柔性衬底结构沿轴心X呈卷收状态的示意图。

图1D是图1B所示的柔性衬底结构沿轴心X呈卷收状态的另一示意图。

图2A是图1A所示的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图2B是本发明第二实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图2C是本发明第三实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图2D是本发明第四实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图3A是本发明第五实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图3B是本发明第六实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。

图4是本发明第七实施例的柔性衬底结构的示意图。

图5A是本发明第八实施例的柔性衬底结构的示意图。

图5B是图5A所示的柔性衬底结构的支持层的示意图。

图6A是本发明第九实施例的柔性衬底结构的示意图。

图6B是图6A所示的柔性衬底结构的支持层的示意图。

图7是本发明第十实施例的柔性衬底结构的示意图。

图8A是本发明优选实施例的电子装置的示意图。

图8B是本发明另一优选实施例的电子装置的示意图。

图8C是本发明又一优选实施例的电子装置的示意图。

图9是本发明再一优选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，说明依本发明所提供的各种实施例的显示装置，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明；附图中的元件与元件之间的比例用以理解结构，而非限制。

需先说明的是，本发明的每个实施例虽代表在某种可能的情况下所公开的元件的一种组合，但本发明仍可被解读为包括其所公开的元件的所有可能的组合；例如，如果一个实施例包括元件A、B及C，而第二实施例包括元件B及D，即使未明确公开，本发明应至少涵盖由A、B、C与D经排列组合的多个实施例、或进一步与其他元件经排列组合的实施例。用语「第一」、「第二」等序数仅为说明性目的，并不表示或暗示相对顺序或重要性、也不隐含指出所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有描述，否则「多个」的含义包括两个或多于两个。用语「包括」及其任何同义词，在没有相反说明的情况下，涵盖非排他性内含物。用语「上方」、「下方」、「左方」、「右方」、「水平」及「垂直」代表基于附图的方位或位置相对关系，其目的仅是便于理解发明内容，而非指示或暗示使用设备或元件在特定方位或在特定方位上建构及操作。用语「连接」、「接设」及其任何同义词，在没有相反说明的情况下，包含直接与非直接的连接关系。用语「应力中性轴(层)」是指在结构被弯曲时，该结构的拉伸区与压缩区的分界线，位于应力中性轴(层)处的结构既不受压力又不受拉力。换言之，应力中性轴(层)上各点受到的正应力为零。用语「断续」，在没有相反说明的情况下，为相邻两点(段、部或类似词)彼此隔断、独立，但多点呈直线或线段，故同时包含不连续与连续的特性。

请参照图1A至图1C，图1A是本发明第一实施例的柔性衬底结构的示意图。图1B是图1A所示的柔性衬底结构呈展开状态时，沿割面线A-A的剖面示意图。图1C是图1B所示的柔性衬底结构沿轴心X呈卷收状态的示意图。柔性衬底结构1为软性结构，可选择性地沿着轴心X卷收，卷收时可如图1C所示呈卷收状态、或释放时如图1B所示呈展开状态。如图1A及图1B所示，柔性衬底结构1于展开状态定义有垂直于轴心X的纵向Y；如图1C所示，柔性衬底结构1于卷收状态定义有垂直于轴心X的径向Z。于此，轴心X亦可平行其长边、或平行其对角线、或与其短边呈任意角度；换言之，柔性衬底结构1可沿任意方向卷曲而呈卷收状态。可以理解的是，柔性衬底结构1可定义一个或多个可供卷收的轴心X；本实施例以柔性衬底结构1的轴心X平行其短边时为说明(如图1A所示从图面上方沿伸至图面下方、或如图1B及图1C所示进入图面的方向)，此时纵向Y平行其长边(如图1A所示从图面左方沿伸至图面右方)，而径向则为图1C中图面上方沿伸至图面下方的方向。

柔性衬底结构1包括衬底11、工作图层12以及柔性结构13。于此，衬底11可至少沿轴心X卷曲。衬底11可为单层衬底或多层衬底，多层衬底包括同质或异质材料以任意方式组合的复合衬底；衬底11定义第一表面S1及相对于第一表面S1的第二表面S2、以及沿平行轴心X的方向且彼此相对的第一端缘11a与第二端缘11b；工作图层12设于衬底11的第一表面S1，柔性结构13设于衬底11的第二表面S2。其中，工作图层12至少具有导电线路。本实施例中，工作图层12的数量仅为一层，如图1A至图1C所示，工作图层12为直接布设于衬底11的第一表面S1的导电线路。在一些实施例中，工作图层12可为主动电路或被动电路。在一些实施例中，工作图层12的数量不止一层，可更进一步分布在衬底11中或衬底11的第二表面S2。前述衬底11包括例如但不限于PI材料、PET材料、或其他软性材料、或包括前述材料的复合衬底。柔性结构13设于衬底11的第二表面S2，包括复合层131与支持层132，复合层131位于支持层132与衬底11之间，支持层132与复合层131在卷收或释放状态之间皆保持贴附。如图1C所示，柔性结构13沿纵向Y定义截面CS，当柔性衬底结构1沿轴心X卷收呈卷收状态时，柔性结构13的截面CS具有多个波浪形变。此外，复合层131具有多个可挠曲段SS，各可挠曲段SS平行于轴心X的方向，各可挠曲段SS连接衬底11的第一端缘11a与第二端缘11b。详细来说，柔性结构13接设至衬底11，且因柔性结构13本身可产生多个波浪形变，可降低衬底11、复合层131、与支持层132中，两相邻结构之间分离或错位的风险，从而保持衬底11与柔性结构13之间相对关系的稳定性。

在一些实施例中，当柔性衬底结构1于展开状态时，支持层132沿纵向Y的方向的抗拉伸性大于工作图层12沿纵向Y的方向的抗拉伸性。也就是说，当柔性衬底结构1于展开状态时，柔性衬底结构1沿纵向Y两端往远离柔性衬底结构1的方向施力，支持层132因沿纵向Y有较大的抗拉伸性可抵抗前述施力，从而使工作图层12沿纵向Y可保持原状而不被拉伸。

在一些实施例中，当柔性衬底结构1于卷收状态时，支持层132的可弯曲性大于工作图层12的可弯曲性，也就是说，当柔性衬底结构1于卷收状态时，柔性衬底结构1被沿着轴心施力而卷收，支持层132因有较大的可弯曲性可抵抗前述施力，从而使工作图层12可保持原状而不被弯曲。

请同时参照图2A至图2D，图2A是图1A所示的柔性衬底结构的复合层的示意图。图2B是本发明第二实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。图2C是本发明第三实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。图2D是本发明第四实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。复合层131包括多个弱形变部A1、与一个或多个强形变部A2，上述强形变部A2的横截面构形不限于此，弱形变部A1的横截面构形可选择性随强形变部A2的横截面构形、或也不限于此；这些弱形变部A1与一个或多个强形变部A2沿衬底11的第二表面S2呈同层且交错设置，这些弱形变部A1沿纵向Y呈断续(continual)排列，于此，断续排列是指各个弱形变部A1之间彼此不互相接触，而各个弱形变部A1的形状、尺寸及任两个弱形变部A1之间的距离都可进行调整，只要各个弱形变部A1之间彼此不互相接触即可。应理解的是，各个可挠曲段SS为一个或多个强形变部A2的一部分。如图1C所示，从柔性结构13的截面CS可知，当柔性衬底结构1于卷收状态时，这些弱形变部A1沿径向Z的形变小于这些强形变部A2沿径向Z的形变，在图1C，这些强形变部A2沿径向Z的形变为外凸，但亦不限于此而可为内凹(如图1D)，视材料特性决定。值得说明的是，从截面CS观察复合层131可知，强形变部A2的数量为多个，相邻两个强形变部A2之间具有其中一个弱形变部A1；也就是说，弱形变部A1与强形变部A2彼此交错设置。各个可挠曲段SS则由强形变部A2在衬底11的第一端缘11a与第二端缘11b之间呈连续所形成。另外，强形变部A2具有可回复力，且强形变部A2的一部分或全部为可挠曲段SS，可挠曲段SS在卷收状态时可发生形变而使整个柔性衬底结构1沿轴心X卷收，而在柔性衬底结构1回到展开状态时，强形变部A2可从形变状态回复为原状。

在一些实施例中，在这些弱形变部A1定义厚度T，当柔性衬底结构1于卷收状态或展开状态、或介于两者之间时，厚度T保持固定，换言之，相较于强形变部A2，弱形变部A1的因外力而导致形变的形变量较小，不易产生形变。在不同的材料及其物性中，弱形变部A1的硬度也可大于强形变部A2的硬度；或着，弱形变部A1的弹性小于强形变部A2的弹性。

在一些实施例中，另外，当复合层为上述的结构复合时，强形变部A2可以进一步包覆弱形变部A1，例如包覆至弱形变部A1的上或下表面，同样可构成类似竹帘效果的结构；弱形变部A1的横截面构形不限于此。

弱形变部A1及强形变部A2的特性不同是因其材料的特性差异所造成，可至少透过两种或两种以上的材料经排列组合所形成。本实施例以复合层131包括第一材料与第二材料为例说明。第一材料与第二材料分别定义粘弹性与降伏点。举例来说，当第一材料的粘弹性小于第一材料的降伏点；第二材料的粘弹性小于第二材料的降伏点；且第一材料的粘弹性小于第二材料的粘弹性时，弱形变部A1包含第一材料、或可进一步包括第二材料；强形变部A2包含第二材料、或可进一步包括第一材料；当弱形变部A1与强形变部A2同时兼具上述两种材料时，通过调整比例亦可达到弱形变部A1的因外力而导致形变的形变量小于强形变部A2。第一材料及第二材料例如但不限于为光学胶(OCA)、环烯烃聚合体(COP)树脂、热塑性弹性体(TPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、及其他可用作粘着层或胶层材料；此外，前述材料不限于有机材。弱形变部A1除有机材料外，可进一步定义为具有刚性的高强度纤维、金属、或具有轻量、相对优选刚性或较低弹性的均等材料。

请同时参照图1A及图2A，图2A是本发明第一实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。复合层131沿平行轴心X的方向具有第一端缘131a及相对于第一端缘131a的第二端缘131b。在本实施例中，弱形变部A1的数量为多个，这些弱形变部A1及这些强形变部A2分别由第一端缘131a延伸至第二端缘131b，且这些弱形变部A1及这些强形变部A2均沿纵向Y呈断续(continual)排列，相邻两个强形变部A2之间具有其中一个弱形变部A1，反之亦然。换言之，这些弱形变部A1沿平行轴心X的方向呈平行排列；这些强形变部A2沿平行轴心X的方向呈平行排列；且这些弱形变部A1及这些强形变部A2彼此交错设置，使得复合层131的结构呈条纹状。

请参照图2B至图2D，图2B是本发明第二实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。图2C是本发明第三实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。图2D是本发明第四实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。第二实施例至第四实施例的柔性衬底结构与前述实施例的柔性衬底结构的元件设置大致相同，不同之处在复合层的设计。在本实施例中，复合层131沿平行轴心X的方向具有第一端缘131a及相对于第一端缘131a的第二端缘131b。在第一端缘131a与第二端缘131b之间，强形变部A2的数量为一个，且沿衬底11的第二表面铺设，这些弱形变部A1沿平行轴心X的方向呈断续(continual)排列，且这些弱形变部A1仍保持沿纵向Y呈断续(continual)排列。而使复合层131的结构呈棋盘状(如图2B所示)或菱格状(如图2C所示)或类球状(如图2D所示)。于此，弱形变部A1的形状、尺寸、位置、数量不限，只要沿平行轴心X(所定义的可卷收轴)与纵向Y(与可卷收轴垂直)的方向呈断续(continual)，使得各个弱形变部A1不互相接触即可；可理解的是，由于轴心X可定义数量为一个或一个以上，因此，设计上可通过调整这些弱形变部A1的构型、排列方向、数量等同时符合上述规律，从而使柔性衬底结构1可在不同方向进行卷收。此外，弱形变部A1的数量不限于此，例如，沿平行轴心X的其中一行、与沿平行轴心X的另一行数量不同，这些弱形变部A1仍保持沿纵向Y呈断续(continual)排列即可；反之亦然。另外，第二至第四实施例虽以弱形变部A1各自独立呈断续(continual)排列为例说明，也可仅有将部分的弱形变部A1的构型由第一实施例取代，于此不作限制。

此外，请参照图3A及图3B，图3A是本发明第五实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。图3B是本发明第六实施例的柔性衬底结构的复合层的示意图。如图3A及图3B所示，其弱形变部A1彼此错位，而使可挠曲段SS及轴心X皆与复合层131的短轴呈一角度的方向，而非如图2C及图2D中的复合层131的短轴平行的方向。

另外，在图2B至图3B中虽显示复合层131沿轴心X的两侧的弱形变部A1为对称或平均分布，但弱形变部A1的密度与分布位置不以此为限。举例来说，复合层131的弱形变部A1可集中在中间而复合层131的四个角落分布较少；或者，复合层131的弱形变部A1可集中在中间而复合层131的四个边缘分布较少，只要能柔性衬底结构1便于卷收即可。或者，复合层131的弱形变部A1邻近衬底11的第一端缘11a或第二端缘11b的任一端缘的密度低于另一端缘的密度、或复合层131的弱形变部A1邻近支持层132的第一端缘132a或第二端缘132b的任一端缘的密度低于另一端缘的密度；此外，复合层131的弱形变部A1延任一端缘的密度朝另一端缘渐增。应理解的是，密度可沿平行轴心X的方向取截面测量，而已知轴心X可平行衬底11的长边、或平行其对角线、或与其短边呈任意角度。

请参照图4，图4是本发明第七实施例的柔性衬底结构的示意图。第七实施例的柔性衬底结构与前述实施例的柔性衬底结构的元件设置大致相同，不同之处在支持层的设计。在本实施例中，支持层132对应复合层131的这些弱形变部A1与这些强形变部A2分别定义第一厚度T1与第二厚度T2，第一厚度T1大于第二厚度T2，第二厚度T2大于零。详细来说，支持层132可在均一材料的情况下，调整对应弱形变部A1的厚度T1较大，对应强形变部A2的第二厚度T2较小，分别对应搭配弱形变部A1与强形变部A2，使得对应强形变部A2的支持层132部分可以提供较高的贴附性或可弯折性。当柔性衬底结构1卷收呈卷收状态时，复合层13具有弱形变部A1及较厚的支持层132的部份结构不易发生形变，较薄的支持层132在强形变部A2形变时，可保持贴附，以降低结构分离或错位的风险。

请参照图5A及图5B，图5A是本发明第八实施例的柔性衬底结构的示意图。图5B是图5A所示的柔性衬底结构的支持层的示意图。第八实施例的柔性衬底结构与前述实施例的柔性衬底结构的元件设置大致相同，不同之处在支持层的设计。在本实施例中，支持层132对应这些弱形变部A1与这些强形变部A2分别定义多个弱弯折部A3与多个强弯折部A4。当柔性衬底结构1于卷收状态时，这些弱弯折部A3的可弯曲性小于这些强弯折部A4的可弯曲性。支持层132沿平行轴心X的方向具有第一端缘132a及相对于第一端缘132a的第二端缘132b。这些弱弯折部A3及这些强弯折部A4由第一端缘132a延伸至第二端缘132b。举例来说，如图5B所示，这些弱弯折部A3可以沿平行轴心X的方向呈平行排列；这些强弯折部A4可以沿平行轴心X的方向呈平行排列；且这些弱弯折部A3及这些强弯折部A4彼此交错设置，而使支持层132的结构呈条纹状。在一些实施例中，弱弯折部A3及强弯折部A4也可对应第二、第三及第四实施例的复合层131的弱形变部A1及强形变部A2的设置，使这些弱弯折部A3可沿平行轴心X的方向呈断续(continual)排列；这些强弯折部A4可沿平行轴心X的方向亦呈断续(continual)排列，而使支持层132的结构呈棋盘状(图未示，类似图2B所示的复合层131)或菱格状(图未示，类似图2C所示的复合层131)或类球状(图未示，如图2D所示的复合层131)。上述实施例，亦可以这些弱弯折部A3的硬度大于这些强弯折部A4的硬度来实现。

请参照图6A及图6B，图6A是本发明第九实施例的柔性衬底结构的示意图。图6B是图6A所示的柔性衬底结构的支持层的示意图。第九实施例的柔性衬底结构与前述实施例的柔性衬底结构的元件设置大致相同，不同之处在支持层的设计。在本实施例中，支持层132的弱弯折部A3定义为支撑条1321，强弯折部A4定义为连接这些支撑条1321的多个支撑线1322。详细来说，支持层132沿平行轴心X的方向具有第一端缘132a及相对于第一端缘132a的第二端缘132b，这些支撑条1321由第一端缘132a延伸至第二端缘132b，支撑线1322沿纵向Y彼此平行，而使得支持层132形成类似竹帘的结构。支撑条1321及支撑线1322可以是同质或异质材料；举例来说，支撑条1321及支撑线1322可以是相同材料制成，因支撑条1321的宽度较支撑线1322宽，使得支撑线1322的可弯曲性大于支撑条1321的可弯曲性；或者，支撑条1321及支撑线1322可以是不同材料制成，支撑条1321的材料的粘弹性小于支撑线1322的材料的粘弹性、支撑条1321及支撑线1322的宽度可相同或不同，只要支撑线1322的可弯曲性大于支撑条1321的可弯曲性即可。其中，支撑条1321的横截面构形不限于此。

请同时参照图1A、图1C及图5B，衬底11沿平行轴心X的方向具有第一端缘11a及相对于第一端缘11a的第二端缘11b。支持层132沿平行轴心X的方向具有第一端缘132a及相对于第一端缘132a的第二端缘132b，且当柔性衬底结构1于卷收状态时，支持层132的第一端缘132a及第二端缘132b分别与衬底11的第一端缘11a及第二端缘11b沿径向Z保持齐平。换言之，当柔性衬底结构1被卷收时，衬底11与支持层132彼此不错位。换言之，当柔性衬底结构1被卷收时，衬底11与支持层132沿平行轴心X的方向可保持相同。

在前述实施例中，支持层132的材料可包括但不限于不织布、钢丝、或其他合适的材料。于此，不织布又称无纺布，是由各种纤维原料用高压形成或粘合形成的布状物。不织布可例如但不限于纤维素不织布、针轧不织布、熔喷不织布、热粘合不织布、湿式不织布、化学粘合不织布及纺粘不织布。不织布的材料例如但不限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、树脂、或其他合适的材料。

此外，请参照图7，图7是本发明第十实施例的柔性衬底结构的示意图。柔性衬底结构1可进一步包括柔性层14，铺设于衬底11的第一表面S1，以覆盖工作图层12和/或设置于工作图层12上的其他结构或元件。柔性层14可作为保护层，用以保护工作图层12上的结构或元件免于水气或异物的入侵而破坏其特性。柔性层14可以是透光层，其材料可例如包括光学胶(OCA)或光学树脂(OCR)，或其他透光材料制成的结构层，该透光材料可包括无机透光材料、高分子透光材料或透光复合材料，并不限制。柔性层14可以是应力调节层，以保持工作图层12位于或邻近于柔性衬底结构1的应力中性轴(层)。详细来说，柔性衬底结构1在被卷收后及被释放后，工作图层12上的任两点，无论是沿平行轴心X的方向或沿平行纵向Y的方向的距离可保持不变或趋近不变。换言之，工作图层12在柔性衬底结构1于卷收时、释放时、或两者之间的过渡状态中均可保持原状。值得说明的是，在一个整体结构中，应力中性轴(层)可透过不同的材料或结构组合进行调节，使得应力中性轴(层)不只一轴(或一层)；而柔性层14可选择性实施于其中的任一轴(或一层)，而工作图层12亦可选择性地实施于衬底11有别于第一表面S1的其他部分。

接下来的实施例用以说明包含前述柔性衬底结构1的电子装置。电子装置可为主动矩阵式(active matrix，AM)电子装置或被动矩阵式(passive matrix，PM)电子装置，或电子装置可为侦测装置、显示装置、天线装置。

请参照图8A至图8C，图8A是本发明优选实施例的电子装置的示意图。图8B是本发明另一优选实施例的电子装置的示意图。图8C是本发明又一优选实施例的电子装置的示意图。在这些实施例中，电子装置100包括如前所述的柔性衬底结构1、以及设于衬底11的第一表面S1的多个电子元件2。这些电子元件2可电连接至工作图层12。

电子元件2可以是芯片或封装件，例如毫米级、微米级或纳米级的芯片或封装件。举例来说，电子元件2可以例如但不限于包括至少侦测芯片、发光二极管芯片(LED chip)、毫级芯片(Mini chip)、微级芯片(Micro chip)；或至少一封装件，该封装件包括或不限尺寸的毫米级、微米级、纳米级或以下的芯片，其中，毫米级的封装件可包括有微米级的芯片；或具逻辑运算功能的小芯片(Chiplet)，且其小芯片亦不限尺寸；此外，电子元件2可包括自发光二极管元件、二极管元件、感测元件、天线元件或微波元件。在一些实施例中，电子元件2可以包括水平式电极、覆晶式电极、或垂直式电极的芯片。在一些实施例中，电子元件2可包含主动电路或被动电路。前述的封装件不限为具有主动元件的封装件或不具主动元件的被动封装件，主动元件例如但不限于薄膜晶体管(TFT)、非硅集成电路(Non-Silicon IC)或硅集成电路(Silicon IC)，电子装置100可进一步包括对应前述电子元件2的一个或多个主动元件，以对应驱动电子元件2作动。在此，上述的驱动元件可设在衬底11的第一表面S1或第二表面S2上，于此不作限制。

在一些实施例中，如图8A所示，柔性层14可完全包覆电子元件2。如图8B所示，柔性层14可包覆各电子元件2的至少一部分，例如柔性层14未覆盖于这些电子元件2之上，而是对应覆盖在各个电子元件2的周围。在一些实施例中，如图8C所示，电子装置100可进一步包括保护层15叠设于柔性层14(与电子元件2)上。

柔性层14可作为应力调节层，以保持工作图层12位于或邻近于柔性衬底结构1的应力中性轴(层)。举例来说，在一些实施例中，如图8A所示，应力中性轴(层)N位于衬底11的第一表面S1，使得工作图层12位于应力中性轴N；在一些实施例中，如图8B所示，应力中性轴(层)N位于衬底11的第二表面S2，使得工作图层12邻近于应力中性轴(层)N。此外，应理解的是，通过衬底11结构本身的厚度、以及工作图层12在衬底11的设置位置，亦可达到自我应力调节的效果而可免除柔性层14；而应力中性轴(层)N的数量可不止一个，除柔性层14外，更可进一步包括其他的应力调节层，于此不作限制，只要工作图层12与电子元件2位于或邻近任一个应力中性轴(层)N即可；因此，工作图层12与电子元件2可根据前述的应力中性轴(层)N而设于衬底11中、或衬底11的第一表面S1或第二表面S2，工作图层12的数量不以单层为限、且工作图层12与电子元件2不以设于同一应力中性轴(层)N为限。

保护层15也可以是透光层，其材料可例如包括光学胶(OCA)或光学树脂(OCR)，或其他透光材料制成的结构层，该透光材料可包括无机透光材料、高分子透光材料或透光复合材料，并不限制。保护层15的材料可以与柔性层14完全相同、部分相同、或完全不同。

请参照图9，图9是本发明再一优选实施例的电子装置的示意图。电子装置200可包括如前所述的电子装置100、以及收纳该电子装置100的收容结构3；收容结构沿轴心X延伸，且电子装置100可以沿轴心X卷收。电子装置100的柔性衬底结构1于展开状态定义有垂直于轴心X的纵向Y。当电子装置100沿轴心X卷收时，可部分或全部收容于收容结构3中。

整合来说，在本发明的柔性衬底结构的又一实施例中，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态；柔性衬底结构于展开状态定义有垂直于轴心的纵向，柔性衬底结构于卷收状态定义有垂直于轴心的径向；柔性衬底结构包括衬底、工作图层、与柔性结构。衬底具有相对的第一表面与第二表面，该衬底沿平行该轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘；工作图层设于衬底，不限于第一、第二表面、或其他位置；柔性结构同样设于衬底的第二表面。柔性结构包括支持层、与位于支持层与衬底间的复合层，支持层与复合层保持贴附；于此，复合层的结构可如上述各种实施方式呈现结构复合的复合层；支持层为定义有非线性弹性系数的单一材料或材料负荷的多种材料。

本实施例中，柔性衬底结构在卷收状态与展开状态之间分别定义第一时点与第二时点，柔性结构于第一时点时沿纵向定义有最小抗形变应力、于第二时点时沿纵向定义有最大抗形变应力。其中支持层涵盖上述各种实施方式，或，当柔性衬底结构于展开状态时，支持层可沿纵向的方向有应力收缩，当柔性衬底结构于卷收状态时，支持层沿纵向的方向有应力释放。换句话说，支持层在柔性衬底结构于展开状态时，为呈现一种预先拉伸的状态，从而使得支持层沿纵向的方向产生应力收缩，从而可与展开时发生垂坠的复合层彼此平衡；反之，当柔性衬底结构于卷收状态时，支持层沿纵向的方向有应力释放。例如支持层可为经纬编织结构，经纬编织结构中所述的两两经线之间或、与两两纬线之间定义的间距，于展开状态时的间距大于卷收结构时的间距。是以，整合上述柔性衬底结构的电子装置，例如在上述柔性衬底结构上设有各式多种的电子元件、或呈现上述提及方面。值得注意的是，当支持层为经纬编织结构时，该柔性结构的该截面可能发生或不发生多个波浪形变。此外，支持层在柔性衬底结构于展开状态呈现一种预先拉伸的状态时，支持层的配置可多元化，除与复合层面与面贴付的整面配置之外、亦可呈现类似第九实施例的多个支撑线1322的配置、或可实现预先拉伸效果的其他配置。

在本发明的柔性衬底结构的又一实施例中，由图6A、6B进一步展开，支持层(未图示)可进一步包括柔性包覆层，此柔性包覆层可同时覆盖这些支撑条1321，使柔性包覆层至少包覆这些支撑条1321的一面、或可进一步少包覆这些支撑条1321的双面；可理解的是，当柔性包覆层至少包覆这些支撑条1321的一面时，可选择性地包覆或不包覆支撑线1322；当柔性包覆层同时包覆这些支撑条1321的双面时，可合理地包覆支撑线1322。

在本发明的柔性衬底结构的又一实施例中，同样由图6A、6B进一步展开，支持层(未图示)可进一步包括柔性包覆层，此柔性包覆层可同时覆盖这些支撑条1321，使柔性包覆层至少包覆这些支撑条1321的一面、或可进一步少包覆这些支撑条1321的双面；此实施例中，不包括支撑线1322。

在本发明的柔性衬底结构的又一实施例中，可借图6A、6B进一步理解，柔性衬底结构可不包括复合层，支持层(未图示)可进一步包括柔性包覆层；同上述多个与柔性包覆层相关的实施方式，均可应用于本实施例中。

综上所述，本发明透过柔性衬底结构的柔性结构的细部设计，使柔性衬底结构及包含其的电子装置具有优选的结构稳定度，并同时保有可弯折性，以降低结构分离或错位的风险。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。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书中。

Claims (15)

1.一种柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态；所述柔性衬底结构于所述展开状态定义有垂直于所述轴心的纵向，所述柔性衬底结构于所述卷收状态定义有垂直于所述轴心的径向；所述柔性衬底结构包括：

衬底，具有相对的第一表面与第二表面，所述衬底沿平行所述轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘；

工作图层，设于所述衬底；以及

柔性结构，设于所述衬底的所述第二表面；

其中，所述柔性结构沿所述纵向定义截面；其中，当所述柔性衬底结构于所述卷收状态时，所述柔性结构的所述截面具有多个波浪形变。

2.根据权利要求1所述的柔性衬底结构，所述柔性结构包括支持层及位于所述支持层与所述衬底间的复合层，所述支持层与所述复合层保持贴附。

3.根据权利要求1所述的柔性衬底结构，其中，所述柔性结构具有多个可挠曲段，各所述可挠曲段平行于所述轴心，各所述可挠曲段连接所述衬底的所述第一端缘与所述第二端缘。

4.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，所述复合层定义多个弱形变部、以及连接所述弱形变部的一个或多个强形变部，所述弱形变部与所述一个或多个强形变部沿所述衬底的所述第二表面呈同层且交错设置，所述弱形变部沿纵向呈断续(continual)排列。

5.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，所述复合层包括第一材料与第二材料，所述第一材料与所述第二材料分别定义粘弹性与降伏点，所述第一材料的所述粘弹性小于所述第一材料的所述降伏点，所述第二材料的所述粘弹性小于所述第二材料的所述降伏点，所述第一材料的所述粘弹性小于所述第二材料的所述粘弹性；所述弱形变部包含所述第一材料、或进一步包括所述第二材料，所述强形变部包含所述第二材料、或进一步包括所述第一材料。

6.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，当所述柔性衬底结构于所述展开状态时，所述支持层沿所述纵向的方向的抗拉伸性大于所述工作图层沿所述纵向的方向的抗拉伸性。

7.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，所述支持层的可弯曲性大于所述工作图层的可弯曲性。

8.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，所述支持层对应所述弱形变部定义多个弱弯折部、对应所述一个或多个强形变部定义一个或多个强弯折部；所述弱弯折部的可弯曲性小于所述一个或多个强弯折部的可弯曲性。

9.根据权利要求8所述的柔性衬底结构，其中，所述弱弯折部为多个支撑条；所述一个或多个强弯折部为连接所述支撑条的多个支撑线，所述支撑线的可弯曲性大于所述支撑条的可弯曲性。

10.根据权利要求2所述的柔性衬底结构，其中，所述支持层定义有非线性弹性系数。

11.根据权利要求1所述的柔性衬底结构，进一步包括柔性层，接设所述第一表面。

12.根据权利要求1所述的柔性衬底结构，其中，所述工作图层位于或邻近所述柔性衬底结构的应力中性轴。

13.一种柔性衬底结构，沿轴心卷收呈卷收状态或释放呈展开状态；所述柔性衬底结构于所述展开状态定义有垂直于所述轴心的纵向，所述柔性衬底结构于所述卷收状态定义有垂直于所述轴心的径向；所述柔性衬底结构包括：

衬底，具有相对的第一表面与第二表面，所述衬底沿平行所述轴心的方向定义相对的第一端缘与第二端缘；

工作图层，设于所述衬底；以及

柔性结构，设于所述衬底的所述第二表面；

其中，所述柔性结构包括支持层及位于所述支持层与所述衬底间的复合层，所述支持层与所述复合层保持贴附；所述支持层定义有非线性弹性系数。

14.根据权利要求13所述的柔性衬底结构，其中，当所述柔性衬底结构于所述展开状态时，所述支持层沿所述纵向的方向有应力收缩，当所述柔性衬底结构于所述卷收状态时，所述支持层沿所述纵向的方向有应力释放。

15.一种电子装置，包括：

多个电子元件；以及

根据权利要求1、13任一项所述的柔性衬底结构，其中，所述电子元件设于所述衬底且电连接至所述工作图层。