TWI550850B - 可撓性電子裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種可撓性電子裝置。
隨著電子商品的蓬勃發展，固定、剛硬的產品已經無法符合消費市場的需求。隨著電子科技的不斷突破，可撓性材料不斷被開發出來並且成功的導入商品中。可撓性電子裝置中的構件與膜層仍有一定的硬脆性質，這使得可撓性電子裝置的撓折性質受到侷限。舉例來說，這些構件或是膜層可能在可撓性電子裝置被彎折時，因承受應力過大而損壞。因此，可撓性商品仍舊存在許多待改善的空間。
本發明之一實施例提供一種可撓性電子裝置，具有良好的使用壽命。
本發明之一實施例提供一種可撓性電子裝置，包括一可撓性面板以及一輔助層。可撓性面板具有多個操作部且每兩個操
作部之間設置一預定彎折部。輔助層配置於可撓性面板表面，且至少位於預定彎折部上，其中可撓性面板的預定彎折部處於一第一彎折狀態時，輔助層接觸預定彎折部，輔助層的曲率半徑大於預定彎折部的曲率半徑，且可撓性電子裝置具有一第一壓應力區以及一第一張應力區，第一壓應力區的範圍大於第一張應力區的範圍。
本發明之另一實施例提供一種可撓性電子裝置，包括一可撓性面板以及一輔助層。可撓性面板具有多個操作部且每兩個操作部之間設置一預定彎折部。輔助層配置於可撓性面板表面，且至少位於預定彎折部上，其中可撓性面板的預定彎折部處於一第一彎折狀態時，輔助層接觸預定彎折部，輔助層的曲率半徑大於預定彎折部的曲率半徑，其中可撓性面板的預定彎折部處於一第二彎折狀態時，輔助層不接觸預定彎折部。
本發明實施例的可撓性電子裝置，在可撓性面板的預定彎折部上設置輔助層，則可撓性電子裝置處於彎折狀態下，容易受到彎折應力而損壞的構件或膜層大致上可以落在壓應力區或是落在中心軸(中性面)附近。如此一來，可撓性電子裝置不容易因為使用過程的彎折而損壞，藉此延長使用壽命。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧承載基板
20‧‧‧驅動元件層
30‧‧‧顯示介質層
40‧‧‧封裝層
50‧‧‧黏著層
60、AD、AD1、AD2‧‧‧觸控元件
100、100A、200、300、400、500、600、700‧‧‧可撓性電子裝置
110、510‧‧‧可撓性面板
110A、110B、510A、510B‧‧‧表面
112、512、512A、512B、512C‧‧‧操作部
114、514、514A、514B‧‧‧預定彎折部
116‧‧‧第一靜電元件
120、220、520、720‧‧‧輔助層
122‧‧‧第二靜電元件
320、420、620‧‧‧第一輔助層
330、430、630‧‧‧第二輔助層
C、C’‧‧‧壓應力區
N、N’、N1、N2‧‧‧中性軸
T、T’‧‧‧張應力區
圖1A為本發明一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖。
圖1B為圖1A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖。
圖1C為圖1A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。
圖1D至圖1G為可撓性電子裝置中輔助層與預定彎折部如圖1B般接觸與如圖1C般不接觸的一種實施方式的示意圖。
圖1H為圖1A的可撓性電子裝置中輔助層配置於可撓性面板的一種實施方式的示意圖。
圖2為本發明一實施例的可撓性面板的示意圖。
圖3A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖。
圖3B為圖3A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖。
圖3C為圖3A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。
圖4A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖。
圖4B為圖4A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖。
圖4C為圖4A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。
圖5A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖。
圖5B為圖5A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖。
圖5C為圖5A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。
圖6A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖。
圖6B與圖6C為圖6A的可撓性電子裝置處於不同彎折狀態的示意圖。
圖7A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖。
圖7B與圖7C為圖7A的可撓性電子裝置處於不同彎折狀態的示意圖。
圖8A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖。
圖8B為圖8A的可撓性電子裝置處於彎折狀態的示意圖。
圖1A為本發明一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖，圖1B為圖1A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖，而圖1C為圖1A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。請參照圖1A，可撓性電子裝置100包括一可撓性面板110與一輔助層120。可撓性面板110具有多個操作部112且每兩個操作部112之間設置一預定彎折部114。另外，操作部112可以視為整個裝置中用來提供顯示、觸控操作、感應等功能的主要部份而預定彎折部114讓使用者在使用可撓性電子裝置100時可以沿著
預定彎折部114來彎折整個裝置。但是，本發明並不排除預定彎折部114也具有顯示、觸控操作、感應等功能。
當預定彎折部114處於彎折狀態時，預定彎折部114中的構件與膜層將會受到對應於彎折狀態所產生的應力。這些構件本身性質相對硬脆時，就可能受到損壞。例如在張應力下，構件受損壞的可能性大，這將使得可撓性電子裝置100的使用壽命受到侷限。因此，本實施例在可撓性面板110的表面110A與表面110B的其中一者上設置輔助層120，且輔助層120至少位於預定彎折部114上，藉此降低彎折應力導致構件受到損壞的可能性。
本實施例是以輔助層120配置於表面110A為例來進行說明。可撓性電子裝置100至少可以依照以下兩種方式進行彎折。請參照圖1A與圖1B，在第一彎折狀態下，如圖1B所示，預定彎折部114被彎折而使輔助層120位於外側。此時，輔助層120會接觸預定彎折部114。在此，所謂的外側，例如是指處於彎折狀態下，曲率半徑較大的一側。以圖1B而言，可撓性面板110的表面110A所在一側即為外側，表面110B所在一側即為內側。
在此彎折狀態下，可撓性電子裝置100可依據受到的應力狀態而劃分出一張應力區T以及一壓應力區C，其中輔助層120接觸於預定彎折部114且位於張應力區T中。在本實施例中，圖1B的彎折狀態下，壓應力區C的範圍可大於張應力區T的範圍。在此彎折狀態下，反映出應力平衡的中性軸N距離表面110A較近而距離表面110B較遠。值得一提的是，所謂的張應力區T、壓
應力區C以及中性軸N是依據應力量測結果或藉由模擬計算已知的元件結構與材料而得出的，而中性軸N即是壓應力區C與張應力區T在剖面中的交界。以整個裝置來看時壓應力區C與張應力區T的交界將構成中性面。
在本實施例中，輔助層120例如是藉由黏著層或是黏著材料貼附於操作部112上，在輔助層120與預定彎折部114之間可以沒有設置黏著層或是黏著材料。因此，在另一彎折狀態，如圖1C所示，預定彎折部114被彎折而輔助層120位於內側時，輔助層120不會接觸預定彎折部114。在圖1C的彎折狀態下，輔助層120被兩個操作部112與預定彎折部114所包圍。張應力區T鄰近於表面110B而使得輔助層120較為接近壓應力區C而較為遠離張應力區T。此時，為了不增加張應力區T的範圍，輔助層120可不接觸於預定彎折部114，藉此避免元件在彎折過程中的損壞。
由圖1B與圖1C所示，輔助層120接觸預定彎折部114時可使得中性軸N較輔助層120不接觸預定彎折部114時，更接近表面110A。因此，本實施例藉由輔助層120的設置可以動態地調整中性軸N的位置，以降低彎折應力地對可撓性電子裝置100的不良影響。
大部分的材料對張應力的降伏強度通常低於對壓應力的降伏強度。材料所受應力若大於其降伏強度(承受應力大於安全係數)，將會使材料破裂或是損壞。因此，在彎折狀態下，張應力區越大，越容易有更多的材料處於不安全的情形。在本實施例中，
輔助層120接觸於預定彎折部114將使中性軸N的位置朝向表面110A偏移。因此，在未貼附有輔助層120時，如果將可撓性面板110依照圖1B的方式彎折，則中性軸N’較為遠離表面110A，也就是說張應力區T’範圍較大，而壓應力區C’範圍較小。此時，可撓性面板110中的大部分構件可能位在中性軸N’與表面110A之間的張應力區T’中，而易於損壞。不過，在本實施例中，配置了輔助層120後，依照圖1B的方式彎折，可讓中性軸N偏移且更為接近表面110A，以縮減此彎折狀態下的張應力區T範圍，藉此降低張應力區T範圍較大而導致元件受損的情形。另外，如果可撓性電子裝置100中需要設置有應力感測元件(未繪示)時，可以考慮將應力感測元件設置於張應力區T以更靈敏地感測裝置的受力情形。
另外，輔助層120的厚度增加或是剛性增加都可以讓中性軸N更大幅度地朝向輔助層120偏移。因此，設計者可以藉由調整輔助層120的材質與厚度來改變中性軸N的位置。在一實施例中，輔助層120的材質與厚度設計可以讓預定彎折部114中所有性質較為脆硬的構件或膜層設置如圖1B的壓應力區C中，可延後這些構件或是膜層因為彎折而損壞的時間。舉例而言，在一實施例中，輔助層120的材質可例如包括高分子材料，其中高分子材料可例如是聚酯類、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等，但不以此為限。輔助層120的楊氏係數可例如由0.2GPa(十億帕)至8GPa(十億帕)。另外，可撓性面板100的勁度(stiffness)可以
大於等於輔助層120的勁度。舉例而言，輔助層120的勁度與可撓性面板100的勁度之比例可以為1：3。在一實施例中，輔助層120可以幫助改變中性軸的位置，也可以提供特殊功能而作為偏光膜、抗眩光膜、抗刮膜、承載觸控元件的載材或是增加光學效率的光學膜等。
圖1D至圖1G為可撓性電子裝置中輔助層與預定彎折部如圖1B一般接觸與如圖1C一般不接觸的實施方式的示意圖。請先參照圖1D與1E，可撓性面板110具有圖1E所示的一第一靜電元件116，且第一靜電元件116設置於預定彎折部114中或表面。輔助層120具有一第二靜電元件122，並且第二靜電元件122對應於第一靜電元件116設置。在圖1D(相同於圖1B的彎折狀態)彎折狀態下，第一靜電元件116可與第二靜電元件122彼此相吸。在此彎折狀態下，輔助層120接觸於預定彎折部114。另外，請參照圖1F與圖1G，在此彎折狀態(相同於圖1C的彎折狀態)下，輔助層120被兩個操作部112與預定彎折部114所包圍。第一靜電元件116與第二靜電元件122彼此相斥，可使得中性軸位置與未設置有輔助層120的狀態下相同，而不朝向輔助層120偏移。
圖1H為圖1A的可撓性電子裝置中輔助層配置於可撓性面板的一種實施方式的示意圖。請參照圖1H，可撓性電子裝置100A中，可撓性面板110攤平(展開成平面狀態)時，對應於預定彎折部114的部分輔助層120可以微幅地凸起，對應於操作部112的其餘部分輔助層120可固定地貼附在操作部112上。如此一來，
以圖1B的狀態彎折可撓性面板110時，輔助層120可接觸於預定彎折部114，而以圖1C的狀態彎折可撓性面板110時，輔助層120不會接觸於預定彎折部114。
可撓性面板110可以為可撓性顯示面板、可撓性觸控顯示面板、太陽能電池或是觸控面板等。以下將以可撓性觸控顯示面板為例來說明可撓性面板110的其中一種實施方式。圖2為本發明一實施例的可撓性面板的示意圖。請參照圖2，可撓性面板110可包括有承載基板10、驅動元件層20、顯示介質層30、封裝層40、黏著層50與觸控元件層60，這些構件可視需求調整堆疊順序。驅動元件層20用來驅動顯示介質層30以顯示畫面，承載基板10與封裝層40則將驅動元件層20與顯示介質層30封裝於其間。觸控元件層60可藉由黏著層50貼附於封裝層40上以使可撓性面板110具備顯示與觸控操作的功能。另外，當顯示介質層30為有機發光層，則可撓性面板110可以更包括有水氧阻隔層或是側向阻氣結構。
驅動元件層20中需要使用導電材料或/與半導體材料來製作.，其中常見的導電材料包括有金屬元素與金屬元素之合金類的材料或是銦錫氧化物、銦鋅氧化物等金屬氧化物類的材料，而常見的半導體材料包括非晶矽、單晶矽、多晶矽等。另外，觸控元件層60也可利用導電材料製作感測電極。在上述材料中，有數種材料(例如金屬氧化物類的材料、結晶或非結晶質的矽材料)對於應力的降伏強度較小，其性質相對硬脆。水氧阻隔層或是側向阻
氣結構中所使用的氧化物與氮化物等無機材料也是相對硬脆的材質。這些材料可以視為整個裝置中的脆性材料，其楊氏係數常常會大於50GPa(十億帕)。因此，應用於圖1A的可撓性電子裝置時，這些脆性材料所製作的構件或是脆性材料層會傾向被設置於彎折時的壓應力區，以延長元件壽命。
圖3A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖，圖3B為圖3A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖，而圖3C為圖3A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。請參照圖3A，可撓性電子裝置200包括一可撓性面板110與一輔助層220，其中可撓性面板110可相同於前述實施例，可以參考前述說明而不再贅述。本實施例之輔助層220可未完全覆蓋於可撓性面板110的表面而對應於預定彎折部114設置。輔助層220可藉由一黏著層AD固定於預定彎折部114兩側並且暴露出操作部112的一部分面積。另外，本實施例中設置之輔助層220接觸預定彎折部114時(如圖3B所示)可以讓中性軸偏向輔助層220，而不接觸預定彎折部114時(如圖3C所示)可以不影響中性軸的位置。可撓性面板110中較接近於輔助層220的構件與膜層可以落在壓應力區的機會較大而不容易受彎折應力而損壞。
上述實施例中都僅在可撓性面板的一個表面上設置輔助層，但本發明不以此為限。圖4A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖，圖4B為圖4A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖，而圖4C為圖4A的可撓性電子裝置處於第
二彎折狀態下的示意圖。請參照圖4A，可撓性電子裝置300包括一可撓性面板110、第一輔助層320與第二輔助層330，其中可撓性面板110可相同於前述實施例，可以參考前述說明而不再贅述。第一輔助層320位於可撓性面板110的表面110A，第二輔助層330位於可撓性面板110的表面110B，且預定彎折部114夾於第一輔助層320與第二輔助層330之間。在本實施例中，第一輔助層320與第二輔助層330的材質、性質與功效可與前述實施例相同，可以參考前述輔助層120的描述來理解。在一實施例中，第一輔助層320與第二輔助層330可以具有不同的尺寸(例如厚度)、材質、特性等。或是，第一輔助層320與第二輔助層330可以由相同材質製作，或是具有相同厚度，或是具有相同的楊氏係數。其中可藉由物理參數(例如電壓、溫度等)或者相變化(例如固相、液晶相)改變第一輔助層320與第二輔助層330的楊氏係數。
由圖4B可知，預定彎折部114處於第一彎折狀態時，第一輔助層320位於外側且接觸預定彎折部114，第二輔助層330位於內側且不接觸預定彎折部114。此時，彎折應力所定義出來的中性軸將會向第一輔助層320偏移。根據圖1B的相關描述，壓應力區範圍會大於張應力區範圍而藉此降低預定彎折部114中構件或膜層受到彎折應力而損壞的機會。因此，可撓性電子裝置300可以具有理想的使用壽命。
在圖4C中，預定彎折部114處於一第二彎折狀態時，第一輔助層320位於內側且不接觸預定彎折部114，第二輔助層330
位於外側且接觸預定彎折部114。此時，彎折應力所定義出來的中性軸將會向第二輔助層330偏移而在此狀態下增加壓應力區的範圍而縮減張應力區的範圍。整體而言，可撓性電子裝置300不論以哪一種方式彎折都可以有第一輔助層320或第二輔助層330的作用，而有效地減少張應力區的範圍以確保元件與膜層不受彎折應力而損壞。
圖5A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的剖面示意圖，圖5B為圖5A的可撓性電子裝置處於第一彎折狀態下的示意圖，而圖5C為圖5A的可撓性電子裝置處於第二彎折狀態下的示意圖。請參照圖5A，可撓性電子裝置400包括一可撓性面板110、第一輔助層420與第二輔助層430，其中可撓性面板110可相同於前述實施例，可以參考前述說明而不再贅述。本實施例之第一輔助層420與第二輔助層430可未完全覆蓋於可撓性面板110的表面而對應於預定彎折部114設置。第一輔助層420與第二輔助層430可分別藉由黏著層AD1與AD2固定於預定彎折部114兩側並且暴露出操作部112的一部分面積。另外，本實施例中設置之第一輔助層420與第二輔助層430接觸預定彎折部114時(如圖5B所示)可以讓中性軸偏向第一輔助層420，而不接觸預定彎折部114時(如圖5C所示)可以不影響中性軸的位置。
在上述實施例中，可撓性面板110具有兩個操作部112與一個預定彎折部114，但其他實施例的操作部112與預定彎折部114的數量可以依據產品需求而定，不以此為限。不論操作部112
與預定彎折部114的數量為何，相鄰兩個操作部112之間可設置有一個預定彎折部114。
圖6A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖，而圖6B與圖6C為圖6A的可撓性電子裝置處於不同彎折狀態的示意圖。請參照圖6A，可撓性電子裝置500包括一可撓性面板510與一輔助層520。可撓性面板510可具有多個操作部512且每兩個操作部512之間設置有適於彎折的一預定彎折部514。操作部512可以視為整個裝置中用來提供顯示、觸控操作、感應等功能的主要部份而預定彎折部514讓使用者在使用可撓性電子裝置500時可以沿著預定彎折部514來彎折整個裝置。本發明之一實施例亦不排除預定彎折部514也可具有顯示、觸控操作、感應等功能。本實施例的可撓性面板510可例如具有三個操作部512A、512B與512C與兩個預定彎折部514A與514B。第一預定彎折部514A位於第一操作部512A與第二操作部512B之間，而第二預定彎折部514B位於第二操作部512B與第三操作部之間512C。輔助層520可由第一預定彎折部514A上延伸至第二預定彎折部514B上。也就是說，輔助層520大致上可覆蓋整個表面510A。
由圖6B可知，第一預定彎折部514A處於一第一彎折狀態，使輔助層520在外側接觸第一預定彎折部514A。第一預定彎折部514A的中性軸N1可以較為接近輔助層520。在這樣的設置之下，第一預定彎折部514A的壓應力區範圍大於張應力區範圍，可以讓大部分構件與膜層處於安全的區域中。另外，第二預定彎
折部514B處於一第二彎折狀態，使輔助層520不接觸第二預定彎折部。此時，第二預定彎折部514B的中性軸N2不會朝向輔助層520偏移，因此不會有更多的構件與膜層落入於張應力區中。也就是說，中性軸N1因為有輔助層520的設置而較接近於表面510A，中性軸N2沒有輔助層520的調整而較遠離表面510A。
另外，在圖6C中，第一預定彎折部514A處於第二彎折狀態，使輔助層520不接觸第一預定彎折部514A。另外，第二預定彎折部514B處於第一彎折狀態，使輔助層520在外側接觸第二預定彎折部514B。此時，第二預定彎折部514B的中性軸N2可以較為接近輔助層520，而第一預定彎折部514A的中性軸N1不會朝向輔助層520偏移。
圖7A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖，而圖7B與圖7C為圖7A的可撓性電子裝置處於不同彎折狀態的示意圖。請參照圖7A，可撓性電子裝置600包括一可撓性面板510、第一輔助層620與第二輔助層630。可撓性面板510可例如具有三個操作部512A、512B與512C與兩個預定彎折部514A與514B。第一預定彎折部514A位於第一操作部512A與第二操作部512B之間，第二預定彎折部514B位於第二操作部512B與第三操作部之間512C。第一輔助層620配置於第一預定彎折部514A，第二輔助層630配置於第二預定彎折部514B。
在本實施例中，第一輔助層620與第二輔助層630配置於不同表面上，亦即第一輔助層620配置於可撓性面板510的表
面510A，第二輔助層630配置於可撓性面板510的表面510B，且表面510A與表面510B彼此相對。由圖7B所示，第一預定彎折部514A與第二預定彎折部514B適於以相同的彎折狀態彎折，此彎折狀態可使得第一輔助層620與第二輔助層630位於外側。如此一來，處於圖7B的彎折狀態下，第一預定彎折部514A與第二預定彎折部514B的壓應力區範圍增加，有助於避免元件與膜層在彎折過程中斷裂或損壞。
另外，在圖7C的彎折狀態下，第一預定彎折部514A適於彎折成讓第一輔助層620被第一操作部512A、第二操作部512B與第一預定彎折部514A所包圍，而且第二預定彎折部514B適於彎折成讓第二輔助層630被第二操作部512B、第三操作部512C與第二預定彎折部514B所包圍。此時，第一輔助層620不接觸第一預定彎折部514A且第二輔助層630不接觸第二預定彎折部514B。
圖8A為本發明另一實施例的可撓性電子裝置的示意圖，而圖8B為圖8A的可撓性電子裝置處於彎折狀態的示意圖。請參照圖8A，可撓性電子裝置700包括一可撓性面板110與一輔助層720，其中可撓性面板110的結構設計與功能可參照前述實施例的記載。輔助層720可相似於圖3A至圖3C的輔助層220，暴露出兩側的操作部112。本實施例的輔助層720可貼附於預定彎折部114上。也就是說，預定彎折部114與輔助層720之間藉由黏著層AD貼附在一起。如此一來，可撓性面板110無論在甚麼彎
折狀態下，輔助層720都貼附於預定彎折部114而不會與預定彎折部114分離。此時，可撓性面板110可設計為恆以圖8B的方式彎折。也就是說，彎折可撓性電子裝置700的可撓性面板110，使輔助層720位在外側。
為了進一步說明輔助層的效果，以下提出數個模擬實驗數據來說明。在模擬試驗中，可撓性面板可為前述的可撓式面板110，例如以圖2的架構來實施，其中顯示介質層例如為有機發光層，觸控元件層可採用銦錫氧化物作為觸控感測電極，驅動元件層亦可採用銦錫氧化物做為畫素電極。
模擬實驗一，例如以表面110B為顯示面或是位於觸控元件層60所在之一側。此裝置未配置輔助層時中性軸在厚度中心處，也就是未配置輔助層時中性軸距離表面110A的距離等於未配置輔助層時中性軸距離表面110B的距離。輔助層之材質例如為聚丙烯(PP)且厚度為50μm。
由表一可知，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110A彎折為外側的安全係數僅有1.63，但是將輔助層配置於表面110A後表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.6。以此實驗條件而言，設置有輔助層之後，安全係數提升了59.5%。另外，表面110B彎折為外側的彎折條件中，無論有沒有設置輔助層，輔助層都不會接觸預定彎折部，不影響中性軸的位置，因此安全係數都是相同的。
模擬實驗二，例如以表面110B為顯示面或是位於觸控元件層60所在之一側。此裝置未配置輔助層時中性軸距離表面110A較遠而未配置輔助層時中性軸距離表面110B較近。輔助層之材質例如為聚丙烯(PP)且厚度為50μm。
由表二可知，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110A彎折為外側的安全係數僅有1.02，但是將輔助層配置於表面110A後表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.41。以此實驗條件而言，設置有輔助層之後，安全係數提升了136.3%。另外，表面110B彎折為外側的彎折條件中，無論有沒有設置輔助層，輔助層都不會接觸預定彎折部，不影響中性軸的位置，因此安全係數都是相同的。
模擬實驗三，例如以表面110A為顯示面或是位於觸控元件層60所在之一側。此裝置未配置輔助層時中性軸在厚度中心處，也就是未配置輔助層時中性軸距離表面110A的距離等於未配置輔助層時中性軸距離表面110B的距離。輔助層之材質例如為聚丙烯(PP)且厚度為50μm。
由表三可知，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110A
彎折為外側的安全係數僅有1.63，但是將輔助層配置於表面110A後，表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.60。以此實驗條件而言，設置有輔助層之後，安全係數提升了59.5%。另外，表面110B彎折為外側的彎折條件中，無論有沒有設置輔助層，輔助層都不會接觸預定彎折部，不影響中性軸的位置，因此安全係數都是相同的。
模擬實驗四，例如以表面110A為顯示面或是位於觸控元件層60所在之一側。此裝置未配置輔助層時中性軸距離表面110A較遠而未配置輔助層時中性軸距離表面110B較近。輔助層之材質例如為聚丙烯(PP)且厚度為50μm。
由表四可知，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110A彎折為外側的安全係數僅有1.03，但是將輔助層配置
於表面110A後，表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.41。以此實驗條件而言，設置有輔助層之後，安全係數提升了136.3%。另外，表面110B彎折為外側的彎折條件中，無論有沒有設置輔助層，輔助層都不會接觸預定彎折部，不影響中性軸的位置，因此安全係數都是相同的。
模擬實驗五，例如以表面110A為顯示面或是位於觸控元件層60所在之一側。此裝置未配置輔助層時中性軸在厚度中心處，也就是未配置輔助層時中性軸距離表面110A的距離等於未配置輔助層時中性軸距離表面110B的距離。本實驗採用例如圖4A至圖4C的方式設置有兩個輔助層，第一輔助層設置於表面110A而第二輔助層設置於表面110B。兩輔助層可分別為PP材質且厚度為50um。
由表五可知，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110A彎折為外側的安全係數僅有1.63，但是將輔助層配置於表面110A後表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.6。另外，在未配置有輔助層時，此可撓性電子裝置在表面110B彎折為外側的安全係數僅有1.63，但是將輔助層配置於表面110B後表面110A彎折為外側的安全係數可以提高至2.6。以此實驗條件而言，設置有兩個輔助層之後，無論以何種方式彎折，安全係數提升了59.5%。
本發明實施例的可撓性電子裝置採用輔助層來調整彎折狀態時中性軸的位置，藉此可確保脆性材料製作的元件大部分都落在壓應力區或是可以承受較小的張應力。因此，本發明實施例的可撓性電子裝置可以具有較長的使用壽命，其內部的硬脆材料不容易因為使用過程的彎折而損壞。
100‧‧‧可撓性電子裝置
110‧‧‧可撓性面板
110A、110B‧‧‧表面
112‧‧‧操作部
114‧‧‧預定彎折部
120‧‧‧輔助層
C、C’‧‧‧壓應力區
N、N’‧‧‧中性軸
T、T’‧‧‧張應力區
Claims (24)
- 一種可撓性電子裝置，包括：一可撓性面板，具有多個操作部且每兩個操作部之間設置一預定彎折部；以及一輔助層，配置於該可撓性面板表面，且至少位於該預定彎折部上，其中該可撓性面板的該預定彎折部處於一第一彎折狀態時，該輔助層接觸該預定彎折部，而該輔助層的曲率半徑大於該預定彎折部的曲率半徑，並且該可撓性電子裝置具有一第一壓應力區以及一第一張應力區，該第一壓應力區的範圍大於該第一張應力區的範圍，並且其中該預定彎折部處於一第二彎折狀態時，該輔助層不接觸該預定彎折部，且該輔助層被該兩個操作部與該預定彎折部所包圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該可撓性面板包括至少一個由脆性材料製作的脆性材料層，且由脆性材料製作的該脆性材料層位於該第一壓應力區中。
- 如申請專利範圍第2項所述之可撓性電子裝置，其中該脆性材料的楊氏係數大於50GPa。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層位於該第一張應力區中。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中在該第二彎折狀態下，該第一壓應力區位於該第一張應力區與該輔助 層之間，且該第一壓應力區的範圍大於該第一張應力區的範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該可撓性面板具有一第一靜電元件，設置於該預定彎折部中，該輔助層具有一第二靜電元件，並且在該第一彎折狀態下，該第一靜電元件與該第二靜電元件彼此相吸，而在該第二彎折狀態下，該第一靜電元件與該第二靜電元件彼此相斥。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中部分該輔助層藉由一黏著層固定於該些操作部上。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層覆蓋該兩操作部。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該操作部的數量至少為三，包括一第一操作部、一第二操作部以及一第三操作部，該預定彎折部的數量至少為二，包括一第一預定彎折部與一第二預定彎折部，且該第一預定彎折部位於該第一操作部與該第二操作部之間，而該第二預定彎折部位於該第二操作部與該第三操作部之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之可撓性電子裝置，其中該第一預定彎折部處於該第一彎折狀態，而該輔助層接觸該第一預定彎折部；並且該第二預定彎折部處於該第二彎折狀態，而該輔助層不接觸該第二預定彎折部。
- 如申請專利範圍第10項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層由該第一預定彎折部上延伸至該第二預定彎折部上。
- 如申請專利範圍第9項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層包括設置於該第一預定彎折部上的一第一輔助層以及設置於該第二預定彎折部上的一第二輔助層，該第一輔助層位於該可撓性面板的一第一表面而該第二輔助層位於該可撓性面板的一第二表面，該第一表面與該第二表面相對。
- 如申請專利範圍第12項所述之可撓性電子裝置，其中該第一預定彎折部與該第二預定彎折部皆以該第一彎折狀態彎折。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層的楊氏係數為0.2GPa至8GPa。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層包括一第一輔助層與一第二輔助層，該第一輔助層位於該可撓性面板的一第一表面而該第二輔助層位於該可撓性面板的一第二表面，且該預定彎折部位於該第一輔助層與該第二輔助層之間。
- 如申請專利範圍第15項所述之可撓性電子裝置，其中該預定彎折部處於該第一彎折狀態時，該第一輔助層位於外側且接觸該預定彎折部，該第二輔助層位於內側且不接觸該預定彎折部。
- 如申請專利範圍第16項所述之可撓性電子裝置，其中該預定彎折部處於該第二彎折狀態時，該第一輔助層位於內側且不接觸該預定彎折部，該第二輔助層位於外側且接觸該預定彎折部。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層貼附於該預定彎折部上而暴露出該些操作部。
- 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電子裝置，其中該可撓性面板包括一承載基板、一驅動元件層、一顯示介質層以及一封裝層，該驅動元件層用以驅動該顯示介質層，該驅動元件層與該顯示介質層位於該承載基板與該封裝層之間。
- 如申請專利範圍第19項所述之可撓性電子裝置，其中該可撓性面板更包括一觸控元件層，該觸控元件層配置於該封裝層上。
- 一種可撓性電子裝置，包括：一可撓性面板，具有多個操作部且每兩個操作部之間設置一預定彎折部；以及一輔助層，配置於該可撓性面板表面，且至少位於該預定彎折部上，其中該可撓性面板的該預定彎折部處於一第一彎折狀態時，該輔助層接觸該預定彎折部，而該輔助層的曲率半徑大於該預定彎折部的曲率半徑，其中該可撓性面板的該預定彎折部處於一第二彎折狀態時，該輔助層不接觸該預定彎折部。
- 如申請專利範圍第21項所述之可撓性電子裝置，其中該可撓性面板具有一第一靜電元件，設置於該預定彎折部中，該輔助層具有一第二靜電元件，並且在該第一彎折狀態下，該第一靜電元件與該第二靜電元件彼此相吸，而在該第二彎折狀態下，該第一靜電元件與該第二靜電元件彼此相斥。
- 如申請專利範圍第21項所述之可撓性電子裝置，其中部分該輔助層藉由一黏著層固定於該些操作部上。
- 如申請專利範圍第21項所述之可撓性電子裝置，其中該輔助層在該第二彎折狀態下被該兩個操作部與該預定彎折部所包圍。
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