CN113790666A - 应力感测组件和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应力感测组件和显示装置，其中该应力感测组件包含：可拉伸基板、以及至少一应力感测线。应力感测线设置于可拉伸基板上且包含：多个刚性段和多个软性导电段。多个刚性段相互分隔。多个软性导电段的各者设置于多个刚性段的两个邻近的刚性段之间且与两个邻近的刚性段的侧壁直接接触，并且多个软性导电段的任一者的杨氏模数小于多个刚性段的任一者的杨氏模数。

Description

应力感测组件和显示装置
技术领域
本发明涉及具有应力感测线的感应组件和包含此感应组件的显示装置。
背景技术
在可挠性电子装置中，由于拉伸导致电子装置的基板发生形变，可经由感应组件对于此形变所感测到的变化来进行后续的操作，例如，在可挠性显示装置中，可进行不同的形变区域的像素补偿。但是，目前在可挠性电子装置中的感应组件的灵敏度不够高，往往需要较大的形变量才能产生可被检测出来的变化。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的一些实施方式提供了一种用于可挠性电子装置的应力感测组件，在较小的形变时即可有比较大的响应能力。
本发明的一些实施方式提供了一种应力感测组件，包含：可拉伸基板以及至少一应力感测线。应力感测线设置于可拉伸基板上且包含：多个刚性段和多个软性导电段。多个刚性段相互分隔。多个软性导电段的各者设置于多个刚性段的两个邻近的刚性段之间且与两个邻近的刚性段的侧壁直接接触，并且多个软性导电段的任一者的杨氏模数小于多个刚性段的任一者的杨氏模数。
在一些实施方式中，多个软性导电段相互分隔。在另一些实施方式中，多个软性导电段彼此连接。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，多个软性导电段的各者还覆盖及直接接触多个刚性段的两个邻近的刚性段的表面的一部分。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，多个软性导电段还覆盖及直接接触多个刚性段的全部上表面。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，应力感测线两端的两个软性导电段还分别地覆盖及直接接触最靠近应力感测线的两端的两个刚性段的外侧壁。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，多个刚性段的总长度为X，多个软性导电段的未与多个刚性段重叠的多个部分的总长度为Y，Y/X的比例介于0.01至3之间。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，可拉伸基板的杨氏模数小于多个刚性段的任一者的杨氏模数。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，应力感测线为一弯曲线，且此弯曲线的一弯曲部为多个软性导电段的其中一者。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，多个刚性段的材料包含导电材料、不导电材料、或其组合。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，多个刚性段的杨氏模数范围为30GPa至400GPa之间，且多个软性导电段的杨氏模数范围为0.01MPa至1GPa之间。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，可拉伸基板的杨氏模数范围为0.1MPa至10GPa之间。
在一些实施方式中，在应力感测组件中，还包含：至少一应变读取元件、至少一读取电源线、以及两个读取端，设置于可拉伸基板上，应变读取元件的一第一端连接至少一读取电源线，应变读取元件的一第二端连接多个读取端其中一者，应变读取元件的一第三端连接至少一应力感测线的一端，这些读取端的另一者连接至少一应力感测线的另一端。
本发明的另一些实施方式提供了一种显示装置，包含：如以上和以下的实施方式所讨论的应力感测组件、以及多个信号线。其中，可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，多个拉伸区的各者位于这些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，这些非拉伸区的各者具有多个子像素，这些子像素的各者包含至少一切换元件以及与此至少一切换元件连接的一显示元件，且所述至少一应力感测线设置于这些拉伸区的任一拉伸区上。多个信号线设置于多个非拉伸区与多个拉伸区上，这些信号线与这些子像素的所述切换元件连接，并且位于这些拉伸区的一相同的拉伸区上的这些信号线与至少一应力感测线相互分隔且不相互连接。
在一些实施方式中，在显示装置中，可拉伸基板至少包含一第一区域及一第二区域，且第一区域与第二区域分别地包含多个非拉伸区与多个拉伸区，第一区域的拉伸率大于第二区域的拉伸率。进一步地，多个刚性段的总长度为X，多个软性导电段的未与这些刚性段重叠的多个部分的总长度为Y，并且位于第一区域的这些拉伸区的任一者的至少一应力感测线的Y/X比例大于位于第二区域的这些拉伸区的任一者的至少一应力感测线的Y/X比例。
在一些实施方式中，在显示装置中，应力感测线的Y/X比例介于0.01至3之间。
在一些实施方式中，在显示装置中，位于第一区域的至少一应力感测线的Y/X比例介于0.2至3之间。
在一些实施方式中，在显示装置中，位于第二区域的至少一应力感测线的Y/X比例介于0.01至0.5之间。
本发明的又另一些实施方式提供了一种显示装置，包含：如以上和以下的实施方式所讨论的应力感测组件、以及多个信号线。其中，可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，多个拉伸区的各者位于这些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，这些非拉伸区的各者具有多个子像素，这些子像素的各者包含至少一切换元件以及与此至少一切换元件连接的一显示元件，且所述至少一应力感测线设置于这些拉伸区的任一拉伸区上。多个信号线设置于多个非拉伸区与多个拉伸区上，这些信号线与这些子像素的所述切换元件连接，并且位于这些拉伸区的一相同的拉伸区上的这些信号线与至少一应力感测线相互分隔且不相互连接。其中，所述应力感测组件还包含至少一应变读取元件、至少一读取电源线、以及二读取端，设置于可拉伸基板上，应变读取元件的一第一端连接至少一读取电源线，应变读取元件的一第二端连接多个读取端其中一者，应变读取元件的一第三端连接至少一应力感测线的一端，这些读取端的另一者连接至少一应力感测线的另一端。在所述显示装置中，多个非拉伸区的任一者还具有至少一应变读取元件，且位于多个非拉伸区的一相同的非拉伸区上的至少一应变读取元件与多个子像素的各者的至少一切换元件与显示元件相互分隔且不相互连接。
本发明的又另一些实施方式提供了一种显示装置，包含：如以上和以下的实施方式所讨论的应力感测组件、以及多个信号线。其中，可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，多个拉伸区的各者位于这些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，这些非拉伸区的各者具有多个子像素，这些子像素的各者包含至少一切换元件以及与此至少一切换元件连接的一显示元件，且所述至少一应力感测线设置于这些拉伸区的任一拉伸区上。多个信号线设置于多个非拉伸区与多个拉伸区上，这些信号线与这些子像素的所述切换元件连接，并且位于这些拉伸区的一相同的拉伸区上的这些信号线与至少一应力感测线相互分隔且不相互连接。其中，所述应力感测组件还包含至少一应变读取元件、至少一读取电源线、以及二读取端，设置于可拉伸基板上，应变读取元件的一第一端连接至少一读取电源线，应变读取元件的一第二端连接多个读取端其中一者，应变读取元件的一第三端连接至少一应力感测线的一端，这些读取端的另一者连接至少一应力感测线的另一端。在所述显示装置中，至少一读取电源线设置于多个拉伸区的任一者上，其中，位于多个拉伸区的一相同的拉伸区上的多个信号线与所述至少一读取电源线相互分隔且不相互连接。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施方式能更明显易懂，所附的附图的说明如下：
图1为软性导电材料的拉伸比例与片电阻的关系的示意图；
图2A为本发明的一些实施方式的应力感测组件的截面视图；
图2B为图2A的应力感测组件在拉伸后的截面视图；
图3A为一些实施方式的应力感测组件的截面视图；
图3B为图3A的应力感测组件在拉伸后的截面视图；
图4A为一些实施方式的应力感测组件的截面视图；
图4B为一些实施方式的应力感测组件的截面视图；
图5A为一些实施方式的应力感测组件的上视图；
图5B为一些实施方式的应力感测组件的上视图；
图6A为一比较例的截面视图；
图6B为图6A的比较例在拉伸后的拉伸比例分布图；
图7A为一实施例的截面视图；
图7B为图7A的实施例在拉伸后的拉伸比例分布图；
图8A为一比较例的截面视图；
图8B为图8A的比较例的拉伸比例与电阻变化率的关系的示意图；
图9A为一实施例的截面视图；
图9B为图9A的实施例的拉伸比例与电阻变化率的关系的示意图；
图10A为本发明的一实施方式，一显示装置的局部的俯视图；
图10B为图10A的衔接的线AB的截面视图；
图11A为一曲面的显示装置的示意图；
图11B为在图11A的显示装置的第一区域中的应力感测组件的截面视图；
图11C为在图11A的显示装置的第二区域中的应力感测组件的截面视图。
符号说明
100:应力感测组件
100’:应力感测组件
100”:应力感测组件
110:可拉伸基板
120:应力感测线
122:刚性段
122S:侧壁
122T:上表面
122E:外侧壁
124:软性导电段
130:弯曲部
200:组件
210:可拉伸基板
220:刚性材料层
230:软性导电材料层
300:应力感测组件
310:可拉伸基板
320:应力感测线
322:刚性段
324:软性导电段
400:组件
410:可拉伸基板
420:软性导电材料层
500:应力感测组件
510:可拉伸基板
520:应力感测线
522:刚性段
524:软性导电段
600:显示装置
610:可拉伸基板
612:非拉伸区
613:子像素
614:拉伸区
620:应力感测线
622:刚性段
624:软性导电段
640:应变读取元件
650:读取电源线
662:读取端
664:读取端
700:显示装置
702:第一区域
704:第二区域
706:可拉伸基板
710:应力感测组件
712:应力感测线
714:刚性段
716:软性导电段
720:应力感测组件
722:应力感测线
724:刚性段
726:软性导电段
具体实施方式
以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的优选实施方式和实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件「上」或「连接到」另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为「直接在另一元件上」或「直接连接到」另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，「连接」可以指物理及/或电连接。再者，「电连接」或「耦合」可为二元件间存在其它元件。
应当理解，尽管术语「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的「第一元件」、「部件」、「区域」、「层」或「部分」可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非内容清楚地指示，否则单数形式「一」、「一个」和「该」旨在包括多个形式，包括「至少一个」。「或」表示「及/或」。如本文所使用的，术语「及/或」包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语「包括」及/或「包括」指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一个或多个其它特征、区域整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
此外，诸如「下」或「底部」和「上」或「顶部」的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的「下」侧的元件将被定向在其他元件的「上」侧。因此，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件「下方」或「下方」的元件将被定向为在其它元件「上方」。因此，示例性术语「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
本文使用的「约」、「近似」、或「实质上」包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，「约」可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的「约」、「近似」或「实质上」可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
本文参考作为理想化实施例的俯视示意图来描述示例性实施例。因此，可以预期到作为例如制造技术及/或公差的结果的图示的形状变化。因此，本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外，所示的锐角可以是圆的。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状，并且不是旨在限制权利要求的范围。
图1示出三种软性导电材料的拉伸比例(％)与片电阻(Ω/□，或称为欧姆/平方)关系。三种软性导电材料为聚二氧乙基噻吩(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene，PEDOT)材料，在未拉伸时分别具有120Ω/□、220Ω/□、和310Ω/□的电阻。随着拉伸比例的增加，可见三个软性导电材料的片电阻也基本上呈线性地增加。因此，可用软性导电材料随着拉伸比例而增加电阻的效应来感测软性导电材料所位于的位置的拉伸应变。
在图1中，也示出了当软性导电材料从未拉伸状态至拉伸比例50％时，片电阻增加的倍数都小于3倍。因此，如果应力感测线仅由软性导电材料形成，应力感测线对于拉伸形变的响应可能不够灵敏。
图2A为根据本发明的一些实施方式的应力感测组件的截面视图。应力感测组件100包含可拉伸基板110以及应力感测线120。应力感测线120由多个相互分隔的刚性段122和多个相互分隔的软性导电段124所组成。换言之，应力感测线120由交互排列的多个刚性段122和多个软性导电段124所组成。或者，在应力感测线120中，刚性材料是断开不连续的，而软性导电段124填入断开的间隔中。在一些实施方式中，多个刚性段122的上表面和多个软性导电段124的上表面基本上是齐平的。
图2B绘示图2A的应力感测组件100在拉伸后的截面视图。两侧的箭头代表拉伸的方向。在拉伸应力的作用下，应力感测线120的多个软性导电段124的长度可延长，而多个刚性段122的长度则基本上不变。
在一些实施方式中，应力感测组件100的可拉伸基板110的杨氏模数范围为介于约0.1MPa至约10GPa之间，例如，约0.1MPa、约1MPa、约10MPa、约100MPa、约1GPa、或约10GPa。可拉伸基板110的材料可包含聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)、硅氧树脂(polysiloxanes)、聚氨酯(Polyurethane)、或环氧树脂(Epoxy)、或类似者。
在一些实施方式中，应力感测线120的多个刚性段122的杨氏模数范围为约30GPa至约400GPa之间，例如约30GPa、约50GPa、约100GPa、约150GPa、约200GPa、约250GPa、约300GPa、约350GPa、或约400GPa。在一些实施方式中，刚性段122的材料可为金属，例如钛、铝、钼、银、铜、金、或其组合。在另一些实施方式中，刚性段122的材料可为导电氧化物，例如氧化铟钖(indium tin oxide)。
在一些实施方式中，应力感测线120的多个软性导电段124的杨氏模数范围为约0.01MPa至1GPa之间。在一些实施方式中，软性导电段124的材料包含导电高分子材料，例如聚二氧乙基噻吩(PEDOT)。在一些实施方式中，软性导电段124的材料包含导电高分子复合材料，例如银纳米线聚合物(silver nano-wire in polymer)、银纳米片聚合物(silvernano-sheet in polymer)、铜纳米颗粒聚合物(copper nano-particle in polymer)、导电的纳米或微米材料聚合物(conductive nano-or micro-material in polymer)。
在一些实施方式中，刚性段122的杨氏模数大于可拉伸基板110的杨氏模数和软性导电段124的杨氏模数。在一些实施方式中，可拉伸基板110的杨氏模数大于软性导电段124的杨氏模数。
在一些实施方式中，在一应力感测线120中，多个刚性段122的总长度为X，多个软性导电段124的总长度为Y，且3≥Y/X≥0.01，例如，Y/X的比例可为3、2.8、2.5、2、1.5、1、0.5、0.2、0.1、0.05、或0.01。由于当软性导电段124的总长度在应力感测线所占的比例较小(亦即，Y/X较小)时，拉伸作用所导致的拉伸形变会更集中于各个软性导电段，因此电阻变化率会变地较大，也就是应力感测线会较灵敏。取决于应力感测线120所需的灵敏度，可调整Y/X的比率。
在一些实施方式中，邻近的两个刚性段122之间的间隔尺寸取决于制作工艺条件，例如最小的间隔尺寸为大于1微米。
图3A为根据另一些实施方式的应力感测组件的截面视图。应力感测组件100’包含可拉伸基板110和应力感测线120。可拉伸基板110类似于上述图2A所讨论的可拉伸基板110。应力感测线120包含多个刚性段122和多个软性导电段124。
在一些实施方式中，在应力感测组件100’中，应力感测线120的多个刚性段122由导电材料所组成，可参照上述图2A的刚性段122所讨论的材料。
在一些实施方式中，在应力感测组件100’中，应力感测线120的多个软性导电段124包含导电高分子或导电高分子复合材料，可参照上述图2A所讨论的软性导电段124的材料。
在应力感测组件100’中，多个软性导电段124的上表面高于多个刚性段122的上表面。多个软性导电段124的各者接触邻接的两个刚性段122的侧壁122S和上表面122T的一部分。
图3B绘示图3A的应力感测组件100’拉伸后的截面视图。两侧的箭头代表拉伸的方向。在拉伸应力的作用下，应力感测线120的多个软性导电段124的长度在任两个刚性段122之间的间隔处可延长，而多个刚性段122的长度则基本上不变。
图4A为根据又另一些实施方式的应力感测组件的截面视图。在应力感测组件100”包含可拉伸基板110和应力感测线120。可拉伸基板110类似于上述图2A所讨论的可拉伸基板110。应力感测线120包含多个刚性段122和多个互相连接的软性导电段124。
在一些实施方式中，在应力感测组件100”中，应力感测线120的多个刚性段122的材料由导电材料所组成，可参照上述图2A的刚性段122所讨论的材料。在另一些实施方式中，应力感测线120的多个刚性段122的材料可由非导电的材料组成，例如：硅氮化物(silicon nitride)、硅氧化物(silicon oxide)、非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(poly-silicon)、有机树脂(organic resin)、或类似者、或其组合。
在一些实施方式中，在应力感测组件100”中，应力感测线120的多个软性导电段124包含导电高分子或导电高分子复合材料，可参照上述图2A所讨论的软性导电段124的材料。
在应力感测组件100”中，应力感测线120的多个软性导电段124为相互连接的且覆盖多个刚性段122。换言之，相互连接的多个软性导电段124覆盖及直接接触多个刚性段122的全部上表面122T。进一步地，应力感测线120两端的两个软性导电段124还分别地覆盖及直接接触最靠近应力感测线120的两端的两个刚性段122的外侧壁122E。
图4B绘示图4A的应力感测组件100”拉伸后的截面视图。两侧的箭头代表拉伸的方向。在拉伸应力的作用下，应力感测线120的多个软性导电段124的长度在任两个刚性段122之间的间隔处可延长，而多个刚性段122的长度则基本上不变。
在一些实施方式中，形成应力感测组件的方法包含在可拉伸的基板上形成沿第一方向排列的多个分隔的刚性段，之后将软性导电材料层设置为沿着第一方向延伸且设置于多个刚性段之间的间隔中和覆盖多个刚性段。在一些实施方式中，可进行例如化学机械研磨的制作工艺，使得软性导电材料层形成为多个分隔的软性导电段，并且多个刚性段和多个软性导电段的上表面大致上齐平。在另一些实施方式中，可经由图案化的制作工艺移除软性导电材料层的多个部分，使得软性导电材料层形成为多个分隔的软性导电段，并且软性导电段中的各者覆盖邻接的刚性段的至少一部分。
图5A绘示根据本发明的一些实施方式的应力感测组件的上视图。两侧的箭头表示拉伸作用的方向。由上视图可见应力感测组件100的应力感测线120为一直线其由交替的刚性段122和软性导电段124所组成。
图5B绘示根据本发明的一些实施方式的另一个应力感测组件的上视图。由上视图可见应力感测组件100的应力感测线120为弯曲状，包含多个弯曲部130。进一步而言，应力感测线120的位于弯曲部130的部分为软性导电段124。由于相互串联的应力感测线能够获得更大的电阻变化率，因此，当一装置的应力感测线需要较大的电阻变化率时，可形成较长的应力感测线并且使其为弯曲的线段，以获得更强的响应信号，提高感测的灵敏度。两侧的箭头表示拉伸作用的方向。以软性导电段形成应力感测线的弯曲部，使得应力感测线具有较好的拉伸性能并且避免拉伸作用导致应力感测线断裂。
以下经由比较例和实施例的测试，显示根据本发明的实施方式的应力感组件在拉伸后，应力感测线的拉伸的形变量集中于多个软性导电段的部分，因此，可放大应力感测线的电阻变化率。
图6A绘示比较例1的截面视图。比较例1的组件200包含可拉伸基板210、在可拉伸基板上的刚性材料层220、和在刚性材料层220上的软性导电材料层230。在比较例1中，刚性材料层220的材料为钛-铝-钛的三层结构，软性导电材料层230的材料为具有纳米银线的树脂。
图6B示出在拉伸后比较例1的组件200的拉伸比例分布图。在图6B中，以色阶表示不同程度的拉伸比例，并且各个色阶旁的数字表示拉伸的比例，例如0.1就是10％的拉伸比例。如图6B所示，在拉伸后，在组件200两端之间的区域的拉伸比例大约为一致的，拉伸比例约介于约5.9％至约7％之间。
图7A绘示实施例1的截面视图。应力感测组件300包含可拉伸基板310以及应力感测线320。应力感测线320包含交替的刚性段322和软性导电段324。在实施例1中，刚性段322的材料为钛-铝-钛的三层结构，软性导电段324的材料为纳米银线。
图7B示出在拉伸后，实施例1的应力感测组件300的拉伸比例分布图。如图7B所示，拉伸后，应力感测组件300在多个刚性段322的部分处几乎没有拉伸，在多个软性导电段324的部分处的拉伸比例为介于约19％至约47％之间。
图8A绘示比较例2的截面视图。比较例2的组件400包含可拉伸基板410、和在可拉伸基板410上的软性导电材料层420。在比较例2中，软性导电材料层420的材料为聚二氧乙基噻吩(PEDOT)导电高分子。
图8B示出图8A的比较例2的拉伸比例与电阻变化率(R/R0)的关系。可见随着组件400的拉伸比例增加，电阻变化率逐渐增加，当组件400的拉伸比例从未拉伸状态至拉伸比例50％时，电阻变化率增加约3倍。
图9A绘示实施例2的截面视图。实施例2的应力感测组件500包含可拉伸基板510以及应力感测线520。应力感测线包含分隔的多个刚性段522和覆盖这些刚性段522的互相连接的多个软性导电段524。在实施例2中，刚性段522为钛-铝-钛的三层结构，软性导电段524的材料为聚二氧乙基噻吩(PEDOT)导电高分子。进一步地，在应力感测组件500中，多个刚性段522的总长度X，多个软性导电段524的未与刚性段522重叠的多个部分的总和为Y，Y/X约为1。
图9B示出图9A的实施例2的拉伸比例与电阻变化率(R/R0)的关系。可见随着应力感测组件500的拉伸比例增加，电阻变化率逐渐增加，当应力感测组件500的拉伸比例从未拉伸状态至拉伸比例50％时，电阻变化率增加大于30倍。
由以上图6A至图9B的比较例和实验例的试验可知，当施加拉伸作用力时，在应力感测线中，刚性段的长度基本上不变且会限制下方可拉伸基板的形变，使得拉伸的应变效应主要集中在刚性材料断开的区域，亦即填入软性导电段的部分。因此，软性导电段的变形量大幅增加，因而可测量到较大的电阻变化率。因此，相较于比较例，本发明的实施例的应力感测线对拉伸所导致的形变的响应会灵敏许多。
本发明的多个实施方式所提供的应力感测组件可应用于可挠性电子装置，例如：可挠性显示装置。可挠性显示装置意指可以被弯曲(curved)、弯曲(folded)、拉伸(stretched)、挠曲(flexed)、卷曲(rolled)、或是其他类似变形的显示装置。在一些实施方式中，可挠性显示装置可以是手机、平板计算机、笔记型计算机、电视、看板、数码相框、导航仪、智能穿戴显示装置、或类似者。
在一些实施方式中，在形成可挠性显示装置的制作工艺中，应力感测线可事先形成于可挠性显示装置中的一可拉伸基板上，然后再形成其他元件；替代地，可在制作显示驱动阵列时就一起制作应力感测线。在一些实施方式中，应力感测线可与半导体主动(有源)层、栅极金属层、或源极漏极金属层的任一层同层设置。由于在一些可挠性显示装置中，为了避免显示元件由于弯折而断裂，显示驱动阵列设置于力学上的中性轴，在可挠性显示装置的一些区域中显示驱动阵列所位于的层面的拉伸应变量较小，例如拉伸比例可能小于1％或小于0.3％，因此，更需较灵敏的应力感测组件以测量较小的应变。
参看图10A和图10B，图10A绘示一可挠性显示装置的局部的上视图。图10B绘示衔接的线AB的截面视图。在可挠性显示装置600中，在可拉伸基板610上具有多个非拉伸区612和拉伸区614。非拉伸区612是多个子像素所在的位置。为了便于说明，在图10A的非拉伸区612中，仅绘示一子像素613。在遭受应力时，非拉伸区612不会拉伸，经由拉伸区614的拉伸形变，使得非拉伸区612的多个子像素位于所期望的位置。
为了便于说明，图10A的子像素结构以两个薄膜晶体管T1和T2搭配一个电容器C1为例，亦即以2T1C的架构来说明，但并非用以限定本发明。
多个非拉伸区612的各者位于多个拉伸区614之间。在非拉伸区612的多个子像素613的各者包含至少一切换元件(例如，薄膜晶体管T1和T2)以及与切换元件连接的显示元件(例如显示元件CLED)。至少一应力感测线620设置于任一个拉伸区614上。在图10B中，由于说明的目的，绘示了两个刚性段622和一个软性导电段624，但应力感测线620可包含更多个刚性段622和软性导电段624。在一些实施方式中，每个软性导电段624位于邻近的两个刚性段622之间。在一些实施方式中，多个软性导电段624的各者位于邻近的两个刚性段622之间且覆盖刚性段622的至少一部分。在一些实施方式中，多个软性导电段624为互相连接的。在另一些实施方式中，多个软性导电段624为分隔的。
如图10A所示，多个信号线设置于可拉伸基板610的非拉伸区612与拉伸区614上，这些信号线与子像素613的切换元件连接。多个信号线包含连接至薄膜晶体管T1的电源线GL、连接至薄膜晶体管T1的资料线Data、连接至薄膜晶体管T2的高电压电源线OVDD和低电压电源线OVSS。进一步地，位于一相同的拉伸区614上的这些信号线与应力感测线620相互分隔开来且不相互连接。
在一些实施方式中，显示元件CLED是自发光的显示元件，例如有机发光二极管(OLED)或微发光二极管(micro LED)。在另一些实施方式中，显示元件可能是非自发光的显示元件，例如液晶。
如图10A中所示，在显示装置600中，应力感测组件还包含应变读取元件640其耦合位于拉伸区614的应力感测线620。如图10A中所示，应变读取元件640为一晶体管，位于非拉伸区612内。进一步地，应变读取元件640与在相同的非拉伸区612中的子像素613的薄膜晶体管T1、T2和显示元件CLED为相互分隔且不相互连接。
如图10A中所示，在显示装置600中，应力感测组件还包含读取电源线650以及两个读取端662和664。读取电源线650设置于可拉伸基板610，并且从拉伸区614延伸至非拉伸区612与应变读取元件640连接。进一步地，应变读取元件640的第一端640A(例如栅极端)连接读取电源线650。此外，应变读取元件640的第二端640B连接第一读取端662，应变读取元件640的第三端540C连接应力感测线620，并且应力感测线的另一端连接第二读取端664。应变读取元件640经由第一端640A给电压打开后，第二端640B和第三端640C会等电压，经由第三端640C与读取端662给电压差来量电流，因此得到电阻变化率。
如图10A中所示，在显示装置600中，应力感测组件的读取电源线650与相同的拉伸区中的其他信号线(例如电源线GL、数据线Data、高压电源线OVDD、和低压电源线OVSS)相互分隔且不相互连接。
在一些实施方式中，可经由应变读取元件640检测的电阻变化率信号来计算可挠性显示装置600的不同位置的像素所需的电压补偿值，并且根据所需的电压补偿值来对不同位置的像素的电压进行调节。
图11A绘示一曲面的显示装置，在显示装置700中，各个局部区域(例如第一区域702和第二区域704)分别地包含多个非拉伸区与多个拉伸区。在显示装置700中，在不同位置处的可拉伸基板有不同的拉伸比例。例如，在显示装置700中，在第一区域702的可拉伸基板的拉伸比例约为23％至27％，在第二区域704的可拉伸基板的拉伸比例约为0.3％。换言之，第一区域702的拉伸比例大于第二区域704的拉伸比例。
在一些实施方式中，在第一区域702和在第二区域704分别设置应力感测组件。第一区域702和第二区域704的拉伸比例不同，因此可对于不同的区域设置不同灵敏度的应力感测线。例如，由于第二区域704的拉伸比例较小，因此可设置能感测较小的拉伸作用的应力感测线。
图11B绘示在显示装置700的第一区域702中的应力感测组件710的截面视图。应力感测组件710包含可拉伸基板706及位于可拉伸基板706上的应力感测线712。应力感测线712包含多个刚性段714和覆盖这些刚性段714的多个互相连接的软性导电段716。在一些实施方式中，在第一区域702中，应力感测线712的多个刚性段的总长度为X，而多个软性导电段716的未与刚性段714重叠的多个部分的总长度为Y，Y/X的比例为介于0.2至3之间，例如：0.2、0.5、1、1.5、2、2.5、或3。
图11C绘示在显示装置700的第二区域704中的应力感测组件720的截面视图。应力感测组件720包含可拉伸基板706及位于可拉伸基板706上的应力感测线722。应力感测线722包含多个刚性段724和覆盖这些刚性段724的多个软性导电段726。在一些实施方式中，在第二区域704中，应力感测线722的多个刚性段724的总长度为X，而多个软性导电段726的未与刚性段724重叠的多个部分的总长度为Y，Y/X的比例为介于0.01至0.5之间，例如：0.01、0.05、0.1、0.2、或0.5。
由于在显示装置中的拉伸比例较小的区域，须要应力感测线能对较小的拉伸形变产生较大的电阻变化率，因此设置的应力感测线的Y/X比例较小。此外，在显示装置中的拉伸比例较大的区域，须要应力感测线能更能承受较大的拉伸应变，因此设置的应力感测线的Y/X比例较大。
本发明的多个实施方式所提供的应力感测组件能对较小的拉伸形变有灵敏的响应，因此提升可挠性装置的对于拉伸形变的后续的操作性能。
虽然结合以上多个实施方式和实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种应力感测组件，包含：
可拉伸基板；以及
至少一应力感测线，设置于该可拉伸基板上，该至少一应力感测线包含：
多个刚性段，该些刚性段相互分隔；和
多个软性导电段，该些软性导电段的各者设置于该些刚性段的两个邻近的刚性段之间且与所述两个邻近的刚性段的侧壁直接接触，并且该些软性导电段的任一者的杨氏模数小于该些刚性段的任一者的杨氏模数。
2.如权利要求1所述的应力感测组件，其中该些软性导电段的各者还覆盖及直接接触该些刚性段的所述两个邻近的刚性段的表面的一部分。
3.如权利要求1所述的应力感测组件，其中该些软性导电段还覆盖及直接接触该些刚性段的全部上表面。
4.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该应力感测线两端的两个软性导电段还分别地覆盖及直接接触最靠近该应力感测线的两端的两个刚性段的外侧壁。
5.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该些刚性段的总长度为X，该些软性导电段的未与该些刚性段重叠的多个部分的总长度为Y，Y/X的比例介于0.01至3之间。
6.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该可拉伸基板的杨氏模数小于该些刚性段的任一者的杨氏模数。
7.如权利要求1所述的应力感测组件，其中该应力感测线为弯曲线，且该弯曲线的弯曲部为该些软性导电段的其中一者。
8.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该些刚性段的材料包含导电材料、不导电材料、或其组合。
9.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该些刚性段的杨氏模数范围为30GPa至400GPa之间，且该些软性导电段的杨氏模数范围为0.01MPa至1GPa之间。
10.如权利要求1所述的应力感测组件，其中，该可拉伸基板的杨氏模数范围为0.1MPa至10GPa之间。
11.如权利要求1所述的应力感测组件，还包含：至少一应变读取元件、至少一读取电源线、以及两个读取端，设置于该可拉伸基板上，该应变读取元件的第一端连接该至少一读取电源线，该应变读取元件的第二端连接该些读取端其中一者，该应变读取元件的第三端连接该至少一应力感测线的一端，该些读取端的另一者连接该至少一应力感测线的另一端。
12.一种显示装置，包含：
如权利要求1至权利要求11任一所述的应力感测组件，其中，该可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，该些拉伸区的各者位于该些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，该些非拉伸区的各者具有多个子像素，该些子像素的各者包含至少一切换元件及一与该至少一切换元件连接的显示元件，且该至少一应力感测线设置于该些拉伸区的任一拉伸区上；以及
多个信号线，设置于该基板的该些非拉伸区与该些拉伸区上，该些信号线与该些子像素的该些切换元件连接，其中，位于该些拉伸区的相同的拉伸区上的该些信号线与该至少一应力感测线相互分隔且不相互连接。
13.如权利要求12所述的显示装置，
其中，该可拉伸基板至少包含第一区域及第二区域，且该第一区域与该第二区域分别地包含该些非拉伸区与该些拉伸区，其中，该第一区域的拉伸率大于该第二区域的拉伸率；以及
其中，该些刚性段的总长度为X，该些软性导电段的未与该些刚性段重叠的多个部分的总长度为Y，并且位于该第一区域的该些拉伸区的任一者的该至少一应力感测线的Y/X比例大于位于该第二区域的该些拉伸区的任一者的该至少一应力感测线的Y/X比例。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中，位于该第一区域的该至少一应力感测线的Y/X比例介于0.2至3之间，并且位于该第二区域的该至少一应力感测线的Y/X比例介于0.01至0.5之间。
15.一种显示装置，包含：
如权利要求11所述的应力感测组件，其中，该可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，该些拉伸区的各者位于该些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，该些非拉伸区的各者具有多个子像素，该些子像素的各者包含至少一切换元件及与该至少一切换元件连接的显示元件，且该至少一应力感测线设置于该些拉伸区的任一拉伸区上；以及
多个信号线，设置于该基板的该些非拉伸区与该些拉伸区上，该些信号线与该些子像素的该些切换元件连接，其中，位于该些拉伸区的相同的拉伸区上的该些信号线与该至少一应力感测线相互分隔且不相互连接；
其中，该些非拉伸区的任一者还具有该至少一应变读取元件，且位于该些非拉伸区的相同的非拉伸区上的该至少一应变读取元件与该些子像素的各者的该至少一切换元件与该显示元件相互分隔且不相互连接。
16.一种显示装置，包含：
如权利要求11所述的应力感测组件，其中，该可拉伸基板具有多个非拉伸区与多个拉伸区，该些拉伸区的各者位于该些非拉伸区的两个邻近的非拉伸区之间，该些非拉伸区的各者具有多个子像素，该些子像素的各者包含至少一切换元件及一与该至少一切换元件连接的显示元件，且该至少一应力感测线设置于该些拉伸区的任一拉伸区上；以及
多个信号线，设置于该基板的该些非拉伸区与该些拉伸区上，该些信号线与该些子像素的该些切换元件连接，其中，位于该些拉伸区的相同的拉伸区上的该些信号线与该至少一应力感测线相互分隔且不相互连接；
其中，该至少一读取电源线设置于该些拉伸区的任一者上，并且位于该些拉伸区的相同的拉伸区上的该些信号线与该至少一读取电源线相互分隔且不相互连接。
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