TW202219473A

TW202219473A - 應力感測組件和顯示裝置

Info

Publication number: TW202219473A
Application number: TW110118541A
Authority: TW
Inventors: 柯聰盈
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-05-16
Also published as: TW202219599A; TWI783493B; TWI745229B; TW202219919A; TWI767615B; TWI771051B; TW202219923A; TW202219607A; TWI762324B

Abstract

一種應力感測組件，包含：可拉伸基板、以及至少一應力感測線。應力感測線設置於可拉伸基板上且包含：多個剛性段和多個軟性導電段。多個剛性段相互分隔。多個軟性導電段的各者設置於多個剛性段的兩個鄰近的剛性段之間且與兩個鄰近的剛性段的側壁直接接觸，並且多個軟性導電段的任一者的楊氏模數小於多個剛性段的任一者的楊氏模數。在此亦揭露包含應力感測組件的顯示裝置。

Description

應力感測組件和顯示裝置

本揭示內容係關於具有應力感測線的感應組件和包含此感應組件的顯示裝置。

在可撓性電子裝置中，由於拉伸導致電子裝置的基板發生形變，可經由感應組件對於此形變所感測到的變化來進行後續的操作，例如，在可撓性顯示裝置中，可進行不同的形變區域的像素補償。但是，目前在可撓性電子裝置中的感應組件的靈敏度不夠高，往往需要較大的形變量才能產生可被檢測出來的變化。

有鑑於上述問題，本揭示內容的一些實施方式提供了一種用於可撓性電子裝置的應力感測組件，在較小的形變時即可有比較大的響應能力。

本揭示內容的一些實施方式提供了一種應力感測組件，包含：可拉伸基板以及至少一應力感測線。應力感測線設置於可拉伸基板上且包含：多個剛性段和多個軟性導電段。多個剛性段相互分隔。多個軟性導電段的各者設置於多個剛性段的兩個鄰近的剛性段之間且與兩個鄰近的剛性段的側壁直接接觸，並且多個軟性導電段的任一者的楊氏模數小於多個剛性段的任一者的楊氏模數。

在一些實施方式中，多個軟性導電段相互分隔。在另一些實施方式中，多個軟性導電段彼此連接。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，多個軟性導電段的各者更覆蓋及直接接觸多個剛性段的兩個鄰近的剛性段的表面的一部分。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，多個軟性導電段更覆蓋及直接接觸多個剛性段的全部上表面。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，應力感測線兩端的兩個軟性導電段更分別地覆蓋及直接接觸最靠近應力感測線的兩端的兩個剛性段的外側壁。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，多個剛性段之總長度為X，多個軟性導電段的未與多個剛性段重疊的多個部分之總長度為Y，Y/X的比例介於0.01至3之間。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，可拉伸基板之楊氏模數小於多個剛性段的任一者的楊氏模數。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，應力感測線為一彎曲線，且此彎曲線的一彎曲部係為多個軟性導電段的其中一者。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，多個剛性段的材料包含導電材料、不導電材料、或其組合。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，多個剛性段之楊氏模數範圍為30 GPa至400 GPa之間，且多個軟性導電段之楊氏模數範圍為0.01 MPa至1 GPa之間。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，可拉伸基板的楊氏模數範圍為0.1 MPa至10 GPa之間。

在一些實施方式中，在應力感測組件中，更包含：至少一應變讀取元件、至少一讀取電源線、以及二讀取端，設置於可拉伸基板上，應變讀取元件之一第一端連接至少一讀取電源線，應變讀取元件之一第二端連接多個讀取端其中一者，應變讀取元件之一第三端連接至少一應力感測線之一端，這些讀取端之另一者連接至少一應力感測線之另一端。

本揭示內容的另一些實施方式提供了一種顯示裝置，包含：如以上和以下的實施方式所討論的應力感測組件、以及多個訊號線。其中，可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，多個拉伸區的各者位於這些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，這些非拉伸區的各者具有多個子畫素，這些子畫素的各者包含至少一切換元件以及與此至少一切換元件連接的一顯示元件，且所述至少一應力感測線設置於這些拉伸區的任一拉伸區上。多個訊號線設置於多個非拉伸區與多個拉伸區上，這些訊號線與這些子畫素的所述切換元件連接，並且位於這些拉伸區的一相同的拉伸區上的這些訊號線與至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接。

在一些實施方式中，在顯示裝置中，可拉伸基板至少包含一第一區域及一第二區域，且第一區域與第二區域分別地包含多個非拉伸區與多個拉伸區，第一區域的拉伸率大於第二區域的拉伸率。進一步地，多個剛性段之總長度為X，多個軟性導電段的未與這些剛性段重疊的多個部分之總長度為Y，並且位於第一區域之這些拉伸區的任一者的至少一應力感測線之Y/X比例大於位於第二區域之這些拉伸區的任一者的至少一應力感測線之Y/X比例。

在一些實施方式中，在顯示裝置中，應力感測線之Y/X比例介於0.01至3之間。

在一些實施方式中，在顯示裝置中，位於第一區域的至少一應力感測線之Y/X比例介於0.2至3之間。

在一些實施方式中，在顯示裝置中，位於第二區域的至少一應力感測線之Y/X比例介於0.01至0.5之間。

本揭示內容的又另一些實施方式提供了一種顯示裝置，包含：如以上和以下的實施方式所討論的應力感測組件、以及多個訊號線。其中，可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，多個拉伸區的各者位於這些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，這些非拉伸區的各者具有多個子畫素，這些子畫素的各者包含至少一切換元件以及與此至少一切換元件連接的一顯示元件，且所述至少一應力感測線設置於這些拉伸區的任一拉伸區上。多個訊號線設置於多個非拉伸區與多個拉伸區上，這些訊號線與這些子畫素的所述切換元件連接，並且位於這些拉伸區的一相同的拉伸區上的這些訊號線與至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接。其中，所述應力感測組件更包含至少一應變讀取元件、至少一讀取電源線、以及二讀取端，設置於可拉伸基板上，應變讀取元件之一第一端連接至少一讀取電源線，應變讀取元件之一第二端連接多個讀取端其中一者，應變讀取元件之一第三端連接至少一應力感測線之一端，這些讀取端之另一者連接至少一應力感測線之另一端。在所述顯示裝置中，多個非拉伸區的任一者更具有至少一應變讀取元件，且位於多個非拉伸區的一相同的非拉伸區上的至少一應變讀取元件與多個子畫素的各者的至少一切換元件與顯示元件相互分隔且不相互連接。

本揭示內容的又另一些實施方式提供了一種顯示裝置，包含：如以上和以下的實施方式所討論的應力感測組件、以及多個訊號線。其中，可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，多個拉伸區的各者位於這些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，這些非拉伸區的各者具有多個子畫素，這些子畫素的各者包含至少一切換元件以及與此至少一切換元件連接的一顯示元件，且所述至少一應力感測線設置於這些拉伸區的任一拉伸區上。多個訊號線設置於多個非拉伸區與多個拉伸區上，這些訊號線與這些子畫素的所述切換元件連接，並且位於這些拉伸區的一相同的拉伸區上的這些訊號線與至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接。其中，所述應力感測組件更包含至少一應變讀取元件、至少一讀取電源線、以及二讀取端，設置於可拉伸基板上，應變讀取元件之一第一端連接至少一讀取電源線，應變讀取元件之一第二端連接多個讀取端其中一者，應變讀取元件之一第三端連接至少一應力感測線之一端，這些讀取端之另一者連接至少一應力感測線之另一端。在所述顯示裝置中，至少一讀取電源線設置於於多個拉伸區的任一者上，其中，位於多個拉伸區的一相同的拉伸區上的多個訊號線與所述至少一讀取電源線係相互分隔且不相互連接。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭示內容之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭示內容之較佳實施方式和實施例後，當可由本揭示內容所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭示內容之精神與範圍。

在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式「一」、「一個」和「該」旨在包括複數形式，包括「至少一個」。「或」表示「及/或」。如本文所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」及/或「包括」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

本文參考作為理想化實施例的俯視示意圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。

第1圖示出三種軟性導電材料的拉伸比例(%)與片電阻(Ω/□，或稱為歐姆/平方)關係。三種軟性導電材料為聚二氧乙基噻吩 (Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene，PEDOT)材料，在未拉伸時分別具有120 Ω/□、220 Ω/□、和310 Ω/□的電阻。隨著拉伸比例的增加，可見三個軟性導電材料的片電阻亦基本上呈線性地增加。因此，可用軟性導電材料隨著拉伸比例而增加電阻的效應來感測軟性導電材料所位在的位置的拉伸應變。

在第1圖中，亦示出了當軟性導電材料從未拉伸狀態至拉伸比例50%時，片電阻增加的倍數皆小於3倍。因此，如果應力感測線僅由軟性導電材料形成，應力感測線對於拉伸形變的響應可能不夠靈敏。

第2A圖為根據本揭示內容的一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。應力感測組件100包含可拉伸基板110以及應力感測線120。應力感測線120由複數個相互分隔的剛性段122和複數個相互分隔的軟性導電段124所組成。換言之，應力感測線120由交互排列的多個剛性段122和多個軟性導電段124所組成。或者，在應力感測線120中，剛性材料是斷開不連續的，而軟性導電段124填入斷開的間隔中。在一些實施方式中，多個剛性段122的上表面和多個軟性導電段124的上表面基本上是齊平的。

第2B圖繪示第2A圖的應力感測組件100在拉伸後的截面視圖。兩側的箭頭代表拉伸的方向。在拉伸應力的作用下，應力感測線120的多個軟性導電段124的長度可延長，而多個剛性段122的長度則基本上不變。

在一些實施方式中，應力感測組件100的可拉伸基板110的楊氏模數範圍為介於約0.1 MPa至約10 GPa之間，例如，約0.1 MPa、約1MPa、約10 MPa、約100 MPa、約1 GPa、或約10 GPa。可拉伸基板110的材料可包含聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、矽氧樹酯(polysiloxanes)、聚氨酯(Polyurethane)、或環氧樹酯(Epoxy)、或類似者。

在一些實施方式中，應力感測線120的多個剛性段122的楊氏模數範圍為約30 GPa至約400 GPa之間，例如約30 GPa、約50 GPa、約100 GPa、約150 GPa、約200 GPa、約250 GPa、約300 GPa、約350 GPa、或約400 GPa。在一些實施方式中，剛性段122的材料可為金屬，例如鈦、鋁、鉬、銀、銅、金、或其組合。在另一些實施方式中，剛性段122的材料可為導電氧化物，例如氧化銦鍚(indium tin oxide)。

在一些實施方式中，應力感測線120的多個軟性導電段124的楊氏模數範圍為約0.01 MPa至1 GPa之間。在一些實施方式中，軟性導電段124的材料包含導電高分子材料，例如聚二氧乙基噻吩(PEDOT)。在一些實施方式中，軟性導電段124的材料包含導電高分子複合材料，例如銀奈米線聚合物(silver nano-wire in polymer)、銀奈米片聚合物(silver nano-sheet in polymer)、銅奈米顆粒聚合物(copper nano-particle in polymer)、導電的奈米或微米材料聚合物(conductive nano- or micro- material in polymer)。

在一些實施方式中，剛性段122的楊氏模數大於可拉伸基板110的楊氏模數和軟性導電段124的楊氏模數。在一些實施方式中，可拉伸基板110的楊氏模數大於軟性導電段124的楊氏模數。

在一些實施方式中，在一應力感測線120中，多個剛性段122的總長度為X，多個軟性導電段124的總長度為Y，且3 ≥ Y/X ≥ 0.01，例如，Y/X的比例可為3、2.8、2.5、2、1.5、1、0.5、0.2、0.1、0.05、或0.01。由於當軟性導電段124的總長度在應力感測線所佔的比例較小(亦即，Y/X較小)時，拉伸作用所導致的拉伸形變會更集中於各個軟性導電段，因此電阻變化率會變地較大，也就是應力感測線會較靈敏。取決於應力感測線120所需的靈敏度，可調整Y/X的比率。

在一些實施方式中，鄰近的兩個剛性段122之間的間隔尺寸取決於製程條件，例如最小的間隔尺寸為大於1微米。

第3A圖為根據另一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。應力感測組件100’包含可拉伸基板110和應力感測線120。可拉伸基板110類似於上述第2A圖所討論的可拉伸基板110。應力感測線120包含複數個剛性段122和複數個軟性導電段124。

在一些實施方式中，在應力感測組件100’中，應力感測線120的多個剛性段122由導電材料所組成，可參照上述第2A圖的剛性段122所討論的材料。

在一些實施方式中，在應力感測組件100’中，應力感測線120的多個軟性導電段124包含導電高分子或導電高分子複合材料，可參照上述第2A圖所討論的軟性導電段124的材料。

在應力感測組件100’中，多個軟性導電段124的上表面高於多個剛性段122的上表面。多個軟性導電段124的各者接觸鄰接的兩個剛性段122的側壁122S和上表面122T的一部分。

第3B圖繪示第3A圖的應力感測組件100’拉伸後的截面視圖。兩側的箭頭代表拉伸的方向。在拉伸應力的作用下，應力感測線120的多個軟性導電段124的長度在任兩個剛性段122之間的間隔處可延長，而多個剛性段122的長度則基本上不變。

第4A圖為根據又另一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。在應力感測組件100”包含可拉伸基板110和應力感測線120。可拉伸基板110類似於上述第2A圖所討論的可拉伸基板110。應力感測線120包含複數個剛性段122和複數個互相連接的軟性導電段124。

在一些實施方式中，在應力感測組件100”中，應力感測線120的多個剛性段122的材料由導電材料所組成，可參照上述第2A圖的剛性段122所討論的材料。在另一些實施方式中，應力感測線120的多個剛性段122的材料可由非導電的材料組成，例如：矽氮化物(silicon nitride)、矽氧化物(silicon oxide)、非晶矽(amorphous silicon)、多晶矽(poly-silicon)、有機樹酯(organic resin)、或類似者、或其組合。

在一些實施方式中，在應力感測組件100”中，應力感測線120的多個軟性導電段124包含導電高分子或導電高分子複合材料，可參照上述第2A圖所討論的軟性導電段124的材料。

在應力感測組件100”中，應力感測線120的多個軟性導電段124為相互連接的且覆蓋多個剛性段122。換言之，相互連接的多個軟性導電段124覆蓋及直接接觸多個剛性段122的全部上表面122T。進一步地，應力感測線120兩端的兩個軟性導電段124更分別地覆蓋及直接接觸最靠近應力感測線120的兩端的兩個剛性段122的外側壁122E。

第4B圖繪示第4A圖的應力感測組件100’’拉伸後的截面視圖。兩側的箭頭代表拉伸的方向。在拉伸應力的作用下，應力感測線120的多個軟性導電段124的長度在任兩個剛性段122之間的間隔處可延長，而多個剛性段122的長度則基本上不變。

在一些實施方式中，形成應力感測組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個分隔的剛性段，之後將軟性導電材料層設置為沿著第一方向延伸且設置於多個剛性段之間的間隔中和覆蓋多個剛性段。在一些實施方式中，可進行例如化學機械研磨的製程，使得軟性導電材料層形成為多個分隔的軟性導電段，並且多個剛性段和多個軟性導電段的上表面大致上齊平。在另一些實施方式中，可經由圖案化的製程移除軟性導電材料層的多個部分，使得軟性導電材料層形成為多個分隔的軟性導電段，並且軟性導電段中的各者覆蓋鄰接的剛性段的至少一部分。

第5A圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的應力感測組件的上視圖。兩側的箭頭表示拉伸作用的方向。由上視圖可見應力感測組件100的應力感測線120為一直線其由交替的剛性段122和軟性導電段124所組成。

第5B圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的另一個應力感測組件的上視圖。由上視圖可見應力感測組件100的應力感測線120為彎曲狀，包含複數個彎曲部130。進一步而言，應力感測線120的位在彎曲部130的部分為軟性導電段124。由於相互串聯的應力感測線能夠獲得更大的電阻變化率，因此，當一裝置的應力感測線需要較大的電阻變化率時，可形成較長的應力感測線並且使其為彎曲的線段，以獲得更強的響應信號，提高感測的靈敏度。兩側的箭頭表示拉伸作用的方向。以軟性導電段形成應力感測線的彎曲部，使得應力感測線具有較好的拉伸性能並且避免拉伸作用導致應力感測線斷裂。

以下經由比較例和實施例的測試，顯示根據本揭示內容的實施方式的應力感組件在拉伸後，應力感測線的拉伸的形變量集中於多個軟性導電段的部分，因此，可放大應力感測線的電阻變化率。

第6A圖繪示比較例1的截面視圖。比較例1的組件200包含可拉伸基板210、在可拉伸基板上的剛性材料層220、和在剛性材料層220上的軟性導電材料層230。在比較例1中，剛性材料層220的材料為鈦-鋁-鈦的三層結構，軟性導電材料層230的材料為具有奈米銀線的樹酯。

第6B圖示出在拉伸後比較例1的組件200的拉伸比例分佈圖。在第6B圖中，以色階表示不同程度的拉伸比例，並且各個色階旁的數字表示拉伸的比例，例如0.1就是10%的拉伸比例。如第6B圖所示，在拉伸後，在組件200兩端之間的區域的拉伸比例大約為一致的，拉伸比例約介於約5.9%至約7%之間。

第7A圖繪示實施例1的截面視圖。應力感測組件300包含可拉伸基板310以及應力感測線320。應力感測線320包含交替的剛性段322和軟性導電段324。在實施例1中，剛性段322的材料為鈦-鋁-鈦的三層結構，軟性導電段324的材料為奈米銀線。

第7B圖示出在拉伸後，實施例1的應力感測組件300的拉伸比例分佈圖。如第7B圖所示，拉伸後，應力感測組件300在多個剛性段322的部分處幾乎沒有拉伸，在多個軟性導電段324的部分處的拉伸比例為介於約19%至約47%之間。

第8A圖繪示比較例2的截面視圖。比較例2的組件400包含可拉伸基板410、和在可拉伸基板410上的軟性導電材料層420。在比較例2中，軟性導電材料層420的材料為聚二氧乙基噻吩(PEDOT)導電高分子。

第8B圖示出第8A圖的比較例2的拉伸比例與電阻變化率(R/R0)的關係。可見隨著組件400的拉伸比例增加，電阻變化率逐漸增加，當組件400的拉伸比例從未拉伸狀態至拉伸比例50%時，電阻變化率增加約3倍。

第9A圖繪示實施例2的截面視圖。實施例2的應力感測組件500包含可拉伸基板510以及應力感測線520。應力感測線包含分隔的多個剛性段522和覆蓋這些剛性段522的互相連接的多個軟性導電段524。在實施例2中，剛性段522為鈦-鋁-鈦的三層結構，軟性導電段524的材料為聚二氧乙基噻吩(PEDOT)導電高分子。進一步地，在應力感測組件500中，多個剛性段522的總長度X，多個軟性導電段524的未與剛性段522重疊的多個部分的總和為Y，Y/X約為1。

第9B圖示出第9A圖的實施例2的拉伸比例與電阻變化率(R/R0)的關係。可見隨著應力感測組件500的拉伸比例增加，電阻變化率逐漸增加，當應力感測組件500的拉伸比例從未拉伸狀態至拉伸比例50%時，電阻變化率增加大於30倍。

由以上第6A圖至第9B圖的比較例和實驗例的試驗可知，當施加拉伸作用力時，在應力感測線中，剛性段的長度基本上不變且會限制下方可拉伸基板的形變，使得拉伸的應變效應主要集中在剛性材料斷開的區域，亦即填入軟性導電段的部分。因此，軟性導電段的變形量大輻增加，因而可量測到較大的電阻變化率。因此，相較於比較例，本揭示內容的實施例的應力感測線對拉伸所導致的形變的響應會靈敏許多。

本揭示內容的多個實施方式所提供的應力感測組件可應用於可撓性電子裝置，例如：可撓性顯示裝置。可撓性顯示裝置意指可以被彎曲(curved)、彎曲(folded)、拉伸(stretched)、撓曲(flexed)、卷曲(rolled)、或是其他類似變形的顯示裝置。在一些實施方式中，可撓性顯示裝置可以是手機、平板電腦、筆記型電腦、電視、看板、數碼相框、導航儀、智能穿戴顯示裝置、或類似者。

在一些實施方式中，在形成可撓性顯示裝置的製程中，應力感測線可事先形成於可撓性顯示裝置中的一可拉伸基板上，然後再形成其他元件；替代地，可在製作顯示驅動陣列時就一起製作應力感測線。在一些實施方式中，應力感測線可與半導體主動層、閘極金屬層、或源極汲極金屬層的任一層同層設置。由於在一些可撓性顯示裝置中，為了避免顯示元件由於彎折而斷裂，顯示驅動陣列設置於力學上的中性軸，在可撓性顯示裝置的一些區域中顯示驅動陣列所位在的層面的拉伸應變量較小，例如拉伸比例可能小於1%或小於0.3%，因此，更須較靈敏的應力感測組件以量測較小的應變。

參看第10A圖和第10B圖，第10A圖繪示一可撓性顯示裝置的局部的上視圖。第10B圖繪示銜接的線AB的截面視圖。在可撓性顯示裝置600中，在可拉伸基板610上具有多個非拉伸區612和拉伸區614。非拉伸區612是多個子畫素所在的位置。為了便於說明，在第10A圖的非拉伸區612中，僅繪示一子畫素613。在遭受應力時，非拉伸區612不會拉伸，經由拉伸區614的拉伸形變，使得非拉伸區612的多個子畫素位於所期望的位置。

為了便於說明，第10A圖的子像素結構以兩個薄膜電晶體T1和T2搭配一個電容器C1為例，亦即以2T1C的架構來說明，但並非用以限定本揭示內容。

多個非拉伸區612的各者位於多個拉伸區614之間。在非拉伸區612的多個子畫素613的各者包含至少一切換元件(例如，薄膜電晶體T1和T2)以及與切換元件連接的顯示元件(例如顯示元件C _LED)。至少一應力感測線620設置於任一個拉伸區614上。在第10B圖中，由於說明的目的，繪示了兩個剛性段622和一個軟性導電段624，但應力感測線620可包含更多個剛性段622和軟性導電段624。在一些實施方式中，每個軟性導電段624位於鄰近的兩個剛性段622之間。在一些實施方式中，多個軟性導電段624的各者位於鄰近的兩個剛性段622之間且覆蓋剛性段622的至少一部分。在一些實施方式中，多個軟性導電段624為互相連接的。在另一些實施方式中，多個軟性導電段624為分隔的。

如第10A圖所示，多個訊號線設置於可拉伸基板610的非拉伸區612與拉伸區614上，這些訊號線與子畫素613的切換元件連接。多個訊號線包含連接至薄膜電晶體T1的電源線GL、連接至薄膜電晶體T1的資料線Data、連接至薄膜電晶體T2的高電壓電源線OVDD和低電壓電源線OVSS。進一步地，位於一相同的拉伸區614上的這些訊號線與應力感測線620係相互分隔開來且不相互連接。

在一些實施方式中，顯示元件C _LED是自發光的顯示元件，例如有機發光二極體(OLED)或微發光二極體(micro LED)。在另一些實施方式中，顯示元件可能是非自發光的顯示元件，例如液晶。

如第10A圖中所示，在顯示裝置600中，應力感測組件還包含應變讀取元件640其耦合位在拉伸區614的應力感測線620。如第10A圖中所示，應變讀取元件640為一電晶體，位於非拉伸區612內。進一步地，應變讀取元件640與在相同的非拉伸區612中的子畫素613的薄膜電晶體T1、T2和顯示元件C _LED為相互分隔且不相互連接。

如第10A圖中所示，在顯示裝置600中，應力感測組件還包含讀取電源線650以及兩個讀取端662和664。讀取電源線650設置於可拉伸基板610，並且從拉伸區614延伸至非拉伸區612與應變讀取元件640連接。進一步地，應變讀取元件640的第一端640A(例如閘極端)連接讀取電源線650。此外，應變讀取元件640的第二端640B連接第一讀取端662，應變讀取元件640的第三端540C連接應力感測線620，並且應力感測線的另一端連接第二讀取端664。應變讀取元件640經由第一端640A給電壓打開後，第二端640B和第三端640C會等電壓，經由第三端640C與讀取端662給電壓差來量電流，因此得到電阻變化率。

如第10A圖中所示，在顯示裝置600中，應力感測組件的讀取電源線650與相同的拉伸區中的其他訊號線(例如電源線GL、數據線Data、高壓電源線OVDD、和低壓電源線OVSS)相互分隔且不相互連接。

在一些實施方式方式中，可經由應變讀取元件640檢測的電阻變化率信號來計算可撓性顯示裝置600的不同位置的像素所需的電壓補償值，並且根據所需的電壓補償值來對不同位置的像素的電壓進行調節。

第11A圖繪示一曲面的顯示裝置，在顯示裝置700中，各個局部區域(例如第一區域702和第二區域704)分別地包含多個非拉伸區與多個拉伸區。在顯示裝置700中，在不同位置處的可拉伸基板有不同的拉伸比例。例如，在顯示裝置700中，在第一區域702的可拉伸基板的拉伸比例約為23%至27%，在第二區域704的可拉伸基板的拉伸比例約為0.3%。換言之，第一區域702的拉伸比例大於第二區域704的拉伸比例。

在一些實施方式中，在第一區域702和在第二區域704分別設置應力感測組件。第一區域702和第二區域704的拉伸比例不同，因此可對於不同的區域設置不同靈敏度的應力感測線。例如，由於第二區域704的拉伸比例較小，因此可設置能感測較小的拉伸作用的應力感測線。

第11B圖繪示在顯示裝置700的第一區域702中的應力感測組件710的截面視圖。應力感測組件710包含可拉伸基板706及位在可拉伸基板706上的應力感測線712。應力感測線712包含多個剛性段714和覆蓋這些剛性段714的多個互相連接的軟性導電段716。在一些實施方式中，在第一區域702中，應力感測線712的多個剛性段的總長度為X，而多個軟性導電段716的未與剛性段714重疊的多個部分的總長度為Y，Y/X的比例為介於0.2至3之間，例如：0.2、0.5、1、1.5、2、2.5、或3。

第11C圖繪示在顯示裝置700的第二區域704中的應力感測組件720的截面視圖。應力感測組件720包含可拉伸基板706及位在可拉伸基板706上的應力感測線722。應力感測線722包含多個剛性段724和覆蓋這些剛性段724的多個軟性導電段726。在一些實施方式中，在第二區域704中，應力感測線722的多個剛性段724的總長度為X，而多個軟性導電段726的未與剛性段724重疊的多個部分的總長度為Y，Y/X的比例為介於0.01至0.5之間，例如：0.01、0.05、0.1、0.2、或0.5。

由於在顯示裝置中的拉伸比例較小的區域，須要應力感測線能對較小的拉伸形變產生較大的電阻變化率，因此設置的應力感測線的Y/X比例較小。此外，在顯示裝置中的拉伸比例較大的區域，須要應力感測線能更能承受較大的拉伸應變，因此設置的應力感測線的Y/X比例較大。

本揭示內容的多個實施方式所提供的應力感測組件能對較小的拉伸形變有靈敏的響應，因此提昇可撓性裝置的對於拉伸形變的後續的操作性能。

雖然本揭示內容已以多個實施方式和實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:應力感測組件 100’:應力感測組件 100”:應力感測組件 110:可拉伸基板 120:應力感測線 122:剛性段 122S:側壁 122T:上表面 122E:外側壁 124:軟性導電段 130:彎曲部 200:組件 210:可拉伸基板 220:剛性材料層 230:軟性導電材料層 300:應力感測組件 310:可拉伸基板 320:應力感測線 322:剛性段 324:軟性導電段 400:組件 410:可拉伸基板 420:軟性導電材料層 500:應力感測組件 510:可拉伸基板 520:應力感測線 522:剛性段 524:軟性導電段 600:顯示裝置 610:可拉伸基板 612:非拉伸區 613:子畫素 614:拉伸區 620:應力感測線 622:剛性段 624:軟性導電段 640:應變讀取元件 650:讀取電源線 662:讀取端 664:讀取端 700:顯示裝置 702:第一區域 704:第二區域 706:可拉伸基板 710:應力感測組件 712:應力感測線 714:剛性段 716:軟性導電段 720:應力感測組件 722:應力感測線 724:剛性段 726:軟性導電段

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施方式能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖示出軟性導電材料的拉伸比例與片電阻的關係。第2A圖為根據本揭示內容的一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。第2B圖為第2A圖的應力感測組件在拉伸後的截面視圖。第3A圖為根據一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。第3B圖為第3A圖的應力感測組件在拉伸後的截面視圖。第4A圖為根據一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。第4B圖為根據一些實施方式的應力感測組件的截面視圖。第5A圖繪示根據一些實施方式的應力感測組件的上視圖。第5B圖繪示根據一些實施方式的應力感測組件的上視圖。第6A圖繪示一比較例的截面視圖。第6B圖示出第6A圖的比較例在拉伸後的拉伸比例分佈圖。第7A圖繪示一實施例的截面視圖。第7B圖示出第7A圖的實施例在拉伸後的拉伸比例分佈圖。第8A圖繪示一比較例的截面視圖。第8B圖示出第8A圖的比較例的拉伸比例與電阻變化率的關係。第9A圖繪示一實施例的截面視圖。第9B圖示出第9A圖的實施例的拉伸比例與電阻變化率的關係。第10A圖繪示根據本揭示內容的一實施方式，一顯示裝置的局部的俯視圖。第10B圖繪示第10A圖的銜接的線AB的截面視圖。第11A圖繪示一曲面的顯示裝置。第11B圖繪示在第11A圖的顯示裝置的第一區域中的應力感測組件的截面視圖。第11C圖繪示在第11A圖的顯示裝置的第二區域中的應力感測組件的截面視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:應力感測組件

110:可拉伸基板

120:應力感測線

122:剛性段

124:軟性導電段

Claims

一種應力感測組件，包含：一可拉伸基板；以及至少一應力感測線，設置於該可拉伸基板上，該至少一應力感測線包含：多個剛性段，該些剛性段相互分隔；和多個軟性導電段，該些軟性導電段的各者設置於該些剛性段的兩個鄰近的剛性段之間且與所述兩個鄰近的剛性段的側壁直接接觸，並且該些軟性導電段的任一者的楊氏模數小於該些剛性段的任一者的楊氏模數。
如請求項1所述之應力感測組件，其中該些軟性導電段的各者更覆蓋及直接接觸該些剛性段的所述兩個鄰近的剛性段的表面的一部分。
如請求項1所述之應力感測組件，其中該些軟性導電段的更覆蓋及直接接觸該些剛性段的全部上表面。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該應力感測線兩端的兩個軟性導電段更分別地覆蓋及直接接觸最靠近該應力感測線的兩端的兩個剛性段的外側壁。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該些剛性段之總長度為X，該些軟性導電段的未與該些剛性段重疊的多個部分之總長度為Y，Y/X的比例介於0.01至3之間。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該可拉伸基板之楊氏模數小於該些剛性段的任一者的楊氏模數。
如請求項1所述之應力感測組件，其中該應力感測線為一彎曲線，且該彎曲線的一彎曲部係為該些軟性導電段的其中一者。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該些剛性段之材料包含導電材料、不導電材料、或其組合。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該些剛性段之楊氏模數範圍為30 GPa至400 GPa之間，且該些軟性導電段之楊氏模數範圍為0.01 MPa至1 GPa之間。
如請求項1所述之應力感測組件，其中，該可拉伸基板之楊氏模數範圍為0.1 MPa至10 GPa之間。
如請求項1所述之應力感測組件，更包含：至少一應變讀取元件、至少一讀取電源線、以及二讀取端，設置於該可拉伸基板上，該應變讀取元件之一第一端連接該至少一讀取電源線，該應變讀取元件之一第二端連接該些讀取端其中一者，該應變讀取元件之一第三端連接該至少一應力感測線之一端，該些讀取端之另一者連接該至少一應力感測線之另一端。
一種顯示裝置，包含：如請求項1至請求項11任一項所述之應力感測組件，其中，該可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，該些拉伸區的各者位於該些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，該些非拉伸區的各者具有多個子畫素，該些子畫素的各者包含至少一切換元件及一與該至少一切換元件連接的一顯示元件，且該至少一應力感測線設置於該些拉伸區的任一拉伸區上；以及多個訊號線，設置於該基板之該些非拉伸區與該些拉伸區上，該些訊號線與該些子畫素的該些切換元件連接，其中，位於該些拉伸區的一相同的拉伸區上的該些訊號線與該至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接。
如請求項12所述之顯示裝置，其中，該可拉伸基板至少包含一第一區域及一第二區域，且該第一區域與該第二區域分別地包含該些非拉伸區與該些拉伸區，其中，該第一區域的拉伸率大於該第二區域的拉伸率；以及其中，該些剛性段之總長度為X，該些軟性導電段的未與該些剛性段重疊的多個部分之總長度為Y，並且位於該第一區域之該些拉伸區的任一者的該至少一應力感測線之Y/X比例大於位於該第二區域之該些拉伸區的任一者的該至少一應力感測線之Y/X比例。
如請求項13所述之顯示裝置，其中，位於該第一區域的該至少一應力感測線之Y/X比例介於0.2至3之間，並且位於該第二區域的該至少一應力感測線之Y/X比例介於0.01至0.5之間。
一種顯示裝置，包含：如請求項11所述之應力感測組件，其中，該可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，該些拉伸區的各者位於該些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，該些非拉伸區的各者具有多個子畫素，該些子畫素的各者包含至少一切換元件及一與該至少一切換元件連接的一顯示元件，且該至少一應力感測線設置於該些拉伸區的任一拉伸區上；以及多個訊號線，設置於該基板之該些非拉伸區與該些拉伸區上，該些訊號線與該些子畫素的該些切換元件連接，其中，位於該些拉伸區的一相同的拉伸區上的該些訊號線與該至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接；其中，該些非拉伸區的任一者更具有該至少一應變讀取元件，且位於該些非拉伸區的一相同的非拉伸區上的該至少一應變讀取元件與該些子畫素的各者的該至少一切換元件與該顯示元件相互分隔且不相互連接。
一種顯示裝置，包含：如請求項11所述之應力感測組件，其中，該可拉伸基板具有多個非拉伸區與多個拉伸區，該些拉伸區的各者位於該些非拉伸區的兩個鄰近的非拉伸區之間，該些非拉伸區的各者具有多個子畫素，該些子畫素的各者包含至少一切換元件及一與該至少一切換元件連接的一顯示元件，且該至少一應力感測線設置於該些拉伸區的任一拉伸區上；以及多個訊號線，設置於該基板之該些非拉伸區與該些拉伸區上，該些訊號線與該些子畫素的該些切換元件連接，其中，位於該些拉伸區的一相同的拉伸區上的該些訊號線與該至少一應力感測線係相互分隔且不相互連接；其中，該至少一讀取電源線設置於於該些拉伸區的任一者上，並且位於該些拉伸區的一相同的拉伸區上的該些訊號線與該至少一讀取電源線係相互分隔且不相互連接。