TWI471600B - 電濕潤元件與其操作方法、電濕潤顯示裝置 - Google Patents

Description

電濕潤元件與其操作方法、電濕潤顯示裝置

本揭露係有關於一種光電元件，且特別是有關於一種電濕潤元件與其操作方法、電濕潤顯示裝置。

隨著光電技術的快速發展，各種顯示器亦隨之蓬勃發展。電濕潤顯示器(electro-wetting display,EWD)由於具有高對比(contrast ratio)、高應答速度(response time)、高解析度及耗電量小而受到重視。

電濕潤顯示器最早由Liquavista公司所發展，此顯示器包括非極性油滴、極性水溶液、疏水層與親水性擋牆(rib)，其中非極性油滴位於疏水層上，且非極性油滴由親水性擋牆隔開，另外於非極性油滴之上為極性水溶液。其操作原理如下：當未施加電壓於顯示器時，非極性油滴會平鋪於疏水層之上，因此會呈現油滴的色彩。當施加電壓於顯示器時，疏水層上產生的電荷會吸引極性水溶液，因此使得油滴被極性水溶液擠壓到畫素角落，此時呈現下層基板的顏色。

第1A圖與第1B圖分別顯示傳統電濕潤元件電壓關閉狀態和電壓開啟狀態之剖面圖。請參照第1A圖，傳統之電濕潤顯示裝置10包括基底11，其上設置圖案化之畫素電極12。具有疏水表面的介電層13設置於圖案化畫素電極12上。圖案化擋牆結構14設置於介電層13上，藉以定義各畫素區。一包括摻雜黑色染料之非極性流體15a和透 明極性流體16設置於各畫素區上。當電壓關閉，黑色的非極性流體15a會散佈在畫素區之疏水表面，藉以使畫素區顯示為黑色狀態。

相對的，當電壓開啟時，透明極性流體16會被電濕潤力(electrowetting force)影響，使其親和畫素電極，而黑色的非極性流體15b因此會聚集/或收縮在遠離畫素電極12的位置，而暴露出大部分的畫素區，使畫素區顯示為亮態(bright state)，如第1B圖所示。

隨著科技之進步，具有雙穩態(bi-stable)特性的電濕潤顯示器已逐漸被開發，其主要是藉由改變電極的位置或是設置油墨儲存槽(reservoir)達成雙穩態，然而，這些電濕潤顯示器的製程複雜度較高且會造成開口率(aperture ratio)下降。

因此，業界亟需發展一種電濕潤顯示器，此種電濕潤顯示器可具有雙穩態且製程簡易。

本提露提供一種電濕潤元件，包括：一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；一第一電極，形成於該第一基板之上；一光反應層，形成於該第一電極之上，其中該光反應層包括一可逆的光反應材料；一第二電極，形成於該第一基板或該第二基板之上；以及一非極性流體與一極性流體，形成於該第一基板與該第二基板之間。

本揭露另提供一種電濕潤顯示裝置，包括：一第一基 板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；一第一電極，形成於該第一基板之上；一光反應層，形成於該第一電極之上，其中該光反應層包括一可逆的光反應材料，且該光反應層包括一第一部份與一第二部份，其中該第一部份對水之接觸角小於該第二部份對水之接觸角；至少一擋牆，形成於該光反應層之上；一第二電極，形成於該第一基板或該第二基板之上；以及一非極性流體與一極性流體，設置於該第一基板與該第二基板之間。

本揭露亦提供一種電濕潤顯示元件之操作方法，包括以下步驟：提供一如本揭露所述之電濕潤元件，於未施加電壓時，該非極性流體覆蓋於該光反應層之上，呈現一第一光學狀態，即為一第一穩態；對該電濕潤元件施加一電壓，使該非極性流體收縮於該電濕潤元件之一側，且該極性流體覆蓋於該光反應層之上，呈現一第二光學狀態；對該電濕潤元件照射一第一光源；以及移除該電壓，該電濕潤元件仍維持該第二光學狀態，即為一第二穩態。

為讓本揭露能更明顯易懂，下文特列舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參見第2A圖，此圖顯示本揭露一實施例之電濕潤元件200之剖面圖，其包括第一基板102與第二基板202，其中第一基板102與第二基板202係相對設置；第一電極104形成於第一基板102之上；光反應層106形成於第一電極104之上；第二電極204形成於第二基板202之上； 以及非極性流體150與極性流體151形成於第一基板102與第二基板202之間。

上述之第一基板102、第二基板202可各自包括玻璃、高分子基材或金屬。於一實施例中，第一基板102與第二基板202皆為可撓式基板，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(poly(ethylene terephthalate)，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylenenaphthalate，PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醚砜(Polyethersulfone，PES)或聚亞醯胺(Polyimide，PI)。

上述之第一電極104形成於第一基板102之上，其中第一電極104包括金屬或氧化物，例如鋁、銀、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、鉬鎢合金(molybdenum tungsten，MoW)或氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)。

上述之第二電極204形成於第二基板202之上，其中第二電極204之材質可使用與第一電極104類似之材質，在此不再贅述。

上述之非極性流體150包括矽油(silicon oil)、C10~C16之烷類或上述之組合，其中C10~C16之烷類例如癸烷(decane)、十二烷(dodecane)、十四烷(tetradecane)或十六烷(hexadecane)。於一實施例中，非極性流體150中尚包括一染料(dye)或一顏料(pigment)。

上述之極性流體151包括水、水溶液或醇類，此外尚可加入電解質於極性流體151之中，以增加極性流體151之離子導電度，電解質例如氯化鉀(KCl)或氯化鈉(NaCl)。極性流體151與非極性流體150不互溶。

上述之光反應層106包括可逆的光反應材料，例如螺吡喃(spiropyran compound)、螺吡喃衍生物、偶氮化合物(Azobenzene compound)、偶氮苯衍生物、二苯基乙烯衍生物(diphenyl ethylene derivative)、氧化鈦(TiO₂ )或氧化鋅(ZnO)。光反應層106可藉由光源之照射，以使光反應層106對水的接觸角具有可逆變化(reversible changes)，其中可逆變化之範圍為約10-90度。

於另一實施例中，光反應層106中除了可逆的光反應材料之外，另外包括修飾劑，其中修飾劑包括聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hydroxylethyl methacrylate,HEMA)或上述之組合。

修飾劑(modifier)的作用在於使可逆的光反應材料具有可塗佈性。塗佈之方法包括旋轉塗佈(spin coating)、狹縫式塗佈(slit or slot die coating)、刮刀式塗佈(blade coating)、凹版印刷(gravure printing)或浸漬塗佈(dip coating)。另外，修飾劑也可具有調整可逆的光反應材料之親水性或疏水性的作用，使光反應層106對水之接觸角能得到最佳化(optimize)。

於另一實施例中，光反應層106之可逆的光反應材料可藉由自組裝(self-assembly,SAM)的方式形成於第一電極104之上，亦可藉由摻混(doping)或是共聚合(co-polymerizing)的方式與一不具有光反應性的分子一起自組裝於第一電極104之上。不具有光反應性的分子具有調整光反應材料之親水性或疏水性的作用，其與螺吡喃衍生物 自組裝於第一電極104之上，形成光反應層106，使光反應層106對水之接觸角能得到最佳化(optimize)。

於一實施例中，以螺吡喃衍生物(spiropyran compound)作為光反應材料時，不具有光反應性的分子含有烷基、環烷基、苯環結構、萘酚結構或上述之組合。

於一實施例中，可取聚苯乙烯(Polystyrene,PS)，摻混螺吡喃(spiropyran compound)(化學結構式如反應機制1所示，其中R₁ 包括H、C1~C5的烷基、NO₂ ，R₂ 包括C1~C18的烷基、羥基、烷基酯(alkyl ester)或烷基胺(alkyl amine))，以得到混合物。再將此混合物塗佈於基板之上，以形成光反應層106。

須注意的是，光反應層106未照光之前為疏水性，疏水性光反應層106對水之接觸角例如約大於100度，因此，非極性流體150傾向覆蓋於光反應層106之上。

請參見第2B圖，當對電濕潤元件200提供電壓或電場，非極性流體150會收縮於電濕潤元件200之一側，同時，照射第一光源301時，疏水性光反應層106會轉變成親水性光反應層106’，親水性光反應層106’對水之接觸角例如約小於90度，此時極性流體151傾向親和與覆蓋於親 水性光反應層106’之上，因此移除電壓後，非極性流體150持續收縮於電濕潤元件200之一側。第一光源301包括雷射光源、紫外(UV)光源、可見光源或紅外線電磁波，但不以此為限。

請參見第2C圖，當對電濕潤元件200照射第二光源303時，親水性光反應層106’會再轉變成疏水性光反應層106，因此，非極性流體150再次覆蓋於光反應層106之上。第二光源303包括雷射光源、紫外(UV)光源、可見光源或紅外線電磁波，但不以此為限。再者，照射光源的製程，可選擇採用點光源、線光源或面光源，並利用掃描方式照射或透過圖案化遮罩(mask)整面照射。

另外，第一光源301與第二光源303可具有不同的波長範圍或不同的能量形態，例如第一光源可為紫外(UV)光源，第二光源可為紅外線電磁波，以使光反應層106從疏水性變成親水性，或從親水性變成疏水性。

於第一實施例中，電濕潤元件200尚包括介電層(圖中未顯示)形成於光反應層106與第一電極104之間。介電層包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁(Al₂ O₃ )、氧化鉭(Ta₂ O₃ )、氧化鈦(TiO₂ )、鈦酸鋇(BaTiO₃ )、聚偏二氟乙烯樹脂(polyvinylidene difluoride,PVDF)或上述之組合。

請參見第3圖，此圖顯示本揭露一實施例之電濕潤元件300之剖面圖，第3圖標號與第2A圖相同者代表相同元件。第3圖與第2A圖之差別在於，第3圖中的第二電極204位於第一基板102之上。在一實施例中可同時形成第一電極104與第二電極204，而節省製程步驟與製程成 本。

請參見第4A圖，此圖顯示本揭露另一實施例之電濕潤顯示裝置400之剖面圖。第4A圖中標號與第2A圖相同者代表相同元件，而與第1A圖之差異在於，至少一個擋牆120形成於光反應層106之上，以及光反應層106包括第一部份106a與第二部份106b，其中第一部份106a形成於該些擋牆120之下，且光反應層之第一部份106a對水的接觸角小於第二部份106b對水的接觸角。

於一實施例中，光反應層之第一部份106a對水之接觸角約小於90度，而光反應層之第二部份106b對水之接觸角約大於100度，光反應層之第一部份106a與光反應層之第二部份106b對水之接觸角相差約大於30度。

上述擋牆120之材質包括正光阻、負光阻、光固性樹脂(photosetting resin)或熱固性樹脂(thermosetting resin)。擋牆120的形成方法包括曝光顯影、模具成型或網印成型。

為簡化說明，第4A圖中僅顯示三個擋牆120，然而，擋牆120之數目可依實際應用之需求進行調整。

擋牆120之高度為約2-100 μm，從第二基板202俯視時，其形狀包括正方形、長方形、三角形、圓形或六角形。

請參見第4B圖，此圖顯示對電濕潤顯示裝置400照射第一光源301時，光反應層之第二部份106b會轉變成親水性第二部份106b’，親水性光反應層之第二部份106b’對水之接觸角約小於90度，因此，非極性流體150收縮於擋牆120之一側，而極性流體151覆蓋於親水性第二部份106b’之上。

請參見第4C圖，當對電濕潤顯示裝置400照射第二光源303時，親水性光反應層之第二部份106b’會再轉變成疏水性光反應層之第二部份106b，因此，非極性流體150再次覆蓋於光反應層之第二部份106b之上。

第二光源303包括雷射光源、紫外(UV)光源、可見光源或紅外線電磁波，但不以此為限。再者，照射光源的製程，可選擇採用點光源、線光源或面光源，並利用掃描方式照射或透過圖案化遮罩(mask)整面照射。

再者，本揭露另提供一種電濕潤元件之操作方法，包括以下步驟：請再次參見第2A圖，提供電濕潤元件200，於未施加電壓或電場時，非極性流體150覆蓋於光反應層106之上，呈現第一光學狀態，即為第一穩態。

於一實施例中，添加黑色染料或顏料於非極性流體150中，而極性流體151為透明的水溶液，則此時電濕潤元件200呈現的第一光學狀態為黑色的暗態。

之後，請參見第2B圖，對電濕潤元件200施加適當電壓或電場，使非極性流體150收縮於電濕潤元件200之一側，且極性流體151覆蓋於光反應層106之上，呈現第二光學狀態，即極性流體151的顏色，例如透明態。

接著，對電濕潤元件200照射第一光源301；之後，移除電壓，電濕潤元件200仍維持第二光學狀態，此為第二穩態。須注意的是，當電壓移除之後，由於疏水性光反應層106轉變成親水性光反應層106’，親水性光反應層106’對水之接觸角約小於90度，此時極性流體151傾向親和與覆蓋於親水性光反應層106’之上，因此，電濕潤元件200 仍維持第二穩態，因而達到雙穩態之顯示效果。

之後，請參見第2C圖，對電濕潤元件200照射第二光源303，使電濕潤元件200回到第一穩態。須注意的是，對電濕潤元件200照射第二光源303之後，光反應層106由親水性變回疏水性，因此，疏水性光反應層106對水之接觸角約大於100度。

第一光源301與第二光源303可具有不同之波長範圍或不同之能量形態，例如第一光源可為紫外(UV)光源，第二光源可為紅外線電磁波，以使光反應層106從疏水性變成親水性，或從親水性變成疏水性。

此外，在第一光學狀態和第二光學狀態之間，可隨電壓調整非極性流體150在光反應層106上所覆蓋的面積，增加穩態的數目，則可呈現多穩態灰階。

請參見第5A-5G圖，為本揭露之另一實施例，該些圖顯示電濕潤顯示元件500具有四個穩態。利用三種不同的電壓(V1,V2,V3，V1<V2<V3)，控制非極性流體150在光反應層106上所覆蓋的面積，使非極性流體150在光反應層106上所覆蓋的面積隨電壓增大而縮小。

請參見第5A圖，提供電濕潤元件500，於未施加電壓時，非極性流體150覆蓋於光反應層106之上，呈現第一光學狀態，即為第一穩態。

請參見第5B圖，對電濕潤元件500施加第一電壓V1，使非極性流體150收縮於電濕潤元件500之一側，且極性流體151覆蓋於光反應層106之上，呈現第二光學狀態。接著，對電濕潤元件500照射第一光源301。

請參見第5C圖，移除第一電壓V1與第一光源301，此時，電濕潤元件500仍維持第二光學狀態，此為第二穩態。

請參見第5D圖，對電濕潤元件500施加第二電壓V2，其中第二電壓V2大於第一電壓V1，使非極性流體150在光反應層106上所佔據的面積減小，呈現第三光學狀態。接著，照射第二光源303。

請參見第5E圖，移除第二電壓V2與第二光源303，此時，電濕潤元件500仍維持第三光學狀態，此為第三穩態。

請參見第5F圖，對電濕潤元件500施加第三電壓V3，其中第三電壓V3大於第二電壓V2，使非極性流體150在光反應層106上所佔據的面積再次減小，呈現第四光學狀態。接著，照射第三光源305，其中第一光源301、第二光源303與第三光源305各自獨立，其波長範圍可以相同或不同。

請參見第5G圖，移除第三電壓V3與第三光源305，此時，電濕潤元件500仍維持第四光學狀態，此為第四穩態。

如果想讓非極性流體150佔據於光反應層106之上的面積從大變小，可直接施加較大電壓而達成。反之，想讓非極性流體150佔據於光反應層106之上的面積從小變大，則需要以第二光源303對電濕潤元件500整面照射，使電濕潤元件500回到第一穩態後再重新驅動。

於實際應用時，當電濕潤顯示裝置具有薄膜電晶體 (thin-film transistor,TFT)元件時，可先驅動特定區域的TFT(對特定區域施加電壓)，使該特定區域畫素油墨收縮，以暴露出光反應層，再整面照光，使原來疏水性的光反應層轉變成親水性，當停止施加電壓時，特定區域的該些畫素維持在收縮狀態，得到一個具有穩態的畫面/影像。

於另一實施例中，當電濕潤顯示裝置未具有薄膜電晶體(thin-film transistor,TFT)元件時，可先對電濕潤顯示裝置整面施加電壓，使全部畫素區域的油墨收縮，以暴露出光反應層，再藉由圖案化遮罩(mask)選擇性地對特定區域進行照光，照到光的該些畫素的光反應層從疏水性轉變成親水性，使得特定區域畫素的油墨保持在收縮狀態，而得到一個具有穩態的畫面/影像。

對特定區域進行照光之方式除可透過圖案化遮罩控制光照區域，也可採用光源束定址掃描(addressing scan)。其中圖案化遮罩可為固定圖像式光罩(如金屬光罩、底片光罩)或是可變圖像式遮罩(variable mask)(例如以高分子分散液晶顯示器(polymer dispersed liquid crystal,PDLC)、超扭轉向列型液晶顯示器(super twisted nematic liquid crystal display,STN LCD)或電濕潤顯示器(EWD)提供可調變圖像之遮光光罩)。

綜上所述，本揭露提供一種電濕潤元件與其操作方法、電濕潤顯示裝置其能藉由照光改變光反應層之疏水性或親水性，而達到雙穩態或多穩態。

【實施例】 實施例1

取100g的聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)(分子量為約100 k)，摻混15重量%的螺吡喃(spiropyran compound，化學結構如反應機制1所示，其中螺吡喃結構R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₃ H₇ )，以得到混合物，將此混合物以旋轉塗佈法塗佈於基板之上，以形成200nm光反應層(每分鐘3000轉持續20秒)。

光反應層於紫外光下曝照量累積達3焦耳時(DNS PA-1500曝光機，紫外光波長範圍約為248~380nm，平均能量約為24mW/cm² )，光反應層中大部分的螺吡喃將由閉環(Close form)變成開環(Open form)狀態，使光反應層從疏水性(對水接觸角為102.6度)變成親水性(對水接觸角為24.7度)。

當照射綠色波段光源累積達4焦耳時(綠色波段光源之波長範圍約為520~570nm)，螺吡喃恢復至閉環(Close form)狀態，使光反應層從親水性變成疏水性。

實施例2

取100 g的聚苯乙烯(Polystyrene,PS)(分子量為約100 k)，摻混20重量%的螺吡喃(spiropyran compound)(化學結構式如反應機制1所示，其中螺吡喃結構中R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₁₈ H₃₇ )，以得到混合物，將此混合物以旋轉塗佈法塗佈於基板之上，以形成100nm光反應層(每分鐘3000轉持續20秒)。

光反應層於紫外光下曝照量累積達3焦耳時，光反應層中大部分的螺吡喃將由閉環(Close form)變成開環(Open form)狀態，使光反應層從疏水性(對水接觸角為105.6度)變成親水性(對水接觸角為20.1度)。

當照射綠色波段光源累積達4焦耳時，螺吡喃恢復至閉環(Close form)狀態，使光反應層從親水性變成疏水性。

實施例3

取100 g的聚偏二氟乙烯樹脂(polyvinylidene difluoride,PVDF)(分子量為約100 k)，摻混20重量%的螺吡喃(spiropyran compound)(化學結構式如反應機制1所示，其中螺吡喃結構中R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₁₈ H₃₇ )，以得到一混合物，將此混合物以旋轉塗佈法塗佈於基板之上，以形成100nm光反應層(以每分鐘3000轉持續20秒)。

光反應層於紫外光下曝照量累積達3焦耳時，光反應層中大部分的螺吡喃將由閉環(Close form)變成開環(Open form)狀態，使光反應層從疏水性(對水接觸角為 102.6度)變成親水性(對水接觸角為24.1度)。

當照射綠色波段光源累積達4焦耳時，螺吡喃恢復至閉環(Close form)狀態，使光反應層從親水性變成疏水性。

實施例4

混和100 g的聚偏二氟乙烯樹脂(polyvinylidene difluoride,PVDF)(分子量為約100 k)，25 g的聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)(分子量為約100 k)，摻混20重量%的螺吡喃(spiropyran compound)(化學結構式如反應機制1所示，其中螺吡喃結構中R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₁₈ H₃₇ )以及5重量%的二氧化鈦，以得到一半透明混合物，將此混合物以旋轉塗佈法塗佈於基板之上，以形成90nm光反應層(以每分鐘3000轉持續20秒)。

光反應層於紫外光下曝照量累積達3焦耳時，光反應層中大部分的螺吡喃將由閉環(Close form)變成開環(Open form)狀態，使光反應層從疏水性(對水接觸角為102.5度)變成親水性(對水接觸角為21.1度)。

當照射綠色波段光源累積達4焦耳時，螺吡喃恢復至閉環(Close form)狀態，使光反應層從親水性變成疏水性。

實施例5 製作電濕潤顯示裝置

將實施例1~4 之光反應層製作於第一基板或是表面有介電層之第一基板上。曝光顯影之方式製作擋牆結構於光反應層上方，以定義至少一個畫素區域。較佳者，擋牆具 有親水性。

接著，將非極性流體(例如是十四烷與十六烷的混合物)塗佈於具有光反應層的第一基板。

將承載有十四烷與十六烷混合物的第一基板浸入極性液體中(例如水溶液)。

然後，提供第二基板，可於第二基板周邊區上形成一密封條，將第二基板放入極性液體中，使第二基板與第一基板相對設置，並將極性液體與非極性液體夾於第二基板與第一基板之間，且密封條係連接於第一基板與第二基板之間，以完成電濕潤顯示裝置。

實施例6

光反應層之曝光方式可選擇連續波長光源(如實施例1~4 )，或是使用對光反應層有較高反應性波長之特定波長光源，後者可降低電濕潤元件的總曝光量，提高電濕潤元件可靠度。

取100 g的聚苯乙烯(Polystyrene,PS)(分子量為約100 k)，摻混30重量%的螺吡喃(spiropyran compound)(化學結構式如反應機制1所示，其中螺吡喃結構中R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₁₈ H₃₇ )，以得到混合物，將此混合物以旋轉塗佈法塗佈於基板之上，以形成90nm光反應層(例如以每分鐘3000轉持續15秒)。

請參見第6A圖，此圖顯示紫外光源曝光時間與光吸收層對水之接觸角之關係，使用DNS PA-1500曝光機，紫外光波長範圍約為248~380nm，能量約為24mJ。

經過紫外光源照射約200秒之後，螺吡喃由閉環(Close form)變成開環(Open form)，使基材表面從疏水性(對水接觸角為107.3度)變成親水性(對水接觸角為21.1度)。

請參見第6B圖，此圖顯示綠色光源曝光時間與光吸收層對水之接觸角之關係，其中綠色光源為波長543nm的Helium-Neon Laser，能量約為15mJ。當以綠光雷射照射約40秒後，螺吡喃恢復至閉環(Close form)，使基材表面從親水性恢復成疏水性。

實施例7

配製5%的3-胺丙基三乙氧基矽烷(3-Aminopropyltriethoxysilane)酒精溶液，以分子自組裝(self-assembly)方式將3-胺丙基三乙氧基矽烷修飾於表面覆有SiO_x 介電層的ITO導電玻璃。再將基板放入含有3%螺吡喃(spiropyran compound)分子(其中R₁ 為NO₂ ，R₂ 為C₄ H₆ OCl)與1% 2-萘丙醯氯(2-naphthalene propanoyl chloride)的氯仿溶液中進行反應，可得到如第7圖所示之表面修飾螺吡喃406的SiO_x /ITO基板402。

此基板經337 nm波長的光照射後，螺吡喃由閉環(Close form)變成開環(Open form)，使基材表面從疏水性(對水接觸角為117.3度)變成親水性(對水接觸角為27.1度)。當照射532 nm波長的光，螺吡喃恢復至閉環(Close form)，使基材表面從親水性變成疏水性。

雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電濕潤顯示裝置

11‧‧‧基底

12‧‧‧畫素電極

13‧‧‧介電層

14‧‧‧擋牆結構

15a‧‧‧非極性流體

15b‧‧‧非極性流體

16‧‧‧透明極性流體

102‧‧‧第一基板

104‧‧‧第一電極

106‧‧‧光反應層

106’‧‧‧親水性光反應層

106a‧‧‧光反應層之第一部份

106b‧‧‧光反應層之第二部份

106b’‧‧‧親水性光反應層之第二部份

120‧‧‧擋牆

150‧‧‧非極性流體

151‧‧‧極性流體

200‧‧‧電濕潤元件

202‧‧‧第二基板

204‧‧‧第二電極

300‧‧‧電濕潤元件

301‧‧‧第一光源

303‧‧‧第二光源

305‧‧‧第三光源

400‧‧‧電濕潤顯示裝置

402‧‧‧SiO_x /ITO基板

406‧‧‧螺吡喃

500‧‧‧電濕潤元件

第1A圖顯示傳統電濕潤元件電壓關閉狀態之剖面圖。

第1B圖顯示傳統電濕潤元件電壓開啟狀態之剖面圖。

第2A~2C圖為一系列剖面圖，用以說明本揭露之電濕潤顯示元件。

第3圖為一剖面圖，用以說明本揭露之電濕潤顯示元件。

第4A~4C圖為一系列剖面圖，用以說明本揭露另一實施例之電濕潤顯示裝置。

第5A-5G圖為一系列剖面圖，用以說明本揭露多穩態之一實施例。

第6A圖顯示紫外光源曝光時間與光吸收層對水之接觸角之關係。

第6B圖顯示綠色光源曝光時間與光吸收層對水之接觸角之關係。

第7圖為一剖面圖，用以說明本揭露之實施例之表面修飾螺吡喃的SiO_x /ITO基板。

102‧‧‧第一基板

104‧‧‧第一電極

106‧‧‧光反應層

150‧‧‧非極性流體

151‧‧‧極性流體

200‧‧‧電濕潤元件

202‧‧‧第二基板

204‧‧‧第二電極

Claims (19)

1. 一種電濕潤元件，包括：一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；一第一電極，形成於該第一基板之上；一光反應層，形成於該第一電極之上，其中該光反應層包括一可逆的光反應材料；一第二電極，形成於該第一基板或該第二基板之上；以及一非極性流體與一極性流體，形成於該第一基板與該第二基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，其中該光反應層藉由一光源之照射，以使該光反應層對水之接觸角具有一可逆變化。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電濕潤元件，其中該可逆變化之範圍為約10-90度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，其中該可逆的光反應材料包括螺吡喃(spiropyran compound)、螺吡喃衍生物、偶氮化合物(Azobenzene compound)、偶氮苯衍生物、二苯基乙烯衍生物(diphenyl ethylene derivative)、氧化鈦(TiO₂ )、氧化鋅(ZnO)或上述之組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，其中該光反應層尚包括一修飾劑。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電濕潤元件，其中該修飾劑包括聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethyl methacrylate,PMMA)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(hydroxylethyl methacrylate,HEMA)或上述之組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，其中該光反應層尚包括一不具有光反應性的分子。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電濕潤元件，其中該不具有光反應性的分子含有烷基、環烷基、苯環結構、萘酚結構或上述之組合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，其中該光反應層具有對水的一第一接觸角，藉由一第一光源之照射而具有對水的一第二接觸角，藉由一第二光源之照射，使該第二接觸角轉變為該第一接觸角。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電濕潤元件，其中該第一接觸角小於該第二接觸角。
11. 一種電濕潤顯示裝置，包括：一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；一第一電極，形成於該第一基板之上；一光反應層，形成於該第一電極之上，其中該光反應層包括一可逆的光反應材料，且該光反應層包括一第一部份與一第二部份，其中該第一部份對水之接觸角小於該第二部份對水之接觸角；至少一擋牆，形成於該光反應層之上；一第二電極，形成於該第一基板或該第二基板之上；以及一非極性流體與一極性流體，設置於該第一基板與該 第二基板之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電濕潤顯示裝置，其中該些擋牆形成於該光反應層之上。
13. 如申請專利範圍第11項所述之電濕潤顯示裝置，其中該光反應層藉由一光源之照射，以使該光反應層對水之接觸角具有可逆變化。
14. 一種電濕潤元件之操作方法，包括以下步驟：提供一如申請專利範圍第1項所述之電濕潤元件，於未施加電壓時，該非極性流體覆蓋於該光反應層之上，呈現一第一光學狀態，即為一第一穩態；對該電濕潤元件施加一電壓，使該非極性流體收縮於該電濕潤元件之一側，且該極性流體覆蓋於該光反應層之上，呈現一第二光學狀態；對該電濕潤元件照射一第一光源；以及移除該電壓，該電濕潤元件仍維持該第二光學狀態，即為一第二穩態。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電濕潤元件之操作方法，其中該第一光源包括雷射光源、紫外(UV)光源、可見光源或紅外線電磁波。
16. 如申請專利範圍第14項所述之電濕潤元件之操作方法，其中對該電濕潤元件照射該第一光源之後，該光反應層對水之接觸角約小於90度。
17. 如申請專利範圍第14項所述之電濕潤元件之操作方法，尚包括：對該電濕潤元件照射一第二光源，使該電濕潤顯示器 回到該第一穩態。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電濕潤元件之操作方法，其中對該電濕潤元件照射該第二光源之後，該光反應層對水之接觸角約大於100度。
19. 如申請專利範圍第14項所述之電濕潤元件之操作方法，其中該第一光源為紫外光源，且該第二光源為可見光源。