TW201400863A

TW201400863A - 電潤濕顯示裝置

Info

Publication number: TW201400863A
Application number: TW101122781A
Authority: TW
Inventors: Chih-Yuan Wang; Cheng-Yi Chen; Cheng-Yi Chou; Tai-Yen Lai; yu-hua Wu; Chen-Wei Li
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-01
Also published as: CN103513417A; US20130342891A1

Abstract

電潤濕顯示裝置包括下基板、上基板、介質層、下電極、上電極與分子鏈層。介質層設置於上基板與下基板之間，且介質層包括互相分離之第一介質與第二介質。第一介質具有透光特性，且第二介質具有遮光特性。下電極設置於下基板與介質層之間。分子鏈層設置於下電極與介質層之間，且分子鏈層包括複數個分子鏈。各分子鏈具有第一區段與第二區段。第一區段係用以吸引第一介質或排斥第二介質，第二區段係用以吸引第二介質或排斥第一介質。

Description

電潤濕顯示裝置

本發明係關於一種電潤濕顯示裝置，尤指一種利用分子鏈的排列狀況變化來產生斥水親油或斥油親水效果之電潤濕顯示裝置。

第1圖與第2圖繪示了習知電潤濕顯示裝置的示意圖。如第1圖與第2圖所示，習知電潤濕顯示裝置100包括相對設置之下基板110與上基板120。下基板110與上基板120間設置有下電極130、上電極140、絕緣層150、框膠160、具極性的水溶液171以及油墨172。下基板110、上基板120以及框膠160定義出顯示區P。當未施加電壓於下電極130與上電極140時，藉由使用具有疏水特性之絕緣層150以使油墨172分布於顯示區P的下部(如第1圖所示)。當於下電極130與上電極140施加電壓時，絕緣層150與油墨172接觸之表面會因此產生感應電荷累積而改變其表面張力之狀況，進而控制油墨172的分布位置(如第2圖所示)。藉由上述之油墨172於顯示區P分布位置的控制，可對於垂直投影方向Z上射入之光線產生影響，進而達到顯示的效果。

在習知電潤濕顯示裝置中，絕緣層一般係以氧化矽或氮化矽等材料所形成，且需要於其表面進行氟素處理以加強絕緣層的疏水性，而因此造成製造成本增加。此外，由於習知電潤濕顯示裝置係利用絕緣層之表面感應電荷來產生親水斥油的效果，故其油墨分布位置的控制狀況容易受到絕緣層表面之高度差與表面之均勻性等因素影響而使得油墨之流動產生遲滯、流動緩速或流動不完全等問題。

本發明之目的之一在於提供一種電潤濕顯示裝置，藉由控制分子鏈的排列狀況變化來產生斥水親油或斥油親水效果，故可避免絕緣層表面狀況的影響，且因不需進行氟素處理而可達到降低製造成本的效果。

本發明之一較佳實施例提供一種電潤濕顯示裝置，包括一下基板、一上基板、一介質層、一下電極、一上電極以及一分子鏈層。上基板係與下基板相對設置。介質層係設置於上基板與下基板之間。介質層包括互相分離之一第一介質與一第二介質。第一介質具有透光特性，且第二介質具有遮光特性。下電極係設置於下基板與介質層之間，且上電極係設置於上基板與介質層之間。分子鏈層係設置於下電極與介質層之間。分子鏈層包括複數個分子鏈，且各分子鏈具有一第一區段以及一第二區段。第一區段係用以吸引第一介質或排斥第二介質，且第二區段係用以吸引第二介質或排斥第一介質。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第3圖至第6圖。第3圖與第4圖繪示了本發明之一較佳實施例之電潤濕顯示裝置的示意圖。第5圖與第6圖繪示了本實施例之電潤濕顯示裝置的驅動狀況示意圖。其中第5圖係對應第3圖，且第6圖係對應第4圖。為了方便說明，本實施例之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第3圖與第5圖所示，本實施例提供一電潤濕顯示裝置200，此電潤濕顯示裝置200包括一下基板210、一上基板220、一下電極230、一上電極240、一絕緣層250、一框膠260、一介質層270以及一分子鏈層280。上基板210係與下基板220相對設置。上基板210與下基板220較佳可包括硬質基板例如玻璃基板與陶瓷基板或可撓式基板(flexible substrate)例如塑膠基板或其他適合材料所形成之基板。此外，上基板210與下基板220較佳係為透明基板，但並不以此為限。介質層270係設置於上基板220與下基板210之間。下電極230係設置於下基板210與介質層270之間，且上電極240係設置於上基板220與介質層270之間。下電極230與上電極240較佳可分別為透明電極，但並不以此為限。介質層270包括互相分離之一第一介質271與一第二介質272，第一介質271較佳係具有透光特性，且第二介質272較佳係具有遮光特性。藉由對於第一介質271與第二介質272的分布狀況進行控制可產生顯示之效果。在本實施例中，第一介質271較佳可包括一極性液態材料，且第二介質272較佳可包括一非極性液態材料，但本發明並不以此為限。舉例來說，在本發明之其他實施例中亦可視需要使用氣態之第一介質271與液態之第二介質272進行搭配組合。

在本實施例中，框膠260係用以黏合下基板210與上基板220並定義出一顯示區P。分子鏈層280係設置於下電極230與介質層270之間，且絕緣層250設置於分子鏈層280與下電極230之間。絕緣層250較佳可包括氧化矽、氮化矽或其他適合之絕緣材料。分子鏈層280可包括複數個分子鏈281M，且各分子鏈281M具有一第一區段S1以及一第二區段S2。第一區段S1係用以吸引第一介質271或排斥第二介質272，且第二區段S2係用以吸引第二介質272或排斥第一介質271。如上所述，本實施例中，第一介質271較佳可包括一極性液態材料例如具有極性之水溶液，且第二介質272較佳可包括一非極性液態材料例如油墨，但並不以此為限。相對地，各分子鏈281M之第一區段S1較佳可包括一親水性官能基，而各分子鏈281M之第二區段S2較佳可包括一親油性官能基，用以分別吸引第一介質271與第二介質272。上述之親油性官能基可包括多單元脂肪族、芳香族、矽烷、矽氧烷、含鹵素之長鏈、分支複合結構或高分子鏈結構，但並不以此為限。此外，本實施例之各分子鏈281M之第一區段S1較佳可包括一帶負電荷之親水性官能基例如硫(-S)、亞硫酸(-SO₃ ^-)、硫酸(-SO₄ ^-)、亞硝酸(-PO₃ ^-)、硝酸(-PO₄ ^-)、碳氮(-CN)、氫氧化鋁(-Al(OH)_x)、氫氧化鐵(Fe(OH))、聚氧乙烯(-(OCH₂CH)_x-)、羧基(-COO^-)、含鹵素、多元醇、多元酸、錯合物或金屬錯合物等官能基，但本發明並不以此為限而亦可視需要使各分子鏈281M之第一區段S1為一不帶電荷或帶正電荷之官能基。另請注意，在本實施例中，各分子鏈281M之第一區段S1係位於各分子鏈281M之一端，而各分子鏈281M另具有一連結區段S3位於各分子鏈281M之另一端，且第二區段S2係位於第一區段S1與連結區段S3之間。各分子鏈281M之連結區段S3較佳可包括硼、碳、硫、矽、磷、氮、氧或其他適合之元素，用以使各分子鏈281M可附著於絕緣層250上並使各分子鏈281M具有一致的排列方向。

如第3圖以及第5圖所示，當未施加電壓於下電極230與上電極240時，各分子鏈281M之第一區段S1係暴露出來以使分子鏈層280產生吸引第一介質271以及排斥第二介質272之效果，故此狀況下之第二介質272係被排斥而聚集於顯示區P之一角落，而於一垂直投影方向Z上射入之光線可因此較不受到第二介質272的影響。換句話說，介質層270與分子鏈層280未被上電極240與下電極230驅動時，分子鏈層係排斥第二介質272並且吸引第一介質271。相對地，如第4圖與第6圖所示，當於下電極230與上電極240施加電壓時，可使絕緣層250累積正電荷而吸引各分子鏈281M之帶有負電荷的第一區段S1。由於各分子鏈281M之連結區段S3係與絕緣層250連結，故當第一區段S1被絕緣層250吸引時會使第二區段S2被暴露出來而使得分子鏈層280轉變為具有吸引第二介質272以及排斥第一介質271之效果。在此狀況下，第二介質272係被吸引而全面分部於顯示區P的下部，故於垂直投影方向Z上射入之光線受到第二介質272的影響將隨之增加。換句話說，介質層270與分子鏈層280被上電極240與下電極230驅動時，分子鏈層280係排斥第一介質271並且吸引第二介質272。另請注意，本實施例之電潤濕顯示裝置200可視需要包括一控制元件(圖未示)例如薄膜電晶體，用以控制下電極230或上電極240之狀況以進行主動驅動，但本發明並不以此為限而亦可以被動方式來驅動介質層280。

本實施例之第二介質272較佳可包括一遮光液體或具有特定顏色之液體，而第一介質272較佳係具有透光特性，但並不以此為限。藉由上述之利用控制各分子鏈281M的排列狀況來形成吸引或排斥第二介質272之方式並搭配第二介質272的材料性質調整，即可使電潤濕顯示裝置200形成所需之顯示效果。值得說明的是，由於本實施例之電潤濕顯示裝置200係利用設置同時具有吸引第一介質271以及吸引第二介質272之區段的分子鏈281M，並藉由控制各分子鏈281M的排列狀況來達到吸引或排斥第二介質272的效果，故第二介質272之流動可較不受到絕緣層250表面狀況的影響，進而達到提升反應速度的效果。此外，由於本實施例之絕緣層250表面於未驅動之狀況下不需要具有疏水之特性，故絕緣層250表面亦不需進行氟素處理而可達到降低製造成本的目的。另請注意，在本發明之其他較佳實施例中，各分子鏈281M之第二區段S2亦可視設計需要而位於各分子鏈281M之一端並使第一區段S1位於第二區段S2與連結區段S3之間，在此狀況下即可使各分子鏈281M被驅動時產生吸引第一介質271或排斥第二介質272的效果。換句話說，當本實施例之第一介質271為一極性水溶液且第二介質272為一非極性油墨時，藉由驅動各分子鏈281M以改變其排列狀況即可產生斥水親油或斥油親水的效果，進而利用此斥水親油或斥油親水之效果來控制第二介質272於顯示區P內的分布狀況而達到所需之顯示效果。

請參考第7圖與第8圖，並請一併參考第4圖與第5圖。第7圖與第8圖繪示了本發明之另一較佳實施例之電潤濕顯示裝置的驅動狀況示意圖。其中第7圖係對應第3圖，且第8圖係對應第4圖。如第3圖與第7圖所示，本實施例之分子鏈層280包括複數個分子鏈282M，各分子鏈282M具有一第一區段S4、第二區段S2以及連結區段S3。與上述之較佳實施例不同的地方在於，本實施例之各分子鏈282M的第一區段S4較佳可包括一帶正電荷之親水性官能基例如含氮官能基、一級胺、二級胺、三級胺、胺鹽、偶氮多胺基或多氮等官能基，但並不以此為限。此外，各分子鏈282M之第一區段S4較佳係位於各分子鏈282M之一端，各分子鏈282M之連結區段S3較佳係位於各分子鏈282M之另一端，且第二區段S2係位於第一區段S4與連結區段S3之間。因此，如第4圖與第8圖所示，當於下電極230與上電極240施加電壓時，可使絕緣層250累積負電荷而吸引各分子鏈282M之帶有正電荷的第一區段S4。由於各分子鏈282M之連結區段S3係與絕緣層250連結，故當第一區段S4被絕緣層250吸引時會使第二區段S2被暴露出來而使得分子鏈層280轉變為具有吸引第二介質272以及排斥第一介質271之效果。本實施例除了驅動介質層280與分子鏈層280時的電荷產生狀況之外，其餘各部件之特徵、材料特性以及顯示驅動方式與上述較佳實施例相似，故在此並不再贅述。

綜合以上所述，本發明之電潤濕顯示裝置係利用設置同時具有吸引第一介質以及吸引第二介質之區段的分子鏈，並藉由控制各分子鏈的排列狀況來形成吸引或排斥第二介質的效果，進而可控制第二介質的分佈狀況而達到不同的顯示效果。此外，由於本發明係利用控制分子鏈的排列狀況變化來產生斥水親油或斥油親水效果，故第二介質之流動可較不受到絕緣層表面狀況的影響，進而可達到提升反應速度的效果。另一方面，由於本發明之絕緣層表面於未驅動之狀況下不需要具有疏水之特性，故絕緣層表面並不需進行氟素處理而可因此達到降低製造成本之目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧電潤濕顯示裝置

110‧‧‧下基板

120‧‧‧上基板

130‧‧‧下電極

140‧‧‧上電極

150‧‧‧絕緣層

160‧‧‧框膠

171‧‧‧具極性的水溶液

172‧‧‧油墨

200‧‧‧電潤濕顯示裝置

210‧‧‧下基板

220‧‧‧上基板

230‧‧‧下電極

240‧‧‧上電極

250‧‧‧絕緣層

260‧‧‧框膠

270‧‧‧介質層

271‧‧‧第一介質

272‧‧‧第二介質

280‧‧‧分子鏈層

281M‧‧‧分子鏈

282M‧‧‧分子鏈

P‧‧‧顯示區

S1‧‧‧第一區段

S2‧‧‧第二區段

S3‧‧‧連結區段

S4‧‧‧第一區段

Z‧‧‧垂直投影方向

第1圖與第2圖繪示了習知電潤濕顯示裝置的示意圖。

第3圖與第4圖繪示了本發明之一較佳實施例之電潤濕顯示裝置的示意圖。

第5圖與第6圖繪示了本發明之一較佳實施例之電潤濕顯示裝置的驅動狀況示意圖。

第7圖與第8圖繪示了本發明之另一較佳實施例之電潤濕顯示裝置的驅動狀況示意圖。