TWI442088B - 電濕潤顯示元件 - Google Patents

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Description

電濕潤顯示元件
本發明係有關於一種電濕潤顯示元件，特別係有關於一種電濕潤顯示器的畫素擋牆。
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)、耗電量小與高解析度的優點而受到高度的重視。
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)，其中非極性油滴滴於疏水層上，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，因此使得油滴被擠壓到角落，此時呈現油滴下層基板的顏色。
以浸泡塗佈(dip coating)製程方式注入非極性液體的電濕潤顯示元件，由於畫素先填滿非極性液體，再受擋牆頂端對極性液體的界面張力作用，切斷非極性液體，因此非極性液體的厚度會與現有設計的擋牆高度同高，假設面板要達到75%開口率時，非極性液體的平均高度會是原先的四倍，此狀態下，容易造成非極性液體溢流到相鄰畫素，使驅動後之面板均勻性下降。
為了提昇元件驅動時的穩定性，可設計電極開口，將油墨收縮的區域分成不同部份，降低油墨收縮時的高度，或是於上基板製作擋牆，與下基板對向組立，隔絕相鄰畫素。但前者設計降低開口率，而後者有較複雜的製程。
在此技術領域中，有需要一種電濕潤顯示器，以解決上述問題。
有鑑於此，本發明之一實施例係提供一種電濕潤顯示元件，包括一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於上述第一基板上；一第二電極層，設置於上述第二基板上；一疏水性介電層，設置於上述第一電極層上；一第一畫素擋牆，設置於上述第一基板上；一第二畫素擋牆，設置於上述第一畫素擋牆上，其中上述第二畫素擋牆對水的接觸角大於上述第一畫素擋牆對水的接觸角；一第一液體與一第二液體，位於上述第一基板與上述第二基板之間。
本發明之另一實施例係提供一種電濕潤顯示元件，包括一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於上述第一基板上；一第二電極層，設置於上述第二基板上；一疏水性介電層，設置於上述第一電極層上；一第一畫素擋牆，設置於上述第一基板上；一第二畫素擋牆，設置於上述第一畫素擋牆上，其中上述第一畫素擋牆與上述第二畫素擋牆包括一紫外線硬化或熱硬化之光阻材料，且上述光阻材料包含至少一親水材料，其中上述第一畫素擋牆之上述親水材料的成份或含量與上述第二畫素擋牆不同；一第一液體與一第二液體，位於上述第一基板與上述第二基板之間。
本發明之又一實施例係提供一種電濕潤顯示元件，包括一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於上述第一基板上；一第二電極層，設置於上述第二基板上；一疏水性介電層，設置於上述第一電極層上；一單層畫素擋牆，設置於上述第一基板上，其中上述單層畫素擋牆包含一第一親水區與一第二親水區，其中上述第二親水區位於上述第一親水區上，且上述第二親水區對水的接觸角大於上述第一親水區對水的接觸角；一第一液體與一第二液體，位於上述第一基板與上述第二基板之間。
以下以各實施例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。
本發明實施例提供一種電濕潤顯示元件，其利用調整雙層擋牆親水程度和設計雙層擋牆的結構配置，可控制浸泡塗佈(dip coating)製程中油墨的填充量，且下層畫素擋牆對水的接觸角小於上層畫素擋牆對水的接觸角。
第1a圖為本發明一實施例之電濕潤顯示元件500a的剖面圖。本發明一實施例之電濕潤顯示元件500a包括彼此相對設置的一第一基板200和一第二基板202。在本發明一實施例中，第一基板200和第二基板202可為一硬式基板，其材質可包括玻璃或矽晶圓。在本發明另一實施例中，第一基板200和第二基板202可為可撓式軟性基板，其材質可包括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)、聚亞醯胺(Polyimide，PI)或金屬箔(metal foil)。
如第1a圖所示，第一電極層204係設置於第一基板200上，而第二電極層206係設置於第二基板202上。在本發明一實施例中，第一電極層204和第二電極層206可包括相同的材質，例如金屬或氧化物，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)。一疏水性介電層208，設置於第一電極層204上。在本發明一實施例中，疏水性介電層208通常由介電層與疏水層所組成，介電層的材質可包括包括氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、氮氧化矽(SiOxNy)、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鉭(Ta2 O3 )、氧化鈦(TiO2 )、鈦酸鋇(barium titanate，BaTiO3 )、聚偏二氟乙烯樹脂(polyvinylidene difluoride，PVDF)、上述組合或其他介電係數大於2的高分子層。疏水層可包括含氟高分子、類鑽碳膜或自聚性矽烷分子。含氟高分子例如為Teflon AF-1600(Dupont)、商品名稱為”Cytop”的含氟高分子(公司：ASAHI Glass CO.,LTD)或商品名稱為“Cytonix”的含氟高分子(公司：Cytonix corporation)。而自聚性矽烷分子包括十八烷基三氯矽烷(octadecyl trichlorosilane，OTS)、3,3,3-三氟丙基甲基二氯矽烷(3,3,3 trifluoro-propylmethyl dichlorosilane，PMDCS)、十三氟-1,1,2,2-四氫辛烷基三氯矽烷(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl trichlorosilane，FOTS)、十七氟-1,1,2,2-四氫癸烷基三氯矽烷(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl trichlorosilane，FDTS)、癸烷基三氯矽烷(dodecyl trichlorosilane，DDTCS)、二甲基二氯矽烷(dimethyldichlorosilane，DDMS)、乙烯基十一烷基三氯矽烷(vinylundecyl tirchlorosilane，V11TCS)或胺基丙基三甲氧基矽烷(aminopropyl trimethoxysilane，APTMS)。在本發明一實施例中，疏水性介電層208可為具有疏水(hydrophobic)表面的介電/絕緣層，或具介電/絕緣的疏水層，或由疏水層與介電/絕緣層堆疊而成的複合層。
如第1a圖所示，電濕潤顯示元件500a包括一雙層畫素擋牆216，設置於疏水性介電層208上。在本發明另一實施例中，可選擇性先對疏水性介電層208進行一圖案化製程以形成疏水性介電圖案(圖未顯示)，再將雙層畫素擋牆216設置於第一基板200上方。更詳細來說，在本發明另一實施例中，當疏水性介電層208為例如具有疏水(hydrophobic)表面的介電/絕緣層，或具介電/絕緣的疏水層之單層結構時，形成疏水性介電圖案後，雙層畫素擋牆216可設置於第一電極層204上。在本發明又一實施例中，當疏水性介電層208為疏水層與介電/絕緣層堆疊而成的複合層結構時，因為可僅對疏水層或對疏水層和介電/絕緣層兩者進行圖案化製程，所以形成疏水性介電圖案後，雙層畫素擋牆216可設置於介電/絕緣層或第一電極層204上。在本發明其他實施例中，也可選擇性對第一電極層204進行另一圖案化製程以形成第一電極圖案(圖未顯示)，因此形成第一電極圖案和疏水性介電圖案後，雙層畫素擋牆216可設置於第一基板200上。在本發明一實施例中，雙層畫素擋牆216包括接近第一基板200的一第一畫素擋牆212(也可視為下層畫素擋牆212)，和設置於第一畫素擋牆212上的一第二畫素擋牆214(也可視為上層畫素擋牆214)。雙層畫素擋牆216的第一畫素擋牆212用於界定電濕潤顯示元件之畫素(pixel)300的範圍，其中第一畫素擋牆212所定義出的畫素300的形狀可包括長方形、正方形、三角形、圓形、扇形或六角形。在本發明一實施例中，第一畫素擋牆212和第二畫素擋牆214的材料可以是紫外線(UV)硬化或熱硬化的光阻材料，其化學結構可含有聚乙二醇基團(polyethylene glycol-)、聚氨基甲酸酯基團(polyurethane-)、聚醯胺系基團(polyamide-)或聚甲基丙烯酸2-羥乙酯基團(poly(2-hydroxy ethyl methacrylate)-based)等基團，例如聚環氧化物(polyepoxide)、聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚氨基甲酸酯(polyurethane)、聚醯胺(polyamide)、聚甲基丙烯酸2-羥乙酯(poly(2-hydroxy ethyl methacrylate)等系列。在本發明一實施例中，第一畫素擋牆212和第二畫素擋牆214的總高度可為3～50μm。在本發明一實施例中，第一畫素擋牆212的上視圖形狀與第二畫素擋牆214相同。在第1a圖所示的實施例中，雙層畫素擋牆216的總高度h1小於疏水性介電層208和第二電極層206之間的垂直距離d1，因而雙層畫素擋牆216的第二畫素擋牆214未連接設置於第二基板202上的第二電極層206。或者，在本發明另一實施例中，雙層畫素擋牆216的總高度h1等於疏水性介電層208和第二電極層206之間的垂直距離d1，因而雙層畫素擋牆216的第二畫素擋牆214連接設置於第二基板202上的第二電極層206接合。
在本發明一實施例中，雙層畫素擋牆216的第一畫素擋牆212與第二畫素擋牆214表面的表面能係設計>36 mN/m。另外，更進一步設計第二畫素擋牆214對水的接觸角大於第一畫素擋牆212對水的接觸角，以控制油墨填充量。舉例來說，第一畫素擋牆212對水的接觸角可介於60°～20°之間，而第二畫素擋牆214對水的接觸角可介於80°～40°之間。或者，舉例來說，第一畫素擋牆212和第二畫素擋牆214對水接觸角的歸一化(normalization)可設計介於0.5：1至0.9：1之間。在本發明一實施例中，可以在光阻材料中混和添加不同量或不同種類的無機親水材料，使下層的第一畫素擋牆212較親水，使上層的第二畫素擋牆214較不親水或較親油，例如矽基材料(silicon-base substance)、奈米碳管(carbon nanotubes)或二氧化鈦(titanium dioxide)。或者，可以在光阻材料中添加含有羥基(hydroxyl)、醛基(aldehyde)、碳酸鹽基(carbonate)、羧酸鹽基(carboxylate)、羧酸基(carboxylic)、醚基(ether)、碳基(carbonyl)、羥基(hydroxyl group-containing acrylate)、醯胺基(amide)、胺基(amine)或肟基(oxime)等官能基的化合物、高分子單體、寡聚物之有機親水材料，使下層的第一畫素擋牆212較親水，使上層的第二畫素擋牆214較不親水或較親油。上述有機親水材料，於室溫時黏度小於2000 cps為佳，例如丙三醇二甲基丙烯酸酯(glycerin dimethacrylate)、丙三醇-甲基丙烯酸酯(glycerin mono(meth)acrylate)、乙二醇-二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol dimethacrylate)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethyleneglycol dimethacrylat)、丙烯酸-4-羥基丁酯(4-hydroxybutyl methacrylate)、丙烯酸2-羥基丙酯(2-hydroxypropyl methacrylate)、丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate)、多丙烯酸-甲基丙烯酸環氧丙酯(glycidyl methacrylate -acrylic acid additive)、三甲醇-丙烯酸甲酯(trimethylol methacrylate)或三甲醇丙烷-丙烯酸甲酯(trimethylol propane methacrylate)。在本發明其他實施例中，第一畫素擋牆212可由黑色樹脂構成之黑色矩陣(black matrix)，上述黑色樹脂可以提高顯示器的對比(contrast)。
在本發明另一實施例中，電濕潤顯示元件500a也可包括單層結構畫素擋牆，其材質可以是紫外線(UV)硬化或熱硬化的光阻材料，其化學結構可含有聚乙二醇基團(polyethylene glycol-)、聚氨基甲酸酯基團(polyurethane-)、聚醯胺系基團(polyamide-)、或聚甲基丙烯酸2-羥乙酯基團(poly(2-hydroxy ethyl methacrylate)-based)等基團，例如聚環氧化物(polyepoxide)、聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚氨基甲酸酯(polyurethane)、聚醯胺(polyamide)、聚甲基丙烯酸2-羥乙酯(poly(2-hydroxy ethyl methacrylate)等系列。形成上述單層結構畫素擋牆之後，再利用加熱、溶劑、或電漿處理等方式，改變單層結構畫素擋牆上部和下部對水接觸角的比例，因而上述單層結構畫素擋牆會具有一第一親水區(如第一畫素擋牆212的區域)和一第二親水區(如第二畫素擋牆214的區域)，使下層的第一親水區較親水，使上層的第二親水區較不親水或較親油。在本發明其他實施例中，也可於形成上述單層結構畫素擋牆的光阻材料中加入添加物，再以上述材料形成單層結構畫素擋牆並使添加物沉積以形成第一親水區(如第一畫素擋牆212的區域)和位於第一親水區上的第二親水區(如第二畫素擋牆214的區域)，使下層的第一親水區較親水，使上層的第二親水區較不親水或較親油。
如第1a圖所示，電濕潤顯示元件500a包括位於該第一基板200與第二基板202之間的第一液體218與第二液體220。在本發明一實施例中，第二液體220與疏水性介電層208接觸且第一液體218位於第二液體220上。在本發明一實施例中，第一液體218可為極性液體，且第二液體220之化學極性大於等於0且小於等於3，其可為弱極性液體或非極性液體。在本發明一實施例中，第一液體218可包括水、水溶液或醇類，此外於第一液體218之中尚可加入電解質，例如氯化鉀(KCl)或氯化鈉(NaCl)以增加離子導電度，另外，也可加入界面活性劑(surfactant)，用以降低溶液的表面張力。在本發明一實施例中，第二液體220可包括矽油(silicon oil)、C10~C16之烷類、染料(dye)或顏料(pigment)。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)。此外，雙層畫素擋牆216之折射係數較佳與第一液體218相同，以避免從顯示器上方俯視時，因折射現象造成呈色的干擾。
經由上述雙層畫素擋牆之上下兩層畫素擋牆(第一畫素擋牆212、第二畫素擋牆214)或單層結構畫素擋牆之上下兩個親水區(第一親水區、第二親水區)對水接觸角的比例的設計，使下層的第一畫素擋牆212或第一親水區較親水，使上層的第二畫素擋牆214或第二親水區較不親水或較親油，因而可以控制第二液體在包括浸泡塗佈(dip coating)製程、噴墨印刷(IJP)製程或狹縫塗佈製程等油墨塗佈製程的注入量(厚度)。因此，如第1b圖所示，當操作電濕潤顯示元件(施加電壓)500a時，可避免習知電濕潤顯示元件因注入量較多的第二液體收縮產生溢流的問題，可在不影響電濕潤顯示元件對比的前提下，增加面板驅動後的均勻性，提昇面板操作的可靠度。
請參考第2圖，本發明另一實施例的電濕潤顯示元件500b與第1a圖所示的電濕潤顯示元件500a的不同處為，電濕潤顯示元件500b更包括一中間層222，設置於第一畫素擋牆212與第二畫素擋牆214之間。在本發明一實施例中，中間層222可包括一黏著層或一黑色遮光物質。當中間層222為黏著層時，上述中間層222可提高第一畫素擋牆212與第二畫素擋牆214之間的黏著性，上述黏著層的材質可包括光硬化膠材、壓力硬化膠材或水硬化膠材。另外，當中間層222為黑色遮光物質時，可進一步提高顯示器的對比，上述黑色遮光物質的材質可包括含碳之樹脂黑色矩陣(black matrix)。
在本發明另一實施例中，可設計雙層畫素擋牆的縱向剖面形狀(如第3a圖之剖面圖所示的雙層畫素擋牆316之形狀)，以使下層的第一畫素擋牆向畫素區延伸並且具有一定的高度和寬度比例關係，構成一凸狀型態的雙層畫素擋牆結構，藉由凸出狀結構擋牆配合浸泡塗佈(dip coating)製程方式可以得到表面形貌凸出的第二液體(例如油墨)型態。第3a圖為本發明又另一實施例之電濕潤顯示元件500c未施加電壓的剖面圖。第3b圖為第3a圖所示之電濕潤顯示元件其中之一畫素300的雙層畫素擋牆316的上視圖。如第3a、3b圖所示，電濕潤顯示元件500c的雙層畫素擋牆316與第1a和2圖所示的電濕潤顯示元件500a、500b的不同處為，電濕潤顯示元件500c的雙層畫素擋牆316之下層第一畫素擋牆312橫向(意即平行於第一基板的方向)凸出於上層的第二畫素擋牆314，意即如第3b圖所示之上視圖中，第一畫素擋牆312的寬度大於第二畫素擋牆314的寬度。在本發明另一實施例中，第一畫素擋牆312的縱向剖面高度至少大於等於0.1μm，第一畫素擋牆312和第二畫素擋牆314的總高度可為3～50μm。並且，第一畫素擋牆312的縱向剖面寬度A1，第二畫素擋牆314的縱向剖面寬度A2，係設計第一畫素擋牆縱向剖面寬度A1對第二畫素擋牆縱向剖面寬度A2的比值大於1。舉例來說，其中第一畫素擋牆縱向剖面寬度A1對第二畫素擋牆縱向剖面寬度A2的比例可設計介於1：0.98至1：0.4之間。在本發明一實施例中，雙層畫素擋牆316的第一畫素擋牆312與第二畫素擋牆314表面的表面能係設計>36 mN/m。另外，可更進一步設計第二畫素擋牆314對水的接觸角大於第一畫素擋牆312對水的接觸角。舉例來說，第一畫素擋牆312對水的接觸角可介於70°～20°之間，而第二畫素擋牆314對水的接觸角可介於80°～30°之間。或者，舉例來說，第一畫素擋牆312和第二畫素擋牆314對水接觸角的歸一化(normalization)可設計介於0.5：1至0.9：1之間。本實施例的第一畫素擋牆312和第二畫素擋牆314的材質可分別與第1a和2圖所示的電濕潤顯示元件500a、500b的第一畫素擋牆212和第二畫素擋牆214的材質相同。
在第3a圖所示的實施例中，雙層畫素擋牆316的總高度h2小於疏水性介電層208和第二電極層206之間的垂直距離d2，而雙層畫素擋牆316的第二畫素擋牆314未連接設置於第二基板202上的第二電極層206。或者，在本發明另一實施例中，雙層畫素擋牆316的總高度h2等於疏水性介電層208和第二電極層206之間的垂直距離d2，因而雙層畫素擋牆316的第二畫素擋牆314連接設置於第二基板202上的第二電極層206。
經由設計上述上下兩層畫素擋牆(第一畫素擋牆312、第二畫素擋牆314)的結構配置使下層畫素擋牆縱向剖面寬度(A1)對上層畫素擋牆縱向剖面寬度(A2)的比值(A1/A2)大於1，再加上控制上下兩層畫素擋牆對水接觸角的歸一化，使下層的第一畫素擋牆312較親水，使上層的第二畫素擋牆314較不親水或較親油，可以使第二液體320的表面呈現凸狀，且第二液體320接近畫素300邊界的表面會大體上與第一畫素擋牆312接觸而不會爬昇至第二畫素擋牆314，因而可以控制第二液體320在浸泡塗佈(dip coating)製程、噴墨印刷(IJP)製程或狹縫塗佈製程等油墨塗佈製程後，第二液體於畫素內厚度分佈。因此，如第3c圖所示，當操作電濕潤顯示元件500c(施加電壓)時，可避免電濕潤顯示元件因注入量較多的第二液體收縮產生溢流的問題。且由於第二液體接近畫素邊界的表面會大體上與第一畫素擋牆接觸，使第二液體在此處的厚度較小，當操作電濕潤顯示元件500c(施加電壓)時，會增加第一液體吸引至疏水性介電層的速度，可提高電濕潤顯示元件的反應速度、增加對比和面板均勻性。
第4a、4b至6a、6b圖為本發明其他實施例之部分電濕潤顯示元件的上視圖和沿上視圖A-A’切線之剖面圖。為了方便顯示雙層畫素擋牆的上視和剖面結構，第二電極層，第二基板，第一液體和第二液體在此不予顯示。如第4a、4b圖所示的電濕潤顯示元件，雙層畫素擋牆516係設計僅有一側的下層第一畫素擋牆512橫向凸出於上層的第二畫素擋牆514。如第5a、5b圖所示的電濕潤顯示元件，雙層畫素擋牆616係設計僅有相鄰兩側的下層第一畫素擋牆612橫向凸出於上層的第二畫素擋牆614。如第6a、6b圖所示的電濕潤顯示元件，雙層畫素擋牆716係設計相鄰三側的下層第一畫素擋牆712橫向凸出於上層的第二畫素擋牆714。因此，如第4a、4b至6a、6b圖所示的本發明其他實施例之電濕潤顯示元件，第一畫素擋牆512、612、712之縱向剖面寬度分別對第二畫素擋牆514、614、714之縱向剖面寬度的比值大於等於1，且下層的第一畫素擋牆表面512、612、712較親水，使上層的第二畫素擋牆514、614、714較不親水或較親油。
本發明實施例提供一種電濕潤顯示元件，經由上述雙層畫素擋牆之上下兩層畫素擋牆(第一畫素擋牆、第二畫素擋牆)或單層結構畫素擋牆之上下兩個親水區(第一親水區、第二親水區)對水接觸角的歸一化，使下層的第一畫素擋牆212或第一親水區較親水，使上層的第二畫素擋牆214或第二親水區較不親水或較親油，因而可以控制第二液體在浸泡塗佈(dip coating)製程、噴墨印刷(IJP)製程或狹縫塗佈製程等油墨塗佈製程的注入量(厚度)。或者再加上設計上述上下兩層畫素擋牆的結構配置使下層畫素擋牆的縱向剖面寬度對上層畫素擋牆的縱向剖面寬度的比值大於1。當操作電濕潤顯示元件(施加電壓)時，可避免習知電濕潤顯示元件因注入量較多的第二液體，於元件操作時產生第二液體溢流的問題，且會增加第一液體吸引至疏水性介電層的速度，可提高電濕潤顯示元件的反應速度、增加對比和面板均勻性的效益。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
500a、500b、500c．．．電濕潤顯示元件
200．．．第一基板
202．．．第二基板
204．．．第一電極層
206．．．第二電極層
208．．．疏水性介電層
212、312、512、612、712．．．第一畫素擋牆
214、314、514、614、714．．．第二畫素擋牆
216、316、516、616、716．．．畫素擋牆結構
218、318．．．第一液體
220、320．．．第二液體
222．．．中間層
300．．．畫素
h1、h2．．．總高度
d1、d2．．．垂直距離
A1、A2．．．縱向剖面寬度
第1a圖為本發明一實施例之電濕潤顯示元件未施加電壓的剖面圖。
第1b圖為本發明一實施例之電濕潤顯示元件施加電壓的剖面圖。
第2圖為本發明另一實施例之電濕潤顯示元件的剖面圖。
第3a圖為本發明又另一實施例之電濕潤顯示元件未施加電壓的剖面圖。
第3b圖為第3a圖所示之電濕潤顯示元件其中之一畫素的雙層畫素擋牆的上視圖。
第3c圖為本發明又另一實施例之電濕潤顯示元件施加電壓的剖面圖。
第4a、5a、6a圖為本發明其他實施例之電濕潤顯示元件的上視圖。
第4b、5b、6b圖為沿第4a、5a、6a圖A-A’切線的剖面圖。
500a．．．電濕潤顯示元件
200．．．第一基板
202．．．第二基板
204．．．第一電極層
206．．．第二電極層
208．．．疏水性介電層
212．．．第一畫素擋牆
214．．．第二畫素擋牆
216．．．畫素擋牆結構
218．．．第一液體
220．．．第二液體
300．．．畫素
h1．．．總高度
d1．．．垂直距離

Claims (35)

  1. 一種電濕潤顯示元件，包括：一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於該第一基板上；一第二電極層，設置於該第二基板上；一疏水性介電層，設置於該第一電極層上；一第一畫素擋牆，設置於該第一基板上；一第二畫素擋牆，設置於該第一畫素擋牆上，其中該第二畫素擋牆對水的接觸角大於該第一畫素擋牆對水的接觸角；以及一第一液體與一第二液體，位於該第一基板與該第二基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二液體與該疏水性介電層接觸，且該第一液體位於該第二液體上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一液體為一極性液體，且該第二液體為一弱極性液體或一非極性液體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆所定義出的一畫素的形狀包括長方形、正方形、三角形、圓形、扇形或六角形。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一與第二畫素擋牆的總高度為3~50μm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二液體之化學極性大於等於0且小於等於3。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的縱向剖面形狀與該第二畫素擋牆相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的縱向剖面寬度對該第二畫素擋牆的縱向剖面寬度的比值大於等於1。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的高度大於等於0.1μm。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的縱向剖面寬度對該第二畫素擋牆的縱向剖面寬度的比例介於1：0.98至1：0.4之間。
  11. 如申請專利範圍第1或8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆與第二畫素擋牆表面的表面能大於36mN/m。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆對水的接觸角介於60°~20°之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二畫素擋牆對水的接觸角介於80°~40°之間。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆對水的接觸角介於70°~20°之間。
  15. 如申請專利範圍第8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二畫素擋牆對水的接觸角介於80°~30°之間。
  16. 如申請專利範圍第1或8項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆和該第二畫素擋牆對水的接觸角的歸一化介於0.5：1至0.9：1之間。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆和該第二畫素擋牆包括紫外線硬化或熱硬化的光阻材料，其化學結構含有聚乙二醇基團(polyethylene glycol-)、聚氨基甲酸酯基團(polyurethane-)、聚醯胺系基團(polyamide-)、或聚甲基丙烯酸2-羥乙酯基團(poly(2-hydroxy ethyl methacrylate)-based)等基團。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆和該第二畫素擋牆分別包括一添加物，其中該添加物包括一無機材料或包含羥基(hydroxyl)、醛基(aldehyde)、碳酸鹽基(carbonate)、羧酸鹽基(carboxylate)、羧酸基(carboxylic)、醚基(ether)、碳基(carbonyl)、羥基(hydroxyl group-containing acrylate)、醯胺基(amide)、胺基(amine)或肟基(oxime)的化合物、高分子單體、寡聚物等一有機材料。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電濕潤顯示元件，其中該有機材料在室溫下的黏度小於2000cps。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二畫素擋牆連接該第二電極層。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆包括黑色矩陣。
  22. 一種電濕潤顯示元件，包括：一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於該第一基板上；一第二電極層，設置於該第二基板上；一疏水性介電層，設置於該第一電極層上； 一第一畫素擋牆，設置於該第一基板上；一第二畫素擋牆，設置於該第一畫素擋牆上，其中該第一畫素擋牆與該第二畫素擋牆包括一紫外線硬化或熱硬化之光阻材料，且該光阻材料包含至少一親水材料，其中該第一畫素擋牆之該親水材料的成份或含量與該第二畫素擋牆不同，其中該第一畫素擋牆的縱向剖面寬度對該第二畫素擋牆的縱向剖面寬度的比值大於等於1；以及一第一液體與一第二液體，位於該第一基板與該第二基板之間。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一液體為一極性液體，且該第二液體為一弱極性液體或一非極性液體。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的高度大於等於0.1μm。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆的縱向剖面寬度對該第二畫素擋牆的縱向剖面寬度的比例介於1：0.98至1：0.4之間。
  26. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該親水材料為包括矽膠(silicone subjected)、奈米碳管(carbon nanotubes)或二氧化鈦(titanium dioxide)的一無機材料。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該親水材料為包括羥基(hydroxyl)、醛基(aldehyde)、碳酸鹽基(carbonate)、羧酸鹽基(carboxylate)、羧酸基(carboxylic)、醚基(ether)、碳基(carbonyl)、羥(hydroxyl group-containing acrylate)、醯胺基(amide)、胺基(amine)或肟基(oxime)的化合物、高分子單體、寡聚物的一有機材料。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆與該第二畫素擋牆表面的表面能大於36mN/m。
  29. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆對水的接觸角介於60°~20°之間，且該第二畫素擋牆對水的接觸角介於80°~40°之間。
  30. 如申請專利範圍第22項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆對水的接觸角介於70°~20°之間，且該第二畫素擋牆對水的接觸角介於80°~30°之間。
  31. 一種電濕潤顯示元件，包括：一第一基板和一第二基板，彼此相對設置；一第一電極層，設置於該第一基板上；一第二電極層，設置於該第二基板上；一疏水性介電層，設置於該第一電極層上；一單層畫素擋牆，設置於該第一基板上，其中該單層畫素擋牆包含一第一親水區與一第二親水區，其中該第二親水區位於該第一親水區上，且該第二親水區對水的接觸角大於該第一親水區對水的接觸角；以及一第一液體與一第二液體，位於該第一基板與該第二基板之間。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一液體為一極性液體，且該第二液體為一弱極性液體或一非極性液體。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一親水區與該第二親水區表面的表面能大於36mN/m。
  34. 如申請專利範圍第31項所述之電濕潤顯示元件，其中該第一畫素擋牆對水的接觸角介於60°~20°之間，且該第二畫素擋牆對水的接觸角介於80°~40°之間。
  35. 如申請專利範圍第31項所述之電濕潤顯示元件，其中該第二親水區與該第二基板接合。
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