智慧窗(Smart Window)的產品其實由來已久，但是較完整的概念是由飛利浦於2007 年所提出，其揭露的原型乃是使用LCD 面板，搭配模擬太陽光的指向性強光源所架構出來的；何以這個窗戶可以夠聰明被稱做“智慧窗”呢？想像一下︰當你還賴在床上，窗戶即按照你所設定的時間將遮光幕打開，引入的陽光喚醒你一天美好的開端；起床後，你輕觸一下窗戶，它將你今天的行程表列出來，還體貼地提醒你今天的氣溫與天氣，好讓你能穿上適合的服裝，並且不會忘記攜帶重要文件。是的！這些功能都可以被整合在這個聰明的窗戶上，此概念結合了動作感測器、網路連線與互動程式，就像是科幻電影的情節一般；可惜的是，該原型使用的是LCD 技術，因為透光度不足（約5~7%），此窗戶甚至無法見到窗外的景色，所以這個概念到目前還沒被真正地實現。在這概念被發表之前，所謂的智慧窗其實就是調光玻璃的產品，其主要訴求是能夠調節室內光線，並間接調節氣溫，節省室內空調的耗能，可應用於車窗、建築物玻璃門窗等，並以不占有體積的優勢取代窗簾；主要技術是以高分子分散液晶、電致變色材料及懸浮粒子系統等三項為主。
電濕潤顯示技術
電濕潤的原理如圖一所示，我們準備一個疏水的表面，其具有疏水性，又稱防潑水性，當有一滴水接觸到此表面時，該水滴會呈現珠狀，也就是具有一個較大的接觸角(>90°)；這是因為疏水表面的低表面能所致，使固、液的表面張力(γWF)大於固、氣的表面張力(γOF)，改變了液、氣相張力(γWO)的角度而達到力平衡。當施加壓差於疏水表面下的電極與水滴時，此時表面的電荷分布就會改變，且靜電力會驅使極性的水滴親和疏水表面，破壞了原本表面張力的平衡，降低水滴的接觸角，進而產生濕潤現象。
圖一、電濕潤原理
電濕潤顯示技術之國際現況
目前國際上主要開發電濕潤顯示技術的研究單位有Liquavista 、美國UC(University of Cincinnati )、德國ADT 與台灣的工研院；工研院顯示中心致力於軟性顯示器之開發，於LCD 、ChLCD 、OLED 等技術皆曾進行軟性結構的一系列研究；故在軟性EWD 的製程，提出間隙結構、接著封裝、組立工序等相關專利，研究方向與其他單位比較，具有獨特點與差異性。在過去的研究中，顯示中心著重在反射式顯示的面板開發，曾發表了6 吋單色與AM彩色EWD ，如圖六所示；面板的反射率為40% ，黑、白對比可達到1:10 。此外，顯示中心進一步開發噴墨技術(Ink-jet Printing)，利用該技術進行油墨注入至面板的工序，可成功地將不同顏色的油墨放置在對應的畫素中，其製程如圖七所示。於2010 年實現全球第一片單層彩色化的結構，面板大小為6 吋，採用紅、綠、藍、黑四色油墨，子畫素的尺寸為302 × 302 µm2 ，全彩面板的驅動情形如圖八所示。
電濕潤節能智慧窗
工研院顯示中心於2010 年台北國際光電週首次發表EWD 智慧窗之原型，採用4片透明的6 吋EWD 面板組成，顏色的表現為單色的黑色或紅色，驅動的圖案設計成百葉窗一般，開關不同區域能達到8 個灰階度如圖九所示；全面關閉為暗態的穿透率小於10% ，全面打開呈完全透明的狀態，穿透率大於40%；當驅動電壓小於15 V ，面板的功耗僅25 mW。該原型搭配4 片6吋的薄膜太陽電池，足以驅動智慧窗之餘，還能將一部分的電力儲存於系統內建的電池中，做為夜間與陰雨天的使用，達一週之久；除此之外，還能依客戶的需求，注入不同顏色的油墨做為窗戶的遮光，具有客制化的產品特性。在2010 年底的工研院成果展中，也公開了單一面板雙色之智慧窗如圖十所示，主要原理為使用藍色與紅色EWD面板堆疊的方式，可在藍色、紅色、紫色與透明做切換，功耗為50 mW 。並如同前述的百葉窗模式，能控制灰階，達到調光與情境造景的效果。
圖十、EWD 紅藍雙色智慧窗
既有之智慧調光窗技術比較
高分子分散液晶(PDLC)，國外廠商主要有Polytronix ，其國內代理商為寶創。該技術是將高分子之單體與液晶混合後夾置在兩片基板中，在紫外燈下照射，使個單體連結成聚合物，將液晶微胞成許多的小顆粒。這些小顆粒被高分子聚合物固定後，因折射係數不同，產生折射及反射……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：李信宏 / 工研院顯示中心
★ 本文節錄自「工業材料雜誌295期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9473