電子墨水用白色電泳顆粒和微膠囊的制備.pdf

1、從1925年蘇格蘭人貝爾德用電發(fā)射圖像的成功，到美國(guó)無線電公司于1939年第一次推出黑白電視機(jī)(Cathode-Ray Tube，CRT)，迄今，顯示器的發(fā)展已經(jīng)歷了近百年的歷史。目前，顯示器正在向朝著薄型、輕質(zhì)、柔性、被動(dòng)反射式發(fā)光、能耗小、環(huán)境友好的方向發(fā)展。 柔板顯示器，是一種新型顯示器件，具有重量小、價(jià)格低、無污染、柔性顯示、易實(shí)現(xiàn)大面積顯示等優(yōu)點(diǎn)。目前，最有可能產(chǎn)業(yè)化的柔板顯示器件有三種：有機(jī)電致發(fā)光顯示器，旋轉(zhuǎn)球柔板

2、顯示器和微膠囊電泳顯示器。本課題主要研究第三種顯示器件。 微膠囊電子墨水(Encapsulated Electrophoretic Ink，E-Ink)由美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室于2001年提出的一種新型的柔性顯示材料，它是微膠囊電泳顯示器的關(guān)鍵顯示材料之一，主要由電泳顆粒、染料、電荷控制劑和分散介質(zhì)組成。該材料目前還存在一些問題，最急待解決的是如何提高電泳顆粒的響應(yīng)時(shí)間和使用壽命。本課題著重研究白色電泳顆粒的制備及其表面改性

3、，以使其符合電子墨水對(duì)電泳顆粒的要求。 首先，采用四氯化鈦強(qiáng)制水解法制備了適合電子墨水使用的球形、表面光滑、單分散性較好、粒徑為300nm左右的實(shí)心TiP<,2>顆粒，簡(jiǎn)單討論了四氯化鈦強(qiáng)制水解的反應(yīng)原理，在反應(yīng)過程中添加Na<,2>SO<,4>、EDTA和Na<,3>PO<,4>作為水解過程的控制劑，通過X射線衍射儀(X-Ray DiffractometerXRD)和原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope

4、，AFM)測(cè)試、討論了各添加劑對(duì)制備的TiO<,2>顆粒晶型、粒徑大小和粒徑分布的影響，并嘗試在制得的TiO<,2>顆粒表面接枝丁二酸。 然后，采用控制正硅酸乙酯在氨水-乙醇溶液中的水解，制備了球狀亞微米級(jí)SiP<,2>白色顯色顆粒，利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性SiP<,2>顆粒，并在顆粒表面包裹了聚苯乙烯，通過場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(Field Emission Scanning Electron Microsco

5、pe，F(xiàn)E-SEM)觀察了所制備的SiP<,2>顆粒的表面形貌和粒徑分布情況，應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer，F(xiàn)TIR)測(cè)試探討了聚苯乙烯與SiP<,3>顆粒表面羥基的化學(xué)鍵合的情況及苯乙烯單體的用量對(duì)顆粒表面包裹的量的影響，通過高分辨率透射電鏡(High Resolution TransmissionElectron Microscope，HR-TEM)觀察了包

6、裹后Si02顆粒表面形貌及表面包裹層厚度隨苯乙烯單體量的變化，并通過Zeta電位粒度儀(Zetasizer)研究了改性前后SiO<,2>顆粒在四氯乙烯分散介質(zhì)中的Zeta電位。發(fā)現(xiàn)包裹聚苯乙烯后顯著提高了SiO<,2>顆粒在四氯乙烯溶劑中的荷電和分散穩(wěn)定性。 最后，采用原位沉積法，以脲醛樹脂為膠囊壁材，制備了脲醛樹脂電子墨水微膠囊，討論了原位沉積法制備微膠囊的反應(yīng)過程和聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)作為系

7、統(tǒng)改性劑對(duì)膠囊形成過程的影響，考察了加入的間苯三酚對(duì)膠囊壁固化的影響，通過改變反應(yīng)體系水相pH值、乳化時(shí)間、油相量及反應(yīng)時(shí)間，討論了上述工藝條件對(duì)所制備微膠囊的顯微形貌、表面光潔度、機(jī)械強(qiáng)韌性及微膠囊的包封率的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在以PVA為系統(tǒng)改性劑時(shí)，pH=2.0，油相量為15mL，乳化60min，恒溫55℃反應(yīng)4h，有利于形成球形，表面光潔，密封性能和機(jī)械強(qiáng)韌性較為良好的微膠囊。脲醛樹脂交聯(lián)聚合的過程中實(shí)現(xiàn)油、水兩相充分分離，形成穩(wěn)定的