雙色微膠囊型電泳顯示材料的制備及其應用.pdf

1、E-book由于結(jié)合了傳統(tǒng)紙張和電子顯示器的優(yōu)點,成為目前最為暢銷的電子產(chǎn)品之一。而作為E-book核心材料的電子紙(E-paper),是采用電泳顯示技術(shù)使帶電粒子在電場作用下運動以實現(xiàn)顏色交替顯示。目前微膠囊型電泳顯示器成為商用E-paper的主流,不過其性能離人們的設想還有一定的距離。具體表現(xiàn)為電泳粒子在電泳液中的懸浮穩(wěn)定性能和微膠囊對電泳液阻隔性能等。
　　 本文針對這兩個問題,首先采用無機/有機復合的方法,制備了一系列密

2、度較低,能在介質(zhì)中穩(wěn)定懸浮,并能在電場作用下快速泳動的帶電粒子；然后從價格低廉、容易獲得的原料明膠(GE)、羧甲基纖維素鈉(NaCMC)出發(fā),通過特定小分子表面活性劑的引入,制備了性能優(yōu)異的微膠囊；以上述電泳粒子和微膠囊為基礎(chǔ),制備了可低電壓驅(qū)動的電泳顯示原型器件。
　　 通過N-烷基化反應合成了能在非水溶劑中溶解并具有高熱穩(wěn)定性能的N-(p-乙烯基芐基)鄰苯二甲酰亞胺(VBP)單體。采用自由基聚合法制備了白色TiO2-g-PV

3、BP復合粒子。通過考察粒子/單體質(zhì)量比和反應溫度對TiO2-g-PVBP復合粒子的懸浮穩(wěn)定性和形貌的影響,電荷控制劑種類和濃度對其電泳特性的影響,發(fā)現(xiàn)粒子/單體質(zhì)量比為1/1,反應溫度為85℃時制備的復合粒子表觀密度為1.9 g/cm3,能在介質(zhì)中穩(wěn)定懸浮。在1.6wt％的span85電荷控制劑下,復合粒子電泳液的zeta電勢值和泳動率分別為30.3 mV和4.69x10-6cm2/Vs。采用自由基聚合法將聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA)

4、接枝在二氧化鈦粒子表面,制備了白色TiO2-g-PLMA復合粒子。在適量span85存在下,復合粒子電泳液的zeta電勢值和泳動率分別為-37.1 mV和-5.74×10-6cm2/Vs。
　　 以乙烯基芐基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑,采用自由基聚合法將PLMA接枝在Cu2Cr2O3/SiO2表面,得到在電泳液中懸浮穩(wěn)定的黑色Cu2Cr2O3-g-PLMA復合粒子,加入適量的span85,電泳液的zeta電勢值和泳動率分別

5、為62.5 mV和9.81×10-6cm2/Vs。采用吸附聚合物分散劑法,在炭黑粒子表面吸附聚異丁烯丁二酰亞胺(T151),,得到了在分散介質(zhì)中懸浮穩(wěn)定的黑色CB/T151復合粒子。黑白粒子雙色電泳液(白色TiO2-g-PVBP/span85,黑色CB/T151)在電場強度為0.06V/μm時,顯示對比度可高達38.4:1。
　　 采用復凝聚法制備GE-NaCMC-雙(2-乙己基)磺基琥珀酸鈉(DSS)微膠囊。雙鏈型陰離子表面活

6、性劑具有雙倍的碳氫鏈與NaCMC中的非極性鏈發(fā)生疏水作用,提高。NaCMC在油/水界面的吸附量。探討了不同濃度的表面活性劑、不同質(zhì)量NaCMC、攪拌速度、交聯(lián)劑含量對微膠囊性能的影響。通過實驗條件優(yōu)化,得到了光學透明、表面光滑、粒徑均勻的微膠囊。熱失重、熱緩釋測試表明微膠囊具有良好的熱穩(wěn)定性.通過掃描電鏡表征微膠囊的表面形貌,發(fā)現(xiàn)所制備的微膠囊彈性好,囊壁結(jié)構(gòu)致密,厚度約為300-400 nm。
　　 采用碳氫/氟碳復合表面活性

7、劑,首次將氟元素引入到微膠囊囊壁材料中,提高微膠囊的穩(wěn)定性和阻隔性能。發(fā)現(xiàn)不同濃度比的十二烷基硫酸鈉(SDS)/全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)復合表面活性劑對NaCMC溶液的表面張力和zeta電勢值有影響,NaCMC和SDS/OBS之間存在的疏水作用和氫鍵能提高NaCMC在油/水界面的吸附量,有利于囊壁材料間形成致密的囊壁結(jié)構(gòu).通過優(yōu)化SDS/OBS的摩爾濃度比和體系pH值,在pH值為4.5時制備出光學透明、粒徑均勻、表面光滑、致密囊壁

8、結(jié)構(gòu)的微膠囊。熱失重、熱緩釋和掃描電鏡測試表明,GE-NaCMC-0.5 mM SDS/0.2 mM OBS微膠囊具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高阻隔性能。
　　 運用自動涂布儀將混合均勻的微膠囊漿和粘合劑涂布在ITO/PET膜上,采用靜態(tài)驅(qū)動方式,制備了時鐘顯示原型器件和點陣字符(16×16和16x64)顯示原型器件。在9V電壓驅(qū)動下,白粒子藍染料原型器件的響應時間約為800ms,對比度為2.7～3.2:1；白粒子黑染料原型器件的響應時