电泳显示电子墨水的制作方法

文档序号:3803577阅读:547来源:国知局

专利名称::电泳显示电子墨水的制作方法
技术领域
:本发明涉及图像和文字等信息显示
技术领域
,特别是柔性材料显示
技术领域
,更确切地描述,是属于电泳显示电子墨水,即电泳显示电子纸领域。
背景技术
:电子显示器件(Electronicdisplaydevice),就是人们常说的人-机界面(Man-Machineinterface)。从功能角度考察,电子显示器件能将各种电子装置输出的电信号,转变为人的视觉可辩知的光情报信息。从1888年奥地利人Reinitzer发现液晶,到德国人布劳恩发明CRT显示器,迄今,电子显示器的发展已经经历了一百多年的历史。一般而言,当光信号采取光发射显示时,称为主动显示或发射显示(activedisplay/emissivedisplay);而通过反射、散射、干涉等现象调节入射光进行的显示,则被称为被动显示或非发射显示(passivedisplay/non-emissivedisplay)。一般认为,电子纸属于被动显示。当前占有市场主导地位的是液晶显示器,在近期可能与之竞争的是有机电致发光显示(OLED)。携带不便,依赖电能,显示器件本身基本不具备信息存储功能,是已经商品化的各种显示器件的共同缺陷。人们一直期盼一种同时具备纸张和电子显示器件特性的显示材料,即方便快捷,又经济实用。于是,电子纸的概念就应运而生。文献表明,美国XEROX公司的Sheridon在1977年国际信息显示会议上,首次提出了旋转球电子纸显示器概念,并在美国专利5389945中(Sheridon,Writingsystemincludingpaper-likedigitallyaddressedmediaandaddressingdevicetherefor,2月14日,1995)披露了数字化的,类似纸张的显示器件,即电子纸,并逐步形成和完善了电子纸的概念首先,电子纸是一种电子显示器件,它对图象的显示呈双稳态,即在施加电场的条件下实现显示,但电场撤去以后,显示仍然保持,因而,电子纸具备信息存储功能,而且节能。同时因为电子纸主要是反射型显示,其对光线的反射遵循朗伯反射定律,所以,电子纸拥有大视角。第三,电子纸由柔性导电高分子薄膜晶体管(TFT)作为电极,物理机械性能类似传统纸张,可以卷曲甚至折叠,便于携带。如果忽略双稳态这一特征的话,主动发光柔性显示器电子纸的代表是电致发光聚合物(LED),在电场作用下,聚合物发射出彩色可见光,效果与无机发光二极管媲美,但有机LED的制造成本是如此之高,以至于连该技术的积极推动者柯达公司也是与日本公司联手开发。被动发光的电子纸技术很多,如多稳态液晶(ErnstLueder,RolandBuerkle,MartinMuecke,RucedigerKlette,et.al.FlexibleandbistableFLCandcholestericdisplaysonplasticsubstratesformobileapplicationsandsmartcards,JournaloftheSID7/1,1999P29),是当前应用于电子书(E-BOOK)的主要显示技术。但液晶显示离不开背光源,否则无法获得好的显示效果,窄视角也是其局限性之一。所以,比较而言,电泳显示更具优势。电子纸产品技术涉及光学、色彩学、高分子材料、电子学等,属于多学科综合类技术,其中,导电高分子材料是2000年诺贝尔化学奖获奖内容,也是可能影响21世纪产业技术发展的前沿材料,产品制造工艺与各种新型打印技术特别是喷墨打印技术紧密相关。所以,电子纸技术具备前沿性,综合性,有相当的技术难度。为了制作电子纸显示器,人们开发了多种原理型显示技术,还有很多新技术有望应用于电子纸显示器制作。目前,最有可能实现产业化的是微胶囊电泳显示电子纸和旋转球显示电子纸,电子墨水是其关键部件。电泳影像,包括激光静电复印(D.S.Rimai;D.J.Quesnel;L.P.Demejoetc.JournalImagingScienceandTechnology.Vol45,No.2,March/April,USP3145156,3384488,2940847)和电泳影像显示技术(ElectrophoreticImagingDisplay简称EPID)。电泳影像显示技术由日本松下公司于1973年首先发表,随后,PHILIP(M.DCroucher,J.Harbour,M.Hopper,andM.L.Hair;ElectrophoreticdisplayMaterialsasRelatedtoPerformance;1981,PhotographicScienceAndEngineering,V25,No.2,March/April,P80-86),XEROX(AndrewL.Dallsa,ElectrophoreticDisplayTechnology.IEEETransectionsonElectronDevices,Vol.ED-24,No.7,July1977.P8273),东京大学(YoshinorlToyashima,AkiraTakahashi,HiroshiNokeahillda,etc.ANewImagingSystemUtilizingPhotoelectrophoreticBehaviorofTiO2,PhotographicScienceandEgineering[J],Vol21,Number1,Jounary/February,1977.P294)也相继开展了该技术在光学显示影像系统的应用研究。一般电泳显示器是把微粒子分散在悬浮液体中构成胶体,在电荷控制剂的作用下,粒子带有正或者负电荷,并具有一定的表面电势,当对该分散系施加电场时,带电粒子会发生电泳。这样,通过调整电场强度,就使能够反射或者吸收一定颜色的带电颗粒向不同电极泳动,并透过柔性透明电极构成显示(BarrettCosmiskey,J.D.Albert,HidekazuYoshizawa&josephJacobson,Anelectrophoreticinkforall-printedreflectiveelectronicdisplays,Nature,vol394/16,July1998,P253-255)。电泳显示器的优点在于(1)只要控制电场方向就可以控制显示;(2)电泳显示液材料易得,成本低廉;(3)显示效果类似普通印刷品;(4)显示能耗低;(5)具有存储功能。但是经历了许多年,电泳显示器一直没有产生飞跃式发展,原因在于普通电泳显示器存在明显缺陷胶体中的电泳颗粒会很快发生沉降、聚集或其他问题,影响显示效果和显示寿命。为了解决这一问题,人们进行了许多探索。美国E-InkInc.开发的E-Ink电子墨水电泳显示液,用直径30-300μm的球状透明光滑微胶囊包覆悬浮液,悬浮液中漂浮着白色二氧化钛散射微粒,这些胶囊分布在粘着剂中构成分散体系,电泳微胶囊电子墨水涂布或者印刷在柔性透明塑料电极上,成功地研制出了原理型柔性EPID电子纸。2002年1月,已经有500套商品名称为Ink-In-MotionTM的产品上市,用于联锁店展示。微胶囊的引入是电泳显示技术的重要突破(1)把这些颗粒分散,禁锢在有限体积的胶囊中,使微粒的扩散和聚集限制在很小范围,在一定程度上解决了长期困扰电泳显示的不稳定问题;(2)胶囊直径小至30μm,可以直接印刷在柔软、轻薄的衬底上,并被第二层透明薄膜固定,使得E-Ink显示器厚度做到只有毫米级;(3)通过电压调节反射光微粒向电极聚集的数量,实现灰度等级控制;(4)E-Ink材料成本低,性能相对稳定,经过多次切换试验,效果较好。但是,微胶囊的引入,并没有从根本上解决颜料分散颗粒聚集和沉降问题,这是由电子墨水本身的组成决定的,所以必须从墨水构成开始改进。一般电泳显示电子墨水的组成包括电泳颗粒、电泳悬浮液、背景染料、电荷控制剂(CCA)、胶囊材料等。1用于显示屏的颗粒(电泳颗粒)荷电粒子可以是有机颜料和无机颜料。有机/无机颜料可以是纯颜料或色淀颜料,光散射颜料、吸光颜料或者荧光颜料,也可以是混合物。这些材料可以散射光、发出电子荧光,或者荧光,例如硫化锌(受到交流电场激发时发光)荧光粒子(Albert,Electrophoreticdisplayswithluminescentparticlesandmaterialsformakingthesame,USP6,300,932,October9,2001),镉黄、锌钡白、氧化铁黄、钛黄、钛钡黄、镉银黄、镉红、镉锌钡白橙、镉锌钡白红、钼酸橙、氧化铁红、铅红、银橙、镉橙、琥珀、氧化铁棕、锌铬铁棕、铬绿、氧化铬、钴绿、钴铬绿、钴钛绿、普鲁士蓝、钴蓝、天青石蓝、天蓝、钴铝镉蓝、钴紫、矿物紫、碳黑、铁黑、锰铁黑、钴铁黑、铜铬黑、铜铬锰黑、氧化钛黑,铜粉、铝粉、锡粉、锌粉等。这些粒子可以经过表面处理,或与电荷控制剂结合,改善电荷或分散稳定性。电泳颗粒的性能,诸如吸附、光学、电荷、迁移率、大小形状、密度、表面化学、稳定性、加工性等,可以通过乳化和微胶囊技术改进,许多染料或者颜料可以包到胶囊中,改善系统的光学性能。有人针对颜料品种,测定其ζ(ZETA的缩写)电位,依据在非极性溶剂(二甲苯)中的ZETA电位次序排列,并评价其碱性及酸性强弱,还列出了相对次序(周春隆、穆振义编著,有机颜料结构,特性及应用,化学工业出版社,2002年1月P225)。美国专利5,380,362公开了使用DiarylideyellowPigmentYellow14andPigmentYellow55这两种有机颜料分散在悬浮液中构成分散体系,并使用OLOA-1200作为电荷控制剂。可见尽管这两个颜料的结构主体相同,但电泳显示性能有明显差别(BEVERLYFITZHENRY-RITZ,OpticalPropertiesofElectrophoreticImageDisplays。IEEETRANSACTIONSONELECTRONDEVICES,VOL.ED-28,NO.6,JUNE1981)。具有不同电泳迁移率的彩色粒子,例如高分子染料,或者染料/颜料包覆物,可以用做电泳液彩色颗粒。其他材料还有美国专利5,364,726公开的品颜料HostapermPinkE(HoechstCelaneseCorporation)a和LitholScarlet(BASF),青颜料SudanBlueOS(BASF)以及类似化合物。白色颗粒一般是1-3层铝或者硅氧化物包覆处理的二氧化钛,有的文献介绍使用硫化钯、高岭土、氧化锌等。这些离子的共性是折射指数、散射系数高,吸收系数低。钛白使用率最高(Comiskey,etal.Microcellelectrophoreticdisplays,USP6327072,December4,2001)。普通二氧化钛悬浮液作为显示液有两种缺点最多可以显示两种色彩,而且色彩单调;两种颜色转换时,二氧化钛颗粒必须在电场作用下移动足够的距离。这需要几百毫秒,对于视频应用来说,时间过长。钛白粉的优点在于白度高,技术成熟。美国施乐公司(Chiang,Electrophoreticdisplaycomposition,USP4285801,August25,1981)曾经大量实验了包括R-100等各种类型的二氧化钛电泳颗粒。由于比重过大,无法在悬浮液中稳定悬浮,必须表面包覆(SwissPatentApplicationNo.1034-79ofFeb.2,1979)。与之对应,美国专利申请(1999/363059,21DEC)介绍了多孔型不透明二氧化硅的微胶囊包覆和使用。Carter等用季戊四醇包覆以三氧化二铝涂层的二氧化硅,悬浮在苏丹黑邻苯二甲酸二乙酯溶液中,构成可以反复使用的电泳显示液(Workingfluidsforelectrophoreticimagedisplaydevices,USP4,093,534June6,1978)。或者将Irgaliteyellow8GF(2Hydroxy1naphthaldehydeazinepigmentproducedbyCIBAGEIGY(UK)Ltd)颜料涂覆分子量为9万的PVA,悬浮在乙酸戊酯苏丹黑溶液中构成电泳液。纳米颗粒,利用纳米粒子分散态与凝聚态性能(美国专利6323989Jacobson;JosephM.(NewtonCentre,MA);Drzaic;PaulS.(Lexington,MA);Morrison;IanD.(Acton,MA).Electrophoreticdisplaysusingnanoparticles.)也可能实现电泳显示,目前无产品化报道。美国专利6333754公开了一种电泳显示色粉,在两种颗粒中,有一种是导体,外加电场注入电荷使其运动,通过导体颗粒的运动磨擦带电,只要电场不变,带电粒子的注入电荷可以稳定保持,颗粒电荷的均匀稳定使得图像保持一定时期。日本理光公司在美国专利6400492中公开了多孔型两种色彩颗粒显示,改善显示反差。微胶囊电泳显示器,可以提高图象稳定性,但使用染料溶液作为背景色,背景白度低是其致命缺陷。为此采取了如下措施(1)减少染料在分散体系颜料上的吸附(describedbyPhilipsLab.inConferenceRecordof1980BiennialDisp.Res.Conf.);(2)使用低浓度染料(describedbyXeroxPaloAltoinProc.SID,Vol.18,3/4,1977);(3)在适当表面活性剂作用下优化染料和颜料浓度(describedbyMatsushitaElectricWorks,Ltd.inProc.SID,Vol.18,No.3/4,1977)。但显示画面密度和反差低。为此JapaneseLaid-OpenPatentPublicationNo.62-269124发表了不用染料方法,把两种电性不同颜色的颗粒密封在无色导电液体中,由于两种颗粒的异性电荷吸引混色,容易造成显示迟缓和导致图象反差降低。即使用微胶囊包覆显示液,仍然不能避免上述问题。JapaneseLaid-OpenPatentPublicationNo.63-50886使用同种电性不同颜色的电泳颗粒,分散在高导电性低粘度液体中,通过不同电性颗粒的电泳速度不同实现显示,并避免了不同电荷导致的颗粒聚集,但是,当图象重复显示时,由于很难控制同一种电性不同颜色的转换,所以同时显示不同颜色困难,而且图象反差低。JapanesePatentPublicationKo-hyoNo.8-510790介绍向体系加入空间位阻大的材料,是避免不同荷电颗粒聚集的方法之一。但不是十分有效。另外,JapaneseLaid-OpenPatentPublicationNo.10-149117发表了一种复合白色颗粒,这种颗粒是通过聚合反应在白颜料表面捏合白色树脂,然后研磨成粉,与另一种颜色的颜料一起分散在染料溶液中使用,由于不具备防聚集效果,也不能避免前面的问题。理光使用的多孔型颗粒,包括有机、无机以及两者的符合材料,即使分散到悬浮液中,微孔仍然存在,分散性好。2悬浮液微胶囊中的悬浮液,主要是化学惰性的有机溶剂,是带电粒子游动的介质,其中含有吸光染料、稳定剂、抗氧化剂。微胶囊内的电子油墨悬浮液基本参数,包括密度、折射率和溶解性等[Chiang,AnneA.Electrophoreticdisplaycomposition,USP4285801,August25,1981;P.MurauandB.Singer,Theunderstandingandeliminationofsomesuspensioninstabilitiesinanelectrophoreticdisplay,J.Appl.Phys.1978,49(9)4820]电子油水悬浮液性能参数一览表1背景色染料性能要求耐光、在悬浮液中溶解、色彩适中、成本低。一般选择偶氮、蒽醌和三芳甲烷类染料。悬浮液中含有的染料溶于悬浮液,但不吸附于胶囊的其他成分。溶解在悬浮液中的吸光染料,包括黑染料、荧光染料,光敏染料(紫外光照射变成无色或其他颜色),这些染料也可以聚合在壳上形成固体吸收型聚合物。已知的适用染料有偶氮,油溶红、苏丹红和苏丹黑系列;蒽醌,油溶蓝,MacrolexBlue系列;三芳甲烷染料,Michler’shydrol,孔雀绿,结晶紫,AuramineO等。3电荷控制剂和粒子稳定剂电荷控制的理论解释,包括选择性粒子吸收、质子转移以及接触充电等。电荷控制剂用于改善粒子的电泳特性,稳定剂防止电泳粒子凝结,同时防止这些粒子沉淀。电荷控制剂可以使用于电泳显示器,非水性涂料和机油添加剂。美国专利5498674介绍了正电荷控制剂和负电荷控制剂。负电荷控制剂有聚异丁烯琥珀酰亚胺、己二酸二壬酯(萘酯酸),聚乙烯嘧啶、嘧啶、暖磷脂、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸酸甲酯,聚丙烯酰胺等。正电荷控制剂有聚异丁烯二酸酐、环烷酸铜、辛酸锆、辛酸锌、辛酸钙、PVA、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚氯乙烯等。如前所述,有几种获得电子墨水的方法,电泳质点可以是微米量级的有机颜料、无机颜料,或者经过微胶囊包覆处理的有机颜料和无机颜料颗粒,也可以是纳米尺度的半导体材料颗粒。相对而言,随颗粒度增大,电泳效果降低。电泳显示响应时间与各影响因素之间的关系式式中,d电极间距,V电压,η粘度,ζ粒子zeta电位,T响应时间,ε悬浮液介电常数。作为电子墨水的电泳显示液,对于入射光的吸收和透射,遵循郎伯-比尔(Lambert-Beer’sLaw)定律。即Tλi=tλbTλi=tλcTλi内光谱透射比,tλb单位厚度(1cm)上的内光谱透射比;液体厚度,c液体浓度。内透射比,是材料内部的投射比。即由于折射率的变化而考虑了各个表面的光谱反射之后的透射比。入射光线物体表面的光现象,由物体本身的性能决定。一般将物体表面分为透明、半透明和不透明三种类型,表面状态不同,光现象遵循的规律不同。如上所述均为有机颜料和无机颜料电子墨水,有机颜料和无机颜料的微胶囊电子墨水,已经形成初级产品,但提高电子墨水的稳定性和响应速度,改善电子墨水电泳显示色彩的多样性,仍然是产业化技术研究的重点。因此提供一种电泳颗粒更小,更加稳定,显示色彩更加丰富的电泳显示电子墨水就成为本
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发明内容本发明的目的是提供一种电泳颗粒更小,更加稳定,显示色彩更加丰富并且能在低电压下电泳显示图像的电泳显示电子墨水。本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的一种电泳显示电子墨水,主要包括荷电质点和稳定溶解或者悬浮所述荷电质点的透明液体,其特征在于所述荷电质点为染料。一种优选技术方案,其特征在于所述染料的类型,包括但不限于各种在溶剂中带有电荷的酸性染料、金属络合染料,甚至分散染料和阳离子染料。一种优选技术方案,其特征在于所述染料的用量为电泳显示墨水总重量的1-20重量%之间,以饱和浓度为最佳。一种优选技术方案,其特征在于所述酸性染料为酸性黄(AcidYellow)117,酸性黄(AcidYellow)219,酸性橙(AcidOrange)3,酸性橙(AcidOrange)67,酸性橙(AcidOrange)171,酸性红(AcidRed)37,酸性红(AcidRed)87,酸性红(AcidRed)88,酸性红(AcidRed)111,酸性红AcidRed(114),酸性红(AcidRed)12,酸性黄(AcidRed)138等。一种优选技术方案,其特征在于所述金属络合染料,包括所有在有机溶剂中溶解,特别是在弱极性,特别是在非极性有机溶剂中溶解的各种色光金属络合染料。一种优选技术方案,其特征在于所述金属络合染料是橙(Orange)-10,橙(Orange)-09,红(Red)-04,红(Red)-35,红(Red)-06,红(Red)-95,红(Red)-10,红(Red)-16,棕(Brown)-02,棕(Brown)-05,蓝(Blue)-03,蓝(Blue)-06,绿(Green)-20,,绿(Green)-575,黑(Black)-04,黑(Black)-20,黑(Black)-55黄(yellow-)45k,黄(Yellow)-20,黄(Yellow)-57。一种优选技术方案,其特征在于所述电泳显示电子墨水还包括能够使所述荷电质点带电的添加材料。一种优选技术方案,其特征在于所述添加材料为电荷控制剂,添加量以获得电泳材料最大荷质比为准,优选其添加量为0.1-10重量%。一种优选技术方案,其特征在于所述电荷控制剂为酸性或者碱性电荷控制剂。一种优选技术方案,其特征在于所述碱性电荷控制剂包括但不限于碱性溶剂,例如各种氨基化合物及其衍生物,例如三乙氨,二乙氨、苯胺、吡啶等;可以是各种碱性表面活性剂,例如PIBI,各种酰(亚)胺化合物及其衍生物。一种优选技术方案,其特征在于所述透明液体为与电泳悬浮颗粒比重相同或者接近的有机溶剂,如乙醇、四氯乙烯、二甲苯等。有益效果由于染料比重小,易于分散或溶解,配成的电子墨水显色颗粒小(分子状态为主),保存性好,相对于其他颜料颗粒电泳显示液,制作的方便程度大大提高。这是染料电子墨水对比有机颜料和无机颜料电子墨水的突出优点。本发明的电子墨水配制工艺简单,染料与透明溶剂体系的选择范围大,显色颗粒小,电子墨水保存和电泳显示过程中的稳定性好,显示密度高,显示的响应电压要求低,在一定电压范围内,反复多次显示,无染料分子结构大量损坏现象发生。本发明的电泳颗粒细小到40-60nm,显示OD达到3.16以上,保存性好,适用于各种用途的电子纸。下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明,但并不意味着对本发明保护范围的限制。图1为本发明所用的电泳槽结构示意图。图2为本发明所用酸性染料酸性红1(C.I.AcidRed1)与乙醇和苯胺的混合溶剂配制的电子墨水电泳前后密度(X-Rite反射密度计测试)。图3为本发明所用金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08)与乙醇溶剂配制的电子墨水电泳前后密度(X-Rite反射密度计测试)。图4为本发明所用金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08)与乙醇溶剂配制的电子墨水电泳显示前后图片。具体实施例方式实施例1酸性染料酸性红1(C.I.AcidRed1)与乙醇和苯胺的混合溶剂。将酸性红染料酸性红1(C.I.AcidRed1)溶解在乙醇和苯胺的混合溶液中(乙醇和苯胺的质量比为3∶1),得到浓度为0.01mol/L的混合溶液。酸性红染料属于偶氮染料,每分子染料含有2个磺酸钠,一个羟基。苯胺是弱碱性溶剂。在乙醇和苯胺的混合溶剂中,酸性红染料颗粒带有负电荷。将此溶液注入图1所示电泳槽中。电泳槽由2层ITO导电玻璃组成。玻璃上的ITO涂层朝内,两片玻璃间厚度约为1mm。边框部位用胶粘剂处理密封。位于观察者前侧的玻璃表面经过处理,仅在需要显示图像的部位有ITO涂层。位于观察者后侧的ITO玻璃全部存在ITO涂层。电子墨水由上端开孔处注入电泳槽中。将两片ITO通电,在需要显示图像的位置,两层ITO之间存在的电场,使电子墨水中的染料发生电泳。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负。染料发生电泳。如图2所示,用X-Rite反色密度计进行密度测试,在15s时间内,图像部位密度OD由1.55上升到1.98。其它带有磺酸基基团不仅仅是带有磺酸基基团的酸性染料也能在特定溶剂中发生电泳。苯胺作为此配方中的电荷控制剂,是弱碱性。理论上,所有路易斯碱都能充当酸性染料的电荷控制剂。实施例2酸性染料酸性黑1,吡啶和乙醇的混合溶剂。将0.1g酸性黑染料溶解在10ml吡啶和乙醇各半的混合溶剂中,得到浓度为10%(w/v)酸性黑1染料的混合溶液。1分子酸性黑1染料含有2个磺酸钠基团,一个氨基,一个硝基,一个羟基。吡啶是弱碱性溶剂。在吡啶中,酸性红染料颗粒由于溶剂化作用带负电。将此溶液注入图1所示电泳槽中。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负,染料发生电泳。能观察到图像显示。施加反向电压,染料发生逆向电泳。实施例3酸性染料酸性黑1,三乙氨和四氯乙烯的混合溶剂。将0.1g酸性黑染料溶解在10ml三乙氨和四氯乙烯各半的混合溶剂中,得到浓度为10%(w/v)酸性黑1染料的混合溶液。1分子酸性黑1染料含有2个磺酸钠基团,一个氨基,一个硝基,一个羟基。三乙氨是弱碱性溶剂。在三乙氨中,酸性红染料颗粒由于溶剂化作用带负电。将此溶液注入图1所示电泳槽中。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负,染料发生电泳。能观察到图像显示。施加反向电压,染料发生逆向电泳。实施例4酸性染料酸性黑1,二乙氨和二甲苯的混合溶剂。将0.1g酸性黑染料溶解在10ml二乙氨和二甲苯各半的混合溶剂中,得到浓度为10%(w/v)酸性黑1染料的混合溶液。1分子酸性黑1染料含有2个磺酸钠基团,一个氨基,一个硝基,一个羟基。二乙氨是弱碱性溶剂。在二乙氨中,酸性红染料颗粒由于溶剂化作用带负电。将此溶液注入图1所示电泳槽中。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负,染料发生电泳。能观察到图像显示。施加反向电压,染料发生逆向电泳。实施例5金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08),乙醇溶剂。将金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08)溶解在乙醇中,得到浓度为0.01ml/L的溶液。C.I.Solvent08是1∶2单偶氮类金属络合染料,每个单偶氮分子带有两个羟基。在乙醇中,金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08)由于溶剂化作用带有负电。将此溶液注入图1所示电泳槽中。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负,染料发生电泳。用Xrite反色密度计进行密度测试,如图3所示,在60S内,图像部位密度由1.31上升到2.10。随电压的增加,响应时间会缩短。当向电泳槽的两电极施加反向电压时,染料发生逆向电泳。在2分钟内,图像部位密度由2.10下降到1.40,图像显示消失。此电子墨水稳定性好,可往复多次显示,无染料的聚集或沉降现象发生。图4中左图,是本实例涉及的溶液注入图1所示电泳槽后拍摄的照片。中间显示“印院”两字的图片是对电泳槽两极板施加2V电压,染料发生电泳60s后,显示的文字。右图是对电泳槽两极板施加反向的2V电压,染料发生反向电泳20s,显示图像消失以后的拍摄的照片。以上拍摄均采用SONY的T10数码相机,拍摄模式自动,光源为日光。实施例6金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08),二甲苯溶剂,加入电荷控制剂聚瑚珀酰亚胺(PIBI)(美国ChevronOronite)。将金属络合染料溶剂红08(C.I.Solvent08)溶解在二甲苯中,得到浓度为0.01ml/L的溶液并加入稀释后电荷控制剂PIBI数滴。金属络合染料溶剂红08是偶氮染料的络合物。1分子单偶氮染料带有2个羟基和1个硝基。二甲苯是非极性溶剂,电荷控制剂PIBI是路易斯碱。金属络合染料溶剂红08在二甲苯中的溶解度很低,但是加入电荷控制剂PIBI后,溶解度得到很大提高。电荷控制剂PIBI的作用下,染料带有负电荷。将此溶液注入图1所示电泳槽中。通过稳压直流电源在两片ITO玻璃电极间施加2V电压,观察者前侧电极为正,背电极为负,染料发生电泳。用Xrite反色密度计进行密度测试,在15S时间内,图像部位密度OD由1.55上升到1.98。施加反向电压,染料发生逆向电泳。在10S时间内,图像部位密度由1.98下降到1.62。与上述实施4相同的步骤进行下述实验表2二甲苯溶剂中电荷控制剂对金属络合染料电泳的影响,×表示一定电压下体系中的染料不能发生电泳,说明电荷控制剂选择不当,无法使电泳材料带电。下同。○表示一定电压下体系中的染料能发生电泳。染料的二甲苯溶液浓度均为0.01mol/l,试验过程中对多种加入的电荷控制剂的量均进行了测试表3四氯乙烯溶剂中电荷控制剂对金属络合染料电泳的影响不同浓度(见下表所示)金属络合溶剂红08(C.I.Solvent08)的乙醇溶液发生电泳前后密度变化,电压2V,电泳时间60S。见下表4。表4V表示灰度密度;C青分色密度;M品分色密度;Y黄分色密度。上述结果表明,染料浓度对于电泳显示效果,驱动电场电压等因素,都会影响电泳显示效果。权利要求1、一种电泳显示电子墨水,主要包括荷电质点和稳定溶解或者悬浮所述荷电质点的透明液体,其特征在于所述荷电质点为染料。2、根据权利要求1所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述透明液体为乙醇、四氯乙烯或二甲苯。3、根据权利要求1所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述电泳显示电子墨水还包括能够使所述荷电质点带电的添加材料。4、根据权利要求1所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述染料的类型包括在溶剂中带有电荷的酸性染料、金属络合染料、分散染料或阳离子染料。5、根据权利要求4所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述酸性染料为酸性黄117,酸性黄219,酸性橙3,酸性橙67,酸性橙171,酸性红37,酸性红87,酸性红88,酸性红111,酸性红114,酸性红12或酸性黄138。6、根据权利要求4所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述金属络合染料是是橙-10,橙-09,红-04,红-35,红-06,红-95,红-10,红-16,棕-02,棕-05,蓝-03,蓝-06,绿-20,绿-575,黑-04,黑-20,黑-55,黄45k,黄-20或黄-57。7、根据权利要求4所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述染料的用量为电子墨水的总重量的1-20重量%。8、根据权利要求3所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述添加材料为电荷控制剂,其添加量为0.1-10重量%。9、根据权利要求8所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述电荷控制剂为碱性电荷控制剂。10、根据权利要求9所述的电泳显示电子墨水,其特征在于所述碱性电荷控制剂为碱性溶剂或碱性表面活性剂。全文摘要本发明涉及一种电泳显示电子墨水,主要包括荷电质点和稳定溶解或者悬浮所述荷电质点的透明液体,其特征在于所述荷电质点为染料。本发明的染料电泳显示电子墨水,是通过溶解、分散等方法,制作电泳溶液或者分散液,通过电荷使染料分子荷电,在电场作用下发生电泳实现显示。本发明主要解决颜料电子墨水的容易聚集、沉降的问题。本发明的电泳颗粒细小到40-60nm,显示OD达到3.16以上,保存性好,适用于各种用途的电子纸。文档编号C09D11/00GK101100571SQ20071012355公开日2008年1月9日申请日期2007年7月2日优先权日2007年4月30日发明者蒲嘉陵,李路海,铭王申请人:北京印刷学院
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