一种变色电泳粒子及其制备方法及电泳显示器与流程

本申请是以下申请的分案申请：申请日为2016.12.09，申请号为201611132764.1，发明名称为一种变色电泳粒子及其制备方法及电泳显示器。

本发明属电泳显示装置技术领域，具体涉及一种变色电泳粒子及其制备方法及电泳显示器。

背景技术：

电泳显示器是一种像纸一样薄、柔软和可擦写的显示器，近年来在广告牌和价格牌上获得越来越广泛的应用。现有的电泳显示器基本上只能显现黑白两色，这使得其应用受到很大限制。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明需要解决的技术问题是提供一种可以显示彩色的变色电泳粒子及其制备方法及电泳显示器。

本发明实施例一方面提供一种变色电泳粒子，其包括基体和光致发光材料，所述基体为金属氧化物材料，所述光致发光材料包覆在所述基体外部，所述光致发光材料在预定波段范围的激发光源的照射下呈现与所述基体的颜色不同的彩色，所述光致发光材料在无所述激发光源的照射下无色透明或者呈现与所述基体的颜色相同的颜色，所述变色电泳粒子带有电荷。

优选地，所述金属氧化物包括如下材料的一种或多种：钛白、锌钡白、氧化锌、二氧化硅、铁黑、碳黑、亚铬酸盐、铬酸盐、硅酸盐、氧化铬绿、铅铬绿、氧化铜、钛黄、铬黄、铁黄、铅铬绿、锰紫、铁蓝、钴蓝、锌白、镉黄、镉红、硫酸钡、钼橙、群青、天青蓝、翡翠绿、翠绿。

优选地，所述光致发光材料为稀土金属氧化物或有机发光化合物。

优选地，所述稀土金属氧化物包括如下材料的一种或多种：氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥、氧化钪、氧化铥；所述有机发光化合物包括如下材料的一种或多种：丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙锭-n,n`-双乙酰胺、荧光素-o-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、n-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-alt-3,6-二氨基吖啶半硫酸盐)、聚(荧光素o-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-co-甲基丙烯酰氧基荧光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[n-(1-萘基)-n-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-co-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁铜、二氯三(1,10-菲罗啉)钌(ii)水合物、8-羟基喹啉铜盐、四(2-甲基-8-羟基喹啉)硼锂、2,3-二氯化萘酞菁锡、三(8-羟基喹啉)-铒、8-羟基喹啉铝、苯并[k]荧蒽、1,2-双(2-氨基苯氧基)-乙烷-n,n,n’,n’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二苯基马来酸酐、7-羟基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶、1-芘甲醛。

优选地，所述预定波段范围的激发光源为紫外光或红外光。

优选地，所述光致发光材料通过接枝、共混、共沉淀法或溶胶凝胶法包覆在所述基体外部。

本发明实施例另一方面提供一种制备上述任一项所述的变色电泳粒子的方法，其包括如下步骤：(1)配制所述金属氧化物的前驱物和无水乙醇的水溶液，得到溶液a；(2)配制所述光致发光材料的前驱物和无水乙醇的水溶液，得到溶液b；(3)混合所述溶液a和溶液b，反应得到凝胶c；(4)将所述凝胶c烘干，得到粒状物d；(5)混合所述粒状物d与硅氧烷偶联剂，反应得到所述变色电泳粒子。

优选地，还包括步骤(6)：将步骤(5)所得的变色电泳粒子与带双键的高分子单体反应。

优选地，所述金属氧化物为二氧化钛，所述金属氧化物的前驱物为钛酸正丁酯，所述光致发光材料为氧化钇，所述光致发光材料的前驱物为钇酸铋。

本发明实施例还提供一种制备上述任一项所述的变色电泳粒子的方法，其包括如下步骤：(1)配制光致发光材料和酸的水溶液，得到溶液e；(2)向溶液e添加乙醇和水的溶液，得到溶液f；(3)向溶液f添加聚乙二醇，得到凝胶g；(4)向凝胶g添加所述金属氧化物，反应得到悬浮液h；(5)将所述悬浮液h烘干，得到的产物与硅氧烷偶联剂混合，反应得到所述变色电泳粒子。

优选地，还包括步骤(6)：将步骤(5)所得的变色电泳粒子与带双键的高分子单体反应。

本发明实施例再一方面提供一种电泳显示器，其包括由外至内依次层叠连接的透明前板、电泳显示层和背板，所述透明前板和背板通过电路连接，用于在所述电泳显示层两端施加电信号，所述电泳显示层包括多个电泳显示微单元，每个所述电泳显示微单元内包括电泳液及至少一种如上述任一项所述的变色电泳粒子，所述变色电泳粒子悬浮在所述电泳液中，所述变色电泳粒子带电荷，并在所述透明前板和背板的电信号的驱动下在所述电泳液中移动。

优选地，所述电泳显示器还包括激发光源和导光板，所述激发光源设在所述透明前板的侧方，所述导光板覆盖所述透明前板的外侧，用于将所述激发光源发出的光导向至从所述透明前板入射。

优选地，每个所述电泳显示微单元包括带异性电荷的第一电泳粒子和第二电泳粒子，所述第一电泳粒子为如上述任一项所述的变色电泳粒子，所述第一电泳粒子的基体呈白色，所述第二电泳粒子呈黑色。

优选地，所述电泳显示层包括多种电泳显示微单元，所述多种电泳显示微单元中的变色电泳粒子在相同激发光源的照射下呈现不同彩色。

本发明实施例通过在电泳粒子上增加光致发光材料，使电泳显示器可以显示彩色的内容。

下面结合附图详细说明本发明,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

附图说明

图1～2为本发明实施例提供的两种电泳显示器的结构示意图。

图3～5是本发明实施例提供的电泳显示器的工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参考图1至图5，本发明实施例一方面提供一种电泳显示器，其包括由外至内依次层叠连接的透明前板13、电泳显示层12和背板11。电泳显示层12包括多个电泳显示微单元121，每个电泳显示微单元121内具有电泳液及悬浮于电泳液中的变色电泳粒子122，变色电泳粒子122包括基体和光致发光材料，光致发光材料包覆在基体外部。透明前板13和背板11通过电路连接，用于在电泳显示层12两端施加电信号,使变色电泳粒子122在电场作用下在电泳液中移动。通过控制电信号的脉冲数量，可以控制变色电泳粒子122离透明前板13的距离。

当没有激发光源30照射在电泳显示器的电泳显示层12时，光致发光材料无色透明或者呈现与基体的颜色相同的颜色，此时变色电泳粒子122的颜色就是基体的颜色，电泳显示器显示的也是基体的颜色。当有预定波段范围的激发光源30照射在电泳显示层12上时，变色电泳粒子122在预定波段范围的激发光源30的照射下呈现与基体的颜色不同的彩色，如红色、绿色、蓝色、黄色和紫色等，此时变色电泳粒子122的颜色是光致发光材料的颜色，电泳显示器显示的也是光致发光材料的颜色。其中，预定波段范围的激发光源30可以为紫外光或红外光。

金属氧化物为变色电泳粒子122的基体组成部分，光致发光材料为稀土金属氧化物或有机发光化合物，光致发光材料可以通过接枝、共混、共沉淀法或溶胶凝胶法包覆在基体外部。

金属氧化物包括如下材料的一种或多种：钛白、锌钡白、氧化锌、二氧化硅、铁黑、碳黑、亚铬酸盐、铬酸盐、硅酸盐、氧化铬绿、铅铬绿、氧化铜、钛黄、铬黄、铁黄、铅铬绿、锰紫、铁蓝、钴蓝、锌白、镉黄、镉红、硫酸钡、钼橙、群青、天青蓝、翡翠绿、翠绿。

稀土金属氧化物包括如下材料的一种或多种：氧化钇，氧化镧，氧化铈，氧化镨，氧化钕，氧化钐，氧化铕，氧化钆，氧化铽，氧化镝，氧化钬，氧化铒，氧化镱，氧化镥，氧化钪，氧化铥。

有机发光化合物包括如下材料的一种或多种：丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙锭-n,n`-双乙酰胺、荧光素-o-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、n-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-alt-3,6-二氨基吖啶半硫酸盐)、聚(荧光素o-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-co-甲基丙烯酰氧基荧光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[n-(1-萘基)-n-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-co-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁铜、二氯三(1,10-菲罗啉)钌(ii)水合物、8-羟基喹啉铜盐、四(2-甲基-8-羟基喹啉)硼锂、2,3-二氯化萘酞菁锡、三(8-羟基喹啉)-铒、8-羟基喹啉铝、苯并[k]荧蒽、1,2-双(2-氨基苯氧基)-乙烷-n,n,n’,n’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二苯基马来酸酐、7-羟基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶、1-芘甲醛。

在优选实施例中，每个电泳显示微单元121包括带异性电荷的第一电泳粒子和第二电泳粒子，第一电泳粒子为变色电泳粒子122，第一电泳粒子的基体呈白色，第二电泳粒子呈黑色。需要说明的是，第二电泳粒子可以为变色电泳粒子122，也可以不是变色电泳粒子122，即第二电泳粒子的外部可以没有光致发光材料。现以基体呈白色、带正电的变色电泳粒子122和基体呈黑色、带负电的变色电泳粒子122的实施例为例来说明本发明电泳显示器的工作原理。请参考图3，在没有激发光源30对变色电泳粒子122照射时，变色电泳粒子122分别呈白色和黑色，此时电泳显示器显示的也是黑色和白色组成的图案或文字。请参考图4，当透明前板13和背板11在电泳显示层12施加负电压脉冲时，白色的变色电泳粒子122移动至靠近透明前板13的位置，黑色的变色电泳粒子122则移动至靠近背板11的位置，此时通过激发光源30对变色电泳粒子122照射预定波段范围的光(例如紫外光源)，此时白色的变色电泳粒子122变为光致发光材料被激发后的颜色(例如红色)，体现在电泳显示器上，白色的变色电泳粒子122聚集的区块呈现对应的颜色(例如红色)，请参考图4，图中以变色电泳粒子122的不同纹理来表示变色情况。请参考图5，当透明前板13和背板11在电泳显示层12施加正电压脉冲时，黑色的变色电泳粒子122移动至靠近透明前板13的位置，白色的变色电泳粒子122则移动至靠近背板11的位置，此时通过激发光源30对变色电泳粒子122照射预定波段范围的光(例如紫外光)，此时黑色的变色电泳粒子122聚集的区块呈现光致发光材料被激发后的颜色(例如紫色)。在其他实施例中，第一电泳粒子和第二电泳粒子的其中之一可以不带电。

请参考图2，电泳显示器还包括激发光源30和导光板16，激发光源30设置在透明前板13的侧方，导光板16覆盖在透明前板13的外侧，用于将激发光源30发出的光导向至从透明前板13入射。导光板16上设置有导光单元161，可以使入射光分布的更加均匀，使画面的显示效果如色相、明度及色彩饱和度均衡。

在一些优选实施例中，电泳显示层12包括多种电泳显示微单元121，多种电泳显示微单元121中的变色电泳粒子122在相同激发光源30的照射下呈现不同彩色，也即每种电泳显示微单元121中的变色电泳粒子122不同，具体来说可以是光致发光材料不同，因此在激发光源30的照射下，不同的电泳显示微单元121呈现不同的颜色，从而使电泳显示器能够显示多种颜色。

本发明另一方面还提供一种制备该变色电泳粒子122的方法，其包括如下步骤：(1)配制金属氧化物的前驱物和无水乙醇的水溶液，得到溶液a；(2)配制光致发光材料的前驱物和无水乙醇的水溶液，得到溶液b；(3)混合溶液a和溶液b，反应得到凝胶c；(4)将凝胶c烘干，得到粒状物d；(5)混合粒状物d与硅氧烷偶联剂，反应得到变色电泳粒子122。

在一些优选实施例中，为了增强变色电泳粒子122的稳定性以及使变色电泳粒子122悬浮于非极性溶剂中，制备方法还可以包括步骤(6)：将步骤(5)得到的变色电泳粒子122在除去游离的偶联剂后，接着与带双键的高分子单体反应。

现以制备红色的变色电泳粒子122为例进行说明。制备红色的变色电泳粒子122，以钛酸正丁酯[ti(oc4h9)4]和钇酸铋为前驱物，无水乙醇(c2h5oh)为溶剂，冰醋酸(ch3cooh)为螯合剂，制备二氧化钛和钇酸铋复合溶胶。室温下量取10ml钛酸丁酯，缓慢滴入到35ml无水乙醇中，用磁力搅拌器强力搅拌10分钟，混合均匀，形成黄色澄清溶液a。接着，将4ml冰醋酸、钇酸铋和10ml蒸馏水加到另35ml无水乙醇中，剧烈搅拌，得到溶液b，滴入1-2滴盐酸，调节ph值使ph≤3。然后，在室温水浴、剧烈搅拌下将已移入恒压漏斗中的溶液a缓慢滴入溶液b中，滴速大约3ml/min。滴加完毕后得浅黄色溶液，继续搅拌半小时后，40℃水浴加热，2小时后得到白色凝胶。置于80℃下烘干，大约20小时，得到氧化钇掺杂二氧化钛粒子。该粒子常温状态下为白色，在激发光源30预定波段范围内的光(如紫外光源)的照射下呈红色。

本发明还提供一种制备该变色电泳粒子122的方法，其包括如下步骤：(1)配制光致发光材料和酸的水溶液，得到溶液e；(2)向溶液e添加乙醇和水的溶液，得到溶液f；(3)向溶液f添加聚乙二醇，得到凝胶g；(4)向凝胶g添加金属氧化物，反应得到悬浮液h；(5)将悬浮液h烘干，得到的产物与硅氧烷偶联剂混合，反应得到变色电泳粒子122。

现以制备绿色的变色电泳粒子122为例进行说明。其中，金属氧化物以二氧化钛为基体，其外部包覆有二氧化硅层。(1)将含有tb³⁺的lapo4溶解在酸的水溶液中，然后和含有柠檬酸的乙醇和水混合溶液(一定醇水比)混合；(2)逐滴加入聚乙二醇，搅拌3小时后形成凝胶，然后继续搅拌，同时加入有二氧化硅包覆的二氧化钛，反应5个小时，得到悬浮液；(3)离心分离悬浮液，然后烘箱干燥；(4)在700℃下退火2小时，混合所得产物与硅氧烷偶联剂，反应得到变色电泳粒子122。

本发明实施例通过在电泳粒子上增加光致发光材料，使电泳显示器可以显示彩色的内容。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。