[发明专利]采用亚光学波长的轻质复合功能球制备电子墨水的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子墨水领域，特别涉及一种采用亚光学波长的轻质复合功能球制备电子墨水的方法。

技术背景

现代显示器技术目前已经经历了三代的发展，电子纸作为全新的显示器件，与现代的阴极射线管显示器、液晶显示器和薄膜电致发光平板显示器相比，具有如下的优点：一、体积小，比当前使用的TFT LCD、STN LCD模块轻、薄。二、省电节能，不需背景光源，图像可以无源维持，只有画面改变时才耗电，耗电量可以比LCD减少90％以上。三、对比度好、可视角度大、易读，反射率高于反射式LCD，对比度优于一般报纸。有些厂商的产品甚至可达影印用纸水平(因此肉眼对其所显示的文字内容更易辨识)。四、循环使用，显示内容可以根据需要不断更新的优点。五、柔软、便携性好，电子纸监视器具有可挠性或是可以卷曲。因此，电子纸不仅将对信息记录相关行业带来革命性的变化，而且在电子书、电子图书馆、低耗可持显示器、大型的户外广告牌和可折叠的显示设备方面有着广阔而深远的应用前景。

电子纸的研究开发，至今已走过了30多个年头，随着用电子纸制作的可卷曲显示器及数字告示板的面世，超薄显示器和电子纸成为众人瞩目的焦点。电子纸技术的研究开发主要集中在国外一些大型公司的研究中心，具有代表性的几家著名国外公司有美国Gyricon公司、荷兰iRex、美国E-INK公司、日本凸版公司、美国Sipix公司以及荷兰Philips公司。而国内有关电子纸的研究还刚刚起步，而且都是属于跟踪研究。

电子纸的制备方法有四种：旋转球技术、微胶囊技术、微压模技术和电湿润显示技术。Sipix公司采用精密模具在塑料基片上压出纵横规整排列的微杯阵列，每一个微杯大小在50～200um左右，在微杯中填装悬浮液实现电泳显示。美国MIT和E-Ink公司利用微胶囊技术，在透明微胶囊中放入含有深色染料的悬浮液、带电浅色微粒子等物质。2003年底，菲利浦公司提出电湿润显示技术制备电子纸。

微胶囊技术是当前电子纸研究与商业产品通用的显示手段(美国专利US5961804和US5930026)，但是这种方法存在很多不足(美国专利US6017584)。例如微胶囊难于制备均匀，粒度分布非常宽，而且囊壁容易老化破裂等等引起的显示部件对比度低、寿命短等问题。另外微胶囊内部填充的显色电泳粒子的尺寸分布也较宽，且不是球形，因此表面电荷分布也不规则，易于沉降，并且非球形在电场作用下运动容易造成颗粒间的搭桥，影响其它颗粒的泳动，所以显示部件的分辨率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用亚光学波长的轻质复合功能球制备电子墨水的方法，按照该方法制备出的电子墨水响应迅速、对比度高。

本发明采用纳米可控制备技术按需求设定尺寸，规模生产粒径分布均匀，且折射率高的亚光学波长轻质复合功能球，对其进行修饰为具有双稳态功能的电泳粒子，配制电子墨水，将其填充到光刻微杯中，与有源驱动组装成全新的电子纸显示器件。本发明采用的亚光学波长轻质复合功能球带电荷均匀，在电场作用下响应速度快，具有良好的双稳性。所制备的电子纸显示装置机械性能好、耐磨、耐压、耐冲击、响应迅速等，并可根据需要控制显示器件的大小，进行剪裁，所获得的图像边界清晰、对比度高、分辨率高。

本发明的采用亚光学波长的轻质复合功能球制备电子墨水的方法包括如下步骤：

(1).对亚光学波长轻质复合功能球(电泳粒子)进行修饰，得到具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球；

将电荷控制分散剂与有机溶剂混合，超声波振荡，加入亚光学波长轻质复合功能球(电泳粒子)，搅拌，得到含有修饰为具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球的悬浮液；

(2).将步骤(1)得到的含有修饰为具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球的悬浮液、背景染料混合为一电泳显示液，超声波振荡，即得到电子墨水；

其中电子墨水中的具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球占电子墨水总体积的1～30wt％，背景染料占0.1～5wt％，电荷控制分散剂占1～20wt％，其余为有机溶剂；

或

(1’).对亚光学波长轻质复合功能球(电泳粒子)进行修饰，得到具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球；

在搅拌下，将亚光学波长轻质复合功能球(电泳粒子)分散到有机溶剂中，超声波振荡，升温至105～120摄氏度，缓慢加入相对于有机溶剂量0.1～5wt％的聚乙烯腊，搅拌，得到含有修饰为具有双稳态功能的亚光学波长轻质复合功能球的悬浮液；