一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法

    专利2025-12-08  2


    本发明涉及电泳显示,具体涉及一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法。


    背景技术:

    1、电子纸是一种应用于电泳显示的技术,旨在模拟纸式反射、柔性显示,与传统的液晶显示屏不同,电子纸技术不需背光源、不主动发光,而是基于反射环境光进行显示,具有护眼的优点。除此之外,基于电子纸双稳态的特点,电子纸只需在页面刷新时消耗电能,而在保持显示状态时几乎不消耗电能,这使得电子纸显示技术具有低功耗、环保的优点。

    2、电子墨水是电子纸显示器件的核心。电子墨水由电泳粒子和电泳介质组成,电泳粒子在很大程度上决定着电子纸显示器件的反射率、对比度、响应速度和稳态时间。目前,对比度以及稳态时间是限制电子纸技术发展的一大难题,常用的电泳粒子如氧化钛、氧化铝、铁锰黑、铜铬黑等由于与电泳介质的密度相差较大、相容性较差,难以稳定分散,使得基于现有粒子所制得的电泳显示器件对比度较低、稳态时间较差。针对上述问题,本发明提供了一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,通过包覆有机聚合物的方法制得电子墨水,用于电泳显示器件可以提升其对比度及稳态时间。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,包括以下步骤:

    3、s1、硅烷偶联剂接枝改性电泳粒子原料

    4、取乙醇和水的混合溶剂,用氨水调ph后,加入电泳粒子原料,然后再加入硅烷偶联剂和锆珠,球磨,再将球磨液转移至四口烧瓶中搅拌,加热至85℃反应,反应完毕后离心洗涤,真空干燥得到硅烷偶联剂接枝处理后的改性电泳粒子;

    5、s2、聚合物包覆改性电泳粒子

    6、取改性电泳粒子、溶剂、单体1、单体2、单体3、单体4以及锆珠,球磨,再将球磨液转移至四口烧瓶中搅拌,加热至50℃后加入引发剂,再加热至70~85℃反应,反应完成后降至室温,加入单体3,再次搅拌加热至50℃后加入引发剂,然后加热至70~85℃反应,反应完毕后离心洗涤,真空干燥,得聚合物包覆处理后的改性电泳粒子;

    7、s3、电子墨水的制备

    8、将上述制得的聚合物包覆后的改性电泳粒子与电荷控制剂以及电泳介质混合,即得电子墨水。

    9、优选的,所述步骤s1中,按质量份数计,包括10~20份混合溶剂、1份电泳粒子原料、0.1~0.5份硅烷偶联剂、5~20份锆珠;

    10、混合溶剂ph调至7~10,球磨5~12h,在200~400rpm的条件下机械搅拌反应5~10h,在100℃下进行真空干燥。

    11、优选的,所述步骤s2中,按质量份数计,包括1份改性电泳粒子、10~20份的溶剂、0.1~0.1份的单体1、0.1~1份的单体2、0.2~2份的单体3、0.01~0.1份的单体4以及5~20份的锆珠;

    12、球磨5~12h,在惰性气体保护下,200~500rpm转速下机械搅拌,在100℃下进行真空干燥5~12h;

    13、其中,引发剂质量为单体总质量的0.5~5%。

    14、优选的,所述步骤s1中的电泳粒子原料为电泳黑白粒子,其中,电泳黒粒子为铁锰黑、铜铬黑、炭黑中的一种或多种;电泳白粒子为氧化钛、氧化铝、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。

    15、优选的,所述步骤s1中的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷、10-十一烯基三氯硅烷、[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]氨基甲酸2-丙炔酯中的一种。

    16、优选的,所述步骤s2中的溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、环己烷、isopar l、isopar g中的一种。

    17、优选的,所述步骤s2中的单体1和单体2均为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸、丙烯酰胺、油酸、油胺中的一种;

    18、单体3和单体4均为异氰酸酯、二乙烯苯、1,3-丁二烯、n,n甲撑双丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。

    19、优选的,所述步骤s2中的引发剂为过氧化苯甲酰、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种。

    20、优选的,所述步骤s3中的电荷控制剂为有机硫酸酯、有机磺酸酯、聚酯类、聚烯烃类中的一种;电泳介质为非极性溶剂。

    21、优选的,所述非极性溶剂为石蜡、异构烷烃、硅油、卤代烃、芳香烃中的一种。

    22、因此,本发明采用的上述一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,与现有技术相比,具有以下有益效果:

    23、(1)通过有机改性的方法,在电泳粒子表面包覆聚合物,增大粒子的遮盖力,进而提升器件的对比度;降低粒子的密度,通过有机单体在体系中的溶剂化作用,增强粒子与体系的相容性,进而提升器件的稳态时间;

    24、(2)通过包覆聚合物交联层,保护电荷,降低体系的漏电流,提升电泳显示器件的稳态时间。

    25、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



    技术特征:

    1.一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s1中,按质量份数计,包括10~20份混合溶剂、1份电泳粒子原料、0.1~0.5份硅烷偶联剂、5~20份锆珠;

    3.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中,按质量份数计,包括1份改性电泳粒子、10~20份的溶剂、0.1~0.1份的单体1、0.1~1份的单体2、0.2~2份的单体3、0.01~0.1份的单体4以及5~20份的锆珠;

    4.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s1中的电泳粒子原料为电泳黑白粒子,其中,电泳黒粒子为铁锰黑、铜铬黑、炭黑中的一种或多种;电泳白粒子为氧化钛、氧化铝、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。

    5.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s1中的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷、10-十一烯基三氯硅烷、[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]氨基甲酸2-丙炔酯中的一种。

    6.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中的溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、环己烷、isopar l、isopar g中的一种。

    7.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中的单体1和单体2均为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸、丙烯酰胺、油酸、油胺中的一种;

    8.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中的引发剂为过氧化苯甲酰、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种。

    9.根据权利要求1所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述步骤s3中的电荷控制剂为有机硫酸酯、有机磺酸酯、聚酯类、聚烯烃类中的一种;电泳介质为非极性溶剂。

    10.根据权利要求9所述的一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,其特征在于:所述非极性溶剂为石蜡、异构烷烃、硅油、卤代烃、芳香烃中的一种。


    技术总结
    本发明公开了一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法,属于电泳显示技术领域。先使用硅烷偶联剂接枝改性电泳粒子原料,然后通过有机聚合物改性表面,降低粒子密度、提升电泳显示粒子的荷电量及遮盖力,降低体系漏电流,进而提升黑白电子墨水的显示效果,基于此制得的电子墨水用于电泳显示器件可以解决电泳显示器件对比度低以及稳态时间短的问题。

    技术研发人员:刘红丽,刘烨,王世荣,李祥高
    受保护的技术使用者:天津大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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