[發(fā)明專利]電子紙顯示用微膠囊的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710068729.2
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN101059637A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳剛;李煒罡;汪茫;陳紅征
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G02F1/167
• 分類號: G02F1/167
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子紙顯示用微膠囊的制備方法。

背景技術(shù)

信息科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展呼喚著全新的薄型、輕量、低驅(qū)動電壓、低功耗的平面電子顯示技術(shù)與之相適應(yīng)。與電子顯示技術(shù)相比，傳統(tǒng)用普通紙張具備優(yōu)越的性能：反射80％的照射光；提供滿意的對比度(約20∶1)；向任意方向分散反射光；價廉、重量輕、薄、便于攜帶，可柔曲、折疊，能提供彩色圖像；不需要耗費能量就能長期保存圖像，具有長效記憶性。但它也有缺點：不能像電子顯示器那樣即時變換圖像，所以不能被反復(fù)利用。因此把普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點結(jié)合起來研究開發(fā)一種低成本、高性能的顯示技術(shù)一直是人們夢寐以求的，從而促進了電子紙顯示技術(shù)的崛起和發(fā)展。

電子紙顯示技術(shù)是利用電泳的原理使夾在電極間的帶電物質(zhì)在電場的作用下運動，帶電物質(zhì)的運動導(dǎo)致交替顯示兩種或兩種以上不同的顏色。以這樣一個電泳單元為一個像素，將電泳單元進行二維矩陣式排列構(gòu)成顯示平面，根據(jù)要求像素可顯示不同的顏色，其組合就能得到平面圖像。電泳顯示與現(xiàn)有的顯示技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢：高反射率導(dǎo)致的高亮度、高對比度；全視角；反射型、雙穩(wěn)性導(dǎo)致的長期圖像穩(wěn)定、低功耗；薄、輕、可柔曲，具有便攜性；價廉，可大面積制作。

Paul?F.Evans等早在1969年就發(fā)明了基于電泳原理的顯示技術(shù)。其后許多該方面的研究關(guān)注于便攜式電腦顯示器應(yīng)用，由于當(dāng)時的材料滿足不了該顯示技術(shù)的要求，沒有發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢，在該領(lǐng)域的競爭中輸給LCD技術(shù)，在其后的近二十年里電子紙顯示的研究進展不大。上世紀末，材料科學(xué)(納米技術(shù)等)、高分子科學(xué)、電子科學(xué)(塑料晶體管技術(shù)、有源矩陣技術(shù)等)的發(fā)展對電子紙顯示有很大的推動作用，使得制備電子紙顯示的材料有重大突破，大大提高了電子紙顯示的性能，從而使人們看到了其巨大的應(yīng)用前景，促使各大集團公司投入更大的人力物力去研究開發(fā)這一顯示技術(shù)。

人們將電泳室用各種方法分隔成細小的微腔以抑制電泳粒子的團聚、結(jié)塊，同時減少生產(chǎn)工藝步驟，降低生產(chǎn)成本。其中微膠囊型電子紙顯示是較為有前景的技術(shù)之一。微膠囊型電子紙顯示是先將電泳粒子和絕緣懸浮液包封于微膠囊內(nèi)，將微膠囊置于電極間。微膠囊可以大規(guī)模生產(chǎn)，顯示器生產(chǎn)工藝相對簡單并可整卷自動生產(chǎn)。微膠囊可以混合在液體粘合劑中用噴墨打印、涂刷等方式涂布于基材上，因此可以生產(chǎn)柔曲的顯示器。微膠囊型電子紙顯示有非常大的研究與應(yīng)用前景。Barrett?Comiskey等用脲醛樹脂微膠囊包封電泳系統(tǒng)。脲醛樹脂微膠囊壁材的機械強度較大，但柔韌性較差，因此用這種材料做成的可柔曲電泳顯示耐刮、壓性能較差。Nakamura等敘述了一種明膠-阿拉伯膠體系的微膠囊用于電泳顯示的制備方法，這種微膠囊溶劑穩(wěn)定性很好，但由于明膠和阿拉伯膠都是天然產(chǎn)品，穩(wěn)定性相對較差，而且阿拉伯膠對中國來說是一種進口產(chǎn)品，大規(guī)模的商業(yè)用途將是一種昂貴的原料；此外，阿拉伯膠易降解，長期使用將影響微膠囊的性能。因此，尋找一種價格相對低廉，并且性能穩(wěn)定的聚陰離子聚合物作為替代品一直是人們所感興趣的問題。

本發(fā)明將聚電解質(zhì)鹽用于明膠微膠囊的合成，配合以具有表面活性劑作用的烷基電解質(zhì)，使分散在水相中的電泳液油滴在兩者的共同作用下乳化，可以使油滴的粒徑分布更加均勻。同時所用聚電解質(zhì)鹽是聚陰離子電解質(zhì)，可以與烷基電解質(zhì)同時與明膠發(fā)生復(fù)凝聚發(fā)應(yīng)。因此通過合適的工藝就可以制備出穩(wěn)定的、密封的、粒徑分布均勻的圓形微膠囊。用這種聚合物制備微膠囊，將使得到的微膠囊成本更低，性能更加優(yōu)越。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電子紙顯示用微膠囊的制備方法。

其制備步驟為：

1)將質(zhì)量比為1～100∶1的聚電解質(zhì)鹽與烷基電解質(zhì)溶解于40-100℃的水中，獲得水溶液；

2)將電泳懸浮液加入到步驟1)所述水溶液中分散1～100分鐘，電泳懸浮液與聚電解質(zhì)鹽質(zhì)量比為1～100∶1，獲得O/W型乳液；

3)將明膠溶解于40-70℃的水中，獲得質(zhì)量比濃度為1-50％的明膠水溶液，然后加入到步驟2)所述O/W型乳液中，明膠與聚電解質(zhì)鹽的質(zhì)量比為0.1～20∶1；

4)將酸加入步驟3)產(chǎn)物中，使之發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)；

5)將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物降溫到0-15℃，加入交聯(lián)劑使之固化交聯(lián)；

6)將堿溶液加入到步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中，調(diào)節(jié)pH值到7.5-12，加熱升溫到40-80℃，反應(yīng)0.5-3小時即可。