專利名稱：一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件及電泳顯示液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電泳顯示的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件及電泳顯示液。
背景技術(shù)：
電泳圖象顯不(EPID ,即electrophoretic image display)是利用膠體分散粒子在電場(chǎng)作用下發(fā)生泳動(dòng)的現(xiàn)象，其優(yōu)點(diǎn)是高對(duì)比度、大視角、高顯示明亮度、低價(jià)格、容易實(shí)現(xiàn)大平面顯示等。其缺點(diǎn)是可靠性差，閾值特性不容易控制，尤其是分散系中微粒易發(fā)生團(tuán)聚、沉淀等現(xiàn)象，所以EPID顯示的壽命較短。近年來，麻省理工學(xué)院(MIT)媒體實(shí)驗(yàn)室提出了電子墨(encapsulated electrophoretic ink)的概念，即微膠囊化電泳顯示技術(shù)(encapsulated electrophoretic display)。利用電泳顯示原理，創(chuàng)新性地把顏料顆粒和深色染料溶液包裹在微囊內(nèi)，在微囊內(nèi)實(shí)現(xiàn)了電泳顯示，從而抑制了電泳膠粒在大于膠囊尺度范圍內(nèi)的團(tuán)聚、沉積等缺點(diǎn)，提高了其穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命。電子墨水是一種墨水狀的懸浮物，在外電場(chǎng)作用下可以實(shí)現(xiàn)可逆、雙穩(wěn)態(tài)、柔性顯示，是一種融合物理、化學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科的柔性顯示材料和技術(shù)，具有良好的可視性、低功耗、信息載入能力強(qiáng)、攜帶方便、制造低廉、無電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)，且可以從根本上解決現(xiàn)有平板顯示技術(shù)的不足。目前的電子墨水采用30-300微米的球狀透明光滑的微膠囊包覆電介質(zhì)懸浮液，懸浮液中漂浮著帶電電泳顆粒，這些膠囊分布在聚氨酯膠黏劑中構(gòu)成分散體系，涂布或者印刷在柔性ITO導(dǎo)電薄膜上，構(gòu)成原理型柔性EPID電子紙。電泳顯示技術(shù)作為一種新型的顯示技術(shù)，具有低能耗、雙穩(wěn)態(tài)、保護(hù)視力等優(yōu)點(diǎn)。但作為一種反射型顯示技術(shù)，必須依靠外界背景光才能進(jìn)行顯示，因此在黑暗處無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其可以在無背景光的情況下，自行發(fā)光，使其顯示內(nèi)容在黑暗中可見，大大拓展電泳顯示的使用范圍。本發(fā)明第一方面提供了一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其包含有若干微膠囊，這些微膠囊分散在粘結(jié)劑中，所述微膠囊內(nèi)包含有懸浮液和分散于懸浮液中的多個(gè)電泳粒子，所述電泳粒子在電場(chǎng)的作用下會(huì)在懸浮液中電泳；其中所述懸浮液、電泳粒子、微膠囊、膠黏劑、粘結(jié)劑中至少有一種包含熒光物質(zhì)或者放射性發(fā)光物質(zhì)。具體地，所述熒光物質(zhì)在受外界激發(fā)源激發(fā)之后發(fā)光，該激發(fā)源包括光或電場(chǎng)或磁場(chǎng)或機(jī)械壓力或化學(xué)能或熱能。所述熒光物質(zhì)選自光致發(fā)光材料或者電致發(fā)光材料或機(jī)械壓力致發(fā)光材料或場(chǎng)致放光材料、熱致發(fā)光材料。依據(jù)發(fā)光物質(zhì)所在組分位置，發(fā)光顯示可以有不同的實(shí)施方式，現(xiàn)舉例如下(但本發(fā)明的實(shí)施方式絕不僅限于此)。如果發(fā)光材料存在于電泳粒子，在發(fā)光粒子被驅(qū)動(dòng)到顯示面后，由于顯示面的發(fā)光強(qiáng)度大于非顯示面，則顯示出發(fā)光圖像。典型例子(但絕不僅限于此)如使用硫化鎘制備的紅色熒光電泳粒子和使用銅摻雜的硫化鋅制備的黃綠色熒光電泳粒子，它們的具體制備方法見實(shí)施例。如果發(fā)光材料存在于懸浮液當(dāng)粒子自身并不發(fā)光時(shí)，當(dāng)部分深色粒子被驅(qū)動(dòng)到顯示面，則粒子將擋住部分懸浮液中發(fā)光材料所發(fā)的光，造成相對(duì)暗的區(qū)域，從而在顯示面引入不同的明暗對(duì)比圖像，實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。一個(gè)較為簡(jiǎn)單的制備發(fā)光懸浮液的辦法是在懸浮液中加入可溶于懸浮液的有機(jī)熒光染料(但絕不僅限于此辦法)，比如發(fā)粉紅色熒光的羅丹明B和發(fā)藍(lán)色熒光的香豆素。如果微膠囊壁中存在發(fā)光物質(zhì)，則可以有兩種常見的發(fā)光顯示實(shí)現(xiàn)方法(但絕不僅限于此)，一種為使用雙層膠囊，其中下層膠囊含有發(fā)光物質(zhì)(該層膠囊本身可以含有電泳顯示粒子或者為僅含懸浮液不含粒子的膠囊)，上層膠囊不含發(fā)光物質(zhì)，下層膠囊中所發(fā)光為上層膠囊的顯示提供了背景光；也可以利用可控涂布法來實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示，具體來說，是利用適當(dāng)?shù)哪z黏劑或膠黏劑前體(預(yù)聚物)將發(fā)光膠囊涂布在背板上，然后利用光照或熱或化學(xué)引發(fā)法對(duì)預(yù)保留的區(qū)域引發(fā)聚合或交聯(lián)，將該區(qū)域膠囊固定在背板上，然后用合適的清洗劑洗去未固定的膠囊，最后再在無膠囊區(qū)域涂布不能發(fā)光的膠囊，形成發(fā)光膠囊和非發(fā)光膠囊混合顯示組件，發(fā)光膠囊中的粒子可以調(diào)控發(fā)光區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度。在膠囊壁中引入發(fā)光材料的一個(gè)辦法是在成壁所用的高分子材料上接枝可發(fā)光基團(tuán)(但絕不僅限于此)，例如將羅丹明B通過其羧基和明膠中的氨基的縮合反應(yīng)將羅丹明部分接枝在明膠上，然后通過接枝后的明膠與阿拉伯膠的復(fù)相凝聚制備含有發(fā)光基團(tuán)的膠囊。如果在膠黏劑中引入適當(dāng)發(fā)光材料，可以將其直接涂布在背板材料上(這等同于在背板中引入發(fā)光材料)，利用背板發(fā)光為電泳顯示提供背景光源。實(shí)施方式包括但不限于將無機(jī)或有機(jī)發(fā)光材料(例如熒光黃)摻雜在膠黏劑溶液中后涂布到背板上。如果在粘結(jié)劑中引入發(fā)光材料，當(dāng)不同色深的電泳粒子運(yùn)動(dòng)到顯示面時(shí)，對(duì)粘結(jié)劑所發(fā)光線的反射強(qiáng)度會(huì)不同，相對(duì)淺色的粒子會(huì)反射較多粘結(jié)劑所發(fā)光線，而深色粒子則因吸收較多光線而反射出較低強(qiáng)度的光線，從而在顯示面上呈現(xiàn)明暗不同的發(fā)光圖像。在粘結(jié)劑中弓I入放射性的含氚物質(zhì)作為發(fā)光材料是可行方式之一(但絕不僅限于此)，可以將該放射性材料進(jìn)行合適封裝以防止危害環(huán)境。作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述電泳粒子可以為高分子微球或無機(jī)有機(jī)復(fù)合微球。本發(fā)明的可自身發(fā)光的電泳顯示組件還可以包括一層帶有熒光物質(zhì)或者放射性發(fā)光物質(zhì)的背板涂層。本發(fā)明第二方面提供了一種突光電泳顯不液,其包括有懸浮液和分散于懸浮液中的多個(gè)電泳粒子，所述電泳粒子在電場(chǎng)的作用下會(huì)在懸浮液中電泳；所述電泳粒子中包含有熒光物質(zhì)或放射性發(fā)光物質(zhì)；所述電泳粒子為無色或有色粒子。該電泳粒子的粒徑在10納米至30微米區(qū)間。本發(fā)明第三方面提供了由本發(fā)明第一方面或第二方面所述電泳顯示組件或熒光電泳顯示液制備得到的任何物品。本發(fā)明第四方面提供了本發(fā)明第一方面或第二方面所述 電泳顯示組件或熒光電泳顯示液在制備本領(lǐng)域物品中的用途。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明利用熒光材料制造電泳顯示組件，除了可以實(shí)現(xiàn)原有技術(shù)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示以外，可以在無背景光的情況下，自行發(fā)光，使其顯示內(nèi)容在黑暗中可見，大大拓展了電泳顯示的使用范圍。


圖I是本發(fā)明的一種熒光電泳顯示液中粒子及其組件的制備流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的夜光/熒光電泳顯示技術(shù)主要解決電子紙?jiān)跓o背景光的環(huán)境中的可視顯示問題，實(shí)現(xiàn)在黑暗環(huán)境中的無電源自主發(fā)光顯示。實(shí)施例I
本發(fā)明所采用的熒光物質(zhì)以光致發(fā)光或者電致發(fā)光材料為核心，經(jīng)過化學(xué)修飾后用于制造顯示用電泳粒子，然后將其分散于合適的電泳液中，再經(jīng)微膠囊或者微杯包裹，經(jīng)涂布等后續(xù)程序最終制成為顯示面板。參考圖1，夜光/熒光電泳粒子制備基本過程及要點(diǎn)如下
首先要選擇合適的熒光材料，可以為無機(jī)、有機(jī)、高分子或者幾者的復(fù)合材料?？梢赃x用已有的商業(yè)化熒光材料，也可以使用化學(xué)方法由相應(yīng)的反應(yīng)制得具有所需性質(zhì)的熒光材料。合適的突光材料，包括但不限于以下材料的一種或者多種的復(fù)合物光致發(fā)光材料、電致發(fā)光材料、機(jī)械壓力致發(fā)光材料(如壓電材料)、場(chǎng)致放光、熱致發(fā)光等。示例，如CdS,CdTe, ZnS:Cu, CaS:Bi, CaS:Eu, CaAl204:Eu, Sr4Al 14025:Dy, SrAl204:Eu; PPV 等。接下來
501、材料的物理預(yù)處理，包括干燥、機(jī)械破碎、研磨和分散等，制備為粉狀顏料(如果以濕法等直接制取熒光顏料粒子，該步可能不需要)；
502、顏料的表面預(yù)處理，使用硅烷偶聯(lián)劑等進(jìn)行處理，以改變顏料的表面性質(zhì)，以便進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)修飾；
503、使用表面聚合或者物理吸附等方式在粒子表面包裹一定厚度的高分子材料，即制得完整的熒光電泳顯示粒子。制備好的熒光電泳顯示粒子粒徑可以從10納米到30微米以應(yīng)對(duì)不同的需要；
504、使用現(xiàn)有技術(shù)制備電泳顯示器件。實(shí)施例2
通過制備包含發(fā)光物質(zhì)的電泳懸浮液體系來實(shí)現(xiàn)發(fā)光電泳顯示。其中懸浮液包含但不限于異構(gòu)脂肪烷烴、鹵代烷、芳烴、環(huán)氧化合物之一，或者由它們按照一定比例復(fù)配的混合液。根據(jù)所使用的粒子顏色、密度和欲制備的電泳器件的顯示要求來選擇懸浮液的成分和所含發(fā)光物質(zhì)。其密度要匹配粒子密度并擁有較小的介電常數(shù)。所含發(fā)光物質(zhì)可以是無色或者有色并可以良好溶解于懸浮液中，常用但不局限于的發(fā)光物質(zhì)有2H-1-苯并吡喃一2-酮及其系列衍生物、萘酰亞胺類化合物、方酸類化合物、羅丹明系列衍生物、含氚有機(jī)物
坐坐寸寸o一種發(fā)光懸浮液的制備過程簡(jiǎn)要描述如下 501、將四氯乙烯和正己烷按照I:2的比例進(jìn)行復(fù)配；
502、在上述每100毫升復(fù)配的混合液中加入0.1-5克2H-1-苯并吡喃一 2-酮，溶解完全備用；
503、將紅白兩種電泳粒子加入上步中懸浮液，并加入適量Span80作為電荷控制劑；
504、使用明膠和阿拉伯膠復(fù)相凝聚法制備包含發(fā)光電泳懸浮液的微膠囊；
505、制備電泳顯示器件，其懸浮液中的發(fā)光物質(zhì)可在紫外光照射下發(fā)出藍(lán)色熒光，其中顯示面上的紅色粒子將遮擋住部分熒光，造成相對(duì)暗的區(qū)域，從而可顯示出紅一藍(lán)色圖
案。 實(shí)施例3
利用發(fā)光膠囊實(shí)現(xiàn)發(fā)光電泳顯示；在膠囊合成的成壁材料中添加發(fā)光物質(zhì)，通過共凝聚法或者化學(xué)反應(yīng)方式將發(fā)光物質(zhì)引入膠囊壁，從而得到可發(fā)光膠囊。其所使用的發(fā)光材料包括但不限于帶有羧基、羥基、氨基等反應(yīng)性基團(tuán)的熒光類或放射性化合物，具體制備過程如下
501、將明膠與羅丹明B混合于水中，在I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽催化下使明膠中的羧基和羅丹明B的氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，控制接枝量在1-10%之間(重量比)；
502、使用乙酸乙酯萃取未反應(yīng)的羅丹明B，分液除去；
503、將接枝后的明膠用水洗滌干凈；
504、在45攝氏度下，將13g包含電泳粒子的懸浮液混合在60g含0.5% (重量比)羧甲基纖維素的水溶液中，然后加入14g含有10% (重量比)的接枝羅丹明B的明膠水溶液，再加入一定量的十_■燒基橫酸納；
505、使用乙酸調(diào)節(jié)pH值到4.5，然后緩慢冷卻到5攝氏度并在此溫度下保持半小時(shí)；
506、加入4g25%的戊二醛，旋轉(zhuǎn)過夜；
507、使用去離子水清洗膠囊，直到上層液體清澈；
508、將接枝羅丹明B的膠囊涂布于基板上后，再在此涂層上繼續(xù)涂布一層未接枝羅丹明B的I父囊；
509、制備成為電泳顯示器件，下層膠囊可以再受紫外光激發(fā)后發(fā)出粉紅色熒光，而上層膠囊中的粒子則在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下形成明暗圖像。實(shí)施例4
通過在膠黏劑中添加熒光粉實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示，比較典型的方法是添加含稀土成分的長(zhǎng)余輝熒光粉，具體制備過程如下
501、在聚氨酯膠黏劑中添加1-5%的SrAl2O4= Eu, Dy長(zhǎng)余輝熒光粉；
502、將添加了熒光粉的膠黏劑涂布在帶透明導(dǎo)電層的基板上；
503、在膠囊劑中涂布電泳顯示墨水；
504、在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，形成顯示圖案；
505、使用200-450nm光線作為激發(fā)源照射電泳顯示器件，該器件可以發(fā)射520nm黃綠光，余輝時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)。在電泳顯示涂布液的膠黏劑中添加適量的熒光物質(zhì)，將電泳顯示涂布液涂布在帶透明導(dǎo)電層的基板上，待電泳顯示涂布液干燥后形成一層很薄的電泳顯示層，然后在其兩側(cè)加電極施加電場(chǎng)；當(dāng)外界的激發(fā)源作用于電泳顯示層時(shí)，其中包含的熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)出可見光，這樣，在黑夜無背景光的情況下，也可以觀看到電泳顯示的圖像了。
實(shí)施例5
通過在粘結(jié)劑中添加CaS:Bi熒光粉實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示，具體制備過程如下
501、在聚氨酯粘結(jié)劑中添加1-10%的CaS= Bi熒光粉熒光粉；
502、將添加了 熒光粉的粘結(jié)劑以電泳顯示墨水涂布在帶透明導(dǎo)電層的基板間；
503、在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，形成顯示圖案；
S05、在白天日光照射儲(chǔ)能后，夜間粘結(jié)劑可以發(fā)出藍(lán)色可見熒光，不同顏色的電泳粒子對(duì)該熒光的反射不同，白色粒子發(fā)射較多，顯示較亮的藍(lán)色區(qū)域，黑色粒子反射較少，呈現(xiàn)相對(duì)暗的區(qū)域，因此整個(gè)電泳器件呈現(xiàn)出可見藍(lán)色圖案。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無電源、無背景光條件下的自主發(fā)光顯示，解決了現(xiàn)有電泳顯示技術(shù)必須依賴背景光才能進(jìn)行可視化顯示的缺陷，可用于顯示靜態(tài)和動(dòng)態(tài)畫面，可以非常方便地制成為各種夜光顯示器件，比如高速公路上的標(biāo)識(shí)、各種廣告牌、夜光表盤、夜光顯示器、夜間無源警示牌等等，具有節(jié)能、便捷等顯著優(yōu)點(diǎn)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其包含有若干微膠囊，這些微膠囊分散在粘結(jié)劑中，所述微膠囊內(nèi)包含有懸浮液和分散于懸浮液中的多個(gè)電泳粒子，所述電泳粒子在電場(chǎng)的作用下會(huì)在懸浮液中電泳；其特征在于，所述懸浮液、電泳粒子、微膠囊、膠黏劑、粘結(jié)劑中至少有一種包含熒光物質(zhì)或者放射性發(fā)光物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述熒光物質(zhì)在受外界激發(fā)源激發(fā)之后發(fā)光，該激發(fā)源包括光或電場(chǎng)或磁場(chǎng)或機(jī)械壓力或化學(xué)能或熱能。
3.如權(quán)利要求I所述的可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其特征在于，所述熒光物質(zhì)選自光致發(fā)光材料或者電致發(fā)光材料或機(jī)械壓力致發(fā)光材料或場(chǎng)致放光材料或熱致發(fā)光材料。
4.如權(quán)利要求I所述的可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其特征在于，所述電泳粒子為高分子微球或無機(jī)有機(jī)復(fù)合微球。
5.如權(quán)利要求I所述的可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其特征在于，還包括帶有熒光物質(zhì)或放射性發(fā)光物質(zhì)的背板涂層。
6.一種發(fā)光電泳顯不液，其包括有懸浮液和分散于懸浮液中的多個(gè)電泳粒子，所述電泳粒子在電場(chǎng)的作用下會(huì)在懸浮液中電泳；其特征在于，所述電泳粒子中包含有熒光物質(zhì)或放射性發(fā)光物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光電泳顯示液，其特征在于，所述熒光物質(zhì)在受外界激發(fā)源激發(fā)之后發(fā)光，該激發(fā)源包括光或電場(chǎng)或磁場(chǎng)或機(jī)械壓力或化學(xué)能。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光電泳顯示液，其特征在于，所述電泳粒子為無色或有色粒子。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光電泳顯示液，其特征在于，所述電泳粒子的粒徑為10納米至30微米。
10.一種發(fā)光電泳顯示粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟對(duì)熒光材料或者放射性發(fā)光物質(zhì)進(jìn)行物理預(yù)處理，制備粒狀顏料粒子； 對(duì)所述粒狀顏料粒子的表面預(yù)處理，以改變其表面性質(zhì)，以便進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)修飾； 使用表面聚合或者物理吸附等方式在所述粒狀顏料粒子表面包裹一定厚度的高分子材料，制得發(fā)光電泳顯示粒子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可自身發(fā)光的電泳顯示組件，其包含有若干微膠囊，這些微膠囊分散在粘結(jié)劑中，所述微膠囊內(nèi)包含有懸浮液和分散于懸浮液中的多個(gè)電泳粒子，所述電泳粒子在電場(chǎng)的作用下會(huì)在懸浮液中電泳；所述懸浮液、電泳粒子、微膠囊、膠黏劑、粘結(jié)劑中至少有一種包含熒光物質(zhì)或者放射性發(fā)光物質(zhì)。本發(fā)明利用熒光材料或者放射性發(fā)光物質(zhì)來制造電泳顯示組件，使得在無背景光的情況下，電泳顯示組件也可以自行發(fā)光，使其顯示的內(nèi)容在黑暗中可見，從而大大提高了電泳顯示的使用靈活性。
文檔編號(hào)G02F1/167GK102621760SQ20111002880
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者張磊, 曾晞, 白世龍 申請(qǐng)人:廣州奧熠電子科技有限公司