電泳流體的制作方法
【專利說明】電泳流體 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及可用于形成電泳流體的復(fù)合物顏料粒子的制備，以及由其生成的顯示 器流體。
【背景技術(shù)】
[0002] 電泳顯示器(EPD)是一種基于電泳現(xiàn)象的非發(fā)射性器件，所述電泳現(xiàn)象影響分散 于介電溶劑中的帶電顏料粒子。EPD通常含有一對隔開的板狀電極。電極板中的至少一個(gè) (通常在顯示側(cè))是透明的。含有介電溶劑和分散于其中的帶電顏料粒子的電泳流體被封在 兩個(gè)電極板之間。
[0003] 電泳流體可含有一種類型的分散于具有對比色的溶劑或溶劑混合物的顏料粒子。 在這種情況下，當(dāng)電壓差施加于兩個(gè)電極板之間時(shí)，顏料粒子借助于極性與該顏料粒子相 反的板的吸引力而迀移。從而，在透明板上顯示的顏色可以是溶劑的顏色或顏料粒子的顏 色。板的極性的反轉(zhuǎn)會使粒子向后迀移至相對的板，從而使顏色反轉(zhuǎn)。
[0004] 或者，電泳流體可包括具有對比顏色和攜帶相反電荷的兩類顏料粒子，且把這兩 類顏料粒子分散于清澈的溶劑或溶劑混合物中。在這種情況下，當(dāng)電壓差施加于兩個(gè)電極 板之間時(shí)，兩種類型的顏料粒子會移動至顯示單元中相對的端部(頂部或底部）。因此兩種 類型的顏料粒子的顏色中的一種可呈現(xiàn)在顯示單元的顯示側(cè)。
[0005] 在另一種選擇中，其他顏色的顏料粒子添加于電泳流體中以形成高亮度或彩色顯 示裝置。
[0006] 對于所有類型的電泳顯示器，顯示器的單個(gè)顯示單元中容納的流體毫無疑問是該 裝置中最重要的部分之一。流體的成分在很大程度上決定了裝置的壽命、對比度、轉(zhuǎn)換率以 及雙穩(wěn)定性。
[0007] 理想的流體中，在所有的操作條件下，帶電的顏料粒子保持分離，且不團(tuán)聚或相互 粘附或與電極粘附。另外，流體中的所有組分必須是化學(xué)穩(wěn)定的且與電泳顯示器中的其他 材料是相容的。
[0008] 目前，電泳流體中的顏料粒子的密度通常遠(yuǎn)高于分散有粒子的溶劑的密度，從而 導(dǎo)致性能問題，例如較差的灰度雙穩(wěn)定性和垂直沉降問題。
【附圖說明】
[0009] 圖la和lb示出本發(fā)明的復(fù)合物顏料粒子。
[0010]圖2示出了適于制備本發(fā)明的復(fù)合物顏料粒子的工藝的反應(yīng)步驟。
[0011] 圖3和4說明了在合成復(fù)合物顏料粒子的方法中使用共聚單體調(diào)節(jié)電荷極性和電 荷水平的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及顯示器流體，其包含分散于溶劑的帶電復(fù)合物顏料粒子，其中所述復(fù) 合物顏料粒子各自至少含有芯顏料粒子、包覆于芯顏料粒子的殼和位于復(fù)合物顏料粒子表 面的位阻穩(wěn)定劑分子。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該復(fù)合物顏料粒子的密度與溶劑的密度基本一致。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合物顏料粒子和溶劑之間的密度差小于2g/cm3。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方式中，芯顏料粒子是無機(jī)顏料粒子，且該芯顏料粒子可以是表面處 理過的或表面未經(jīng)處理的。殼也可由有機(jī)材料形成，在這種情況下，復(fù)合物顏料粒子中的有 機(jī)物含量可至少是20重量％，優(yōu)選20-70重量％，更優(yōu)選20-40重量％或30-50重量％。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施方式中，芯顏料粒子可以是有機(jī)顏料粒子。該實(shí)施方式中，芯顏料粒子 也可以是表面處理過的或表面未經(jīng)處理的。具有有機(jī)芯粒子的復(fù)合物顏料粒子的聚合物含 量可至少是20重量％，優(yōu)選30-70重量％，更優(yōu)選40-60重量％或30-50重量％。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施方式中，殼可以是與溶劑完全不相容或相對不相容的。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方式中，殼的表面可含有官能團(tuán)以產(chǎn)生電荷或與電荷控制劑相互作 用。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方式中，位阻穩(wěn)定劑分子可由聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚硅 氧烷或其混合物形成。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施方式中，流體可進(jìn)一步含有第二種類型的帶電顏料粒子。在一個(gè)實(shí)施 方式中，第二類型的帶電顏料粒子是復(fù)合物顏料粒子，其至少含有芯顏料粒子、包覆于芯顏 料粒子的殼和位于復(fù)合物顏料粒子表面的位阻穩(wěn)定劑分子。兩種類型的復(fù)合物顏料粒子在 流體中呈對比顏色。在一種實(shí)施方式中，流體可含有兩種以上的顏料粒子，且各類型的顏料 粒子與其他類型的顏料粒子的顏色不同。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施方式中，分散有復(fù)合物顏料粒子的溶劑可以是烴溶劑或烴溶劑與另一 種烴溶劑的混合物，例如鹵化溶劑或硅油類溶劑。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合物顏料粒子可通過分散聚合或活性自由基聚合制備。
[0023] 本發(fā)明的另一方面涉及用于電泳顯示器的復(fù)合物顏料粒子，其至少包含芯顏料粒 子、包覆在芯顏料粒子上的殼和位于復(fù)合物顏料粒子表面的位阻穩(wěn)定劑分子，其中所述殼 由單體和共聚單體形成。
[0024] 本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面涉及調(diào)節(jié)復(fù)合物顏料粒子的電荷水平的方法，該方法 包括向含有單體的組合物中添加共聚單體以形成復(fù)合物顏料粒子的殼。
[0025]發(fā)明詳述
[0026] 本發(fā)明的第一方面涉及復(fù)合物顏料粒子，如圖la和lb所示。復(fù)合物顏料粒子（10) 可具有一個(gè)或多個(gè)芯顏料粒子（11)。芯粒子（11)被殼（12)包覆。復(fù)合物顏料粒子的表面具 有位阻穩(wěn)定劑分子(13)。
[0027] 芯顏料粒子可具有任意顏色(例如黑、白、紅、綠、藍(lán)、青、品紅、黃等）。
[0028] 復(fù)合物顏料粒子可具有與分散它們的溶劑相近的密度，特別是烴溶劑。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施方式中，芯粒子可由無機(jī)材料形成，例如11〇2、1^5〇4、211〇、金屬氧化物、 鐵猛黑（manganese ferrite black spinel)、銅絡(luò)黑（copper chromite black spinel)、 炭黑或硫化鋅顏料粒子。
[0030] 無機(jī)芯粒子可任選地進(jìn)行表面處理。表面處理在形成復(fù)合物顏料粒子的殼的過程 中會提高芯顏料粒子與反應(yīng)介質(zhì)中的單體的相容性，或增強(qiáng)與單體的化學(xué)結(jié)合。作為示例， 表面處理可使用具有官能團(tuán)的有機(jī)硅烷進(jìn)行，所述官能團(tuán)例如有丙烯酸酯、乙烯基、-nh2、-NC0、-OH等。這些官能團(tuán)可與單體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0031 ]芯粒子也能通過無機(jī)材料進(jìn)行表面處理，所述無機(jī)材料例如有二氧化娃、氧化錯(cuò)、 氧化鋅等或其組合。硅酸鈉或四乙氧基硅烷可作為常規(guī)的用于二氧化硅涂層的前體。
[0032]在無機(jī)處理的情況下，涂層的結(jié)構(gòu)可以是多孔性的以降低密度。
[0033]有機(jī)殼可由有機(jī)聚合物形成，例如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚乙烯、聚酯、聚硅 氧烷等。例如，聚丙烯酸酯殼可由以下單體形成:苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙烯基吡啶、正乙烯基 吡咯烷酮、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯等。 聚氨酯殼可由單體或低聚物形成，例如多官能異氰酸酯或硫代異氰酸酯、伯醇等。聚脲殼可 由包含反應(yīng)性基團(tuán)的單體形成，例如胺/異氰酸酯、胺/硫代異氰酸酯等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠基于本發(fā)明的構(gòu)思選擇合適的單體或低聚物及其變化形式。
[0034]在有機(jī)殼的情況下，由無機(jī)芯粒子得到的復(fù)合物顏料粒子的"有機(jī)物含量"至少是 20重量％，優(yōu)選20-70重量％，更優(yōu)選20-40重量％。在該實(shí)施方式中，術(shù)語"有機(jī)物含量"通 過殼（12)和位阻穩(wěn)定劑（13)的總重量除以芯顏料粒子(11)、殼（12)和位阻穩(wěn)定劑(13)的總 重量而確定。
[0035]殼的密度優(yōu)選為低于2g/cm3的低值，更優(yōu)選低于lg/cm3?？筛鶕?jù)殼材料的密度和所 需的最終粒子密度對殼的厚度進(jìn)行控制。
[0036] 殼材料是與顯示器流體完全不相容或相對不相容的，所述流體中分散有復(fù)合物顏 料粒子。本文所用的相對"不相容"表示殼材料的5%以下、優(yōu)選1%以下與顯示器流體混溶。
[0037] 為獲得該完全不相容性或相對不相容性，聚合殼材料可在其主鏈或側(cè)鏈上具有極 性官能團(tuán)。