專利名稱：電子紙微杯的一步封蓋方法及封蓋材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示的電子紙微杯，特別涉及在四氯乙烯等強溶解或溶 脹的溶劑中，柔性基材上實現(xiàn)電子紙微杯的一步封蓋方法及封蓋材料。
背景技術(shù)：
電泳顯示器(EPD)俗稱電子紙，與其它平板顯示相比，具有諸多優(yōu)點，如 閱讀舒適、對比度高、雙穩(wěn)態(tài)耗電低(斷電保持顯示)、高分辨率(〉200dpi)、 輕薄(厚度0.5毫米)、基板廣泛(可柔性顯示)、廣視角(180度)；因而有廣 泛的應(yīng)用前景，不僅將對信息記錄相關(guān)行業(yè)帶來革命性的變化，而且在電子 書、電子圖書館、低耗可持顯示器、大型的戶外廣告牌和可折疊的顯示設(shè)備 方面有著廣闊而深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。
目前進(jìn)入實用階段比較成熟的工藝方法有微膠囊電泳型(美國E-INK(電 子墨水)公司的美國專利US 5961804和US 5930026)、微杯電泳型(US 20030063370)、電子粉流體型、膽固醇液晶型。
電泳顯示基本原理在微小區(qū)域內(nèi)(微膠囊或微杯)，在兩電極(透明電 極、驅(qū)動電極)間直流電驅(qū)動下，帶電的微粒(顏料顆?；蛱盍?發(fā)生電泳 遷移而顯示相應(yīng)的顏色。
微膠囊(US 6017584)由于耐溶劑性、機(jī)械性能、尺寸大小與均一性難 于可控，存在易破裂、老化、壽命短等問題，制作難度大；由于微杯尺寸可 控，材料性能穩(wěn)定，有效地克服了微膠囊的缺點；而且由于微杯的限制，對 外界擾動大大降低，更易達(dá)到"雙穩(wěn)"的結(jié)構(gòu)；加入的電荷控制劑不損失即提高 了電泳粒子的電荷密度，電泳粒子能全部聚集在顯示平面，提高了對比度。 由于微杯間壁厚度可以調(diào)整，大大提高了耐壓、耐刮性能。這種微杯形成的 方法因其特有的性能和較為切實可行的生產(chǎn)工藝正受到越來越多的關(guān)注。
美國SiPixImaging (影像)公司的電子紙是在微杯結(jié)構(gòu)中采用電泳原理進(jìn) 行顯示；微杯的封蓋技術(shù)是(美國專利20030063370， 20030179437)采用封 蓋材料經(jīng)光照、加熱、界面聚合或濕度變化等手段固化，實現(xiàn)對含氟溶劑與氟化處理的顏料染料的色料分散液體系的封蓋，完成紅、綠、藍(lán)、黑、白、 金色的多色顯示；所述的封蓋材料是(甲基)丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、乙烯 基醚、環(huán)氧化合物、異氰酸酯、烯丙醇等有可交聯(lián)基團(tuán)的聚合物中的一種或 多種材料。
含氟溶劑可作為電泳介質(zhì)，例如美國SiPkImaging (影像)公司所采用的 HT-200 (Ausimont)、 FC-43 (美國3M公司)、二氯三氟苯等，完成微杯封蓋； 然而由于含氟溶劑價格昂貴，而且需要對電泳顏料或染料進(jìn)行特種的處理， 使之匹配；例如ChenXianhai等(美國專利20030063370，)所用的色料是氟化 的酞菁染料(美國3M公司)，且用含氟或全氟溶齊UHT-200 (Ausimont); Liang, Rong-Chang等20030179437 (美國專利)。
與含氟溶劑不同，四氯乙烯是一種優(yōu)良價廉的溶劑，它極性小、密度大 (1.6g/cm3)、沸點高、冰點適宜、粘度小、對多種色料具有優(yōu)良的分散性， 電泳速度快；適配于密度大的二氧化鈦(3.8或4.2g/cm3)的分散與電泳，也適 配于密度小的油性紅、油性藍(lán)、酞菁染料、碳黑等各種常規(guī)染料顏料體系的 分散與電泳。
然而對四氯乙烯作為電泳介質(zhì)的電子紙微杯體系進(jìn)行封蓋是一個需要解 決的問題。目前國內(nèi)外還沒有報道一種方法可以將四氯乙烯等作為電泳介質(zhì) 的色料分散液，在陣列的微杯中進(jìn)行灌裝與表層密封。
四氟乙烯作為電泳介質(zhì)的電子紙微杯的封蓋有下述難點
① 為了防止微杯內(nèi)部材料的相互交聯(lián)與收縮造成微杯結(jié)構(gòu)非常易碎，美 國SiPix Imaging (影像)公司的Xianhai Chen等通過在熱固塑料中加入質(zhì)量濃 度為8。/。 15。/。的橡膠材料(如SBR、 PBR、 NBR等)有效改善了微杯陣列的抗 撓性；但是由于所用的橡膠材料在四氯乙烯等溶劑中會發(fā)生溶解或溶脹，所 以不適用于含有四氯乙烯的色料分散液體系的封蓋。
② 美國SiPix Imaging (影像)公司所用的含氟溶劑等，如HT-200 (Ausimont)、 FC-43、 二氯三氟苯等，與絕大多數(shù)不飽和酸酯類的膠液不相混 溶，易于封蓋。
③ 四氯乙烯與上述的含氟溶劑不同，它與大多數(shù)不飽和酸酯類膠液相混 溶，在這種混溶狀態(tài)下，要么不發(fā)生固化，要么整個微杯內(nèi)部發(fā)生固化，不 會只發(fā)生表層固化；而且由于四氯乙烯優(yōu)良的溶解性，能溶解脂肪、油類、 橡膠、天然樹脂、大多數(shù)合成樹脂及芳香族有機(jī)酸，即使發(fā)生交聯(lián)或聚合而 固化，久置后也會將形成封蓋層逐漸溶解；由于四氯乙烯的揮發(fā)性與強溶解 性，美國SiPixImaging (影像)公司所采用的加熱、界面聚合或濕度變化等手段對微杯中四氯乙烯為電泳介質(zhì)的色料分散液進(jìn)行固化封蓋是難于實施的。
④國內(nèi)從事與電子紙、電子墨相關(guān)的研究不少，然而大多數(shù)是仿效E-ink 等公司(020139592.6)做微膠囊方面的研究，浙江大學(xué)汪茫、陳紅征等在玻璃 基材上以環(huán)氧丙烯酸酯進(jìn)行微杯制作的初步研究，而柔性基材、微杯封蓋方 面沒有報道。
本發(fā)明通過耐溶劑的不飽和酸酯體系、光引發(fā)劑、助劑優(yōu)化復(fù)合，采用 一步封蓋法對電子紙微杯單元進(jìn)行封蓋。實現(xiàn)快速分層與光固化密封；固化 后的封蓋層厚度可控，無氣泡，能阻擋與耐受四氯乙烯等的揮發(fā)與溶脹腐蝕， 具有較強穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供采用紫外光固化技術(shù)，對電子紙微杯單元灌裝色料 分散液后，實施電子紙微杯的一步封蓋方法。
本發(fā)明的另一目的是提供用于電子紙微杯的封蓋材料。
本發(fā)明是以不飽和的丙烯酸酯衍生物為主，以低聚物、單體、光引發(fā)劑、 改性劑、表面活性劑、導(dǎo)電材料配制成封蓋膠液，并與色料分散液以一定比 例混合、乳化分散、分層、光固化完成封蓋，其厚度通過封蓋膠液與色料分 散液的體積比精確控制。
本發(fā)明是先將封蓋材料預(yù)先分散于色料分散液中形成混合液，待混合液 填充電子紙微杯后迅速分層，封蓋材料浮于表層，最后光固化成封蓋膜，該
方法包括以下步驟
1) 配制封蓋膠液將低聚物、單體、光引發(fā)劑、改性劑、表面活性劑、 導(dǎo)電材料在溫度為0 9(TC避光條件下攪拌混合1 30分鐘；所述的混合液中
低聚物為0 50wt。/。、單體為10 90wt。/。、光引發(fā)劑為0.5 5wty。、改性劑為1 30wt%、表面活性劑為0.2 15wty。、導(dǎo)電材料為0 50wt。/。；
2) 封蓋膠液與色料分散液的混合在溫度為-25 25'C條件下，將步驟l) 得到的封蓋膠液與色料分散液以體積比為l: 1 h IO攪拌混合得到混合液，
攪拌時間是2 10分鐘；所用的色料分散液可以是任意商品化及修飾改性的顏
料、染料以任意比例混合所得的溶液或懸浮液；
3) 灌裝混合液將步驟2)得到的混合液灌入基材上的電子紙微杯陣列 中，所述的灌裝方式是刮膠、浸涂、噴涂、旋涂等其中的一種方法；灌裝溫 度是-25 25。C。
94) 靜置分層將步驟3)得到的已灌裝封蓋膠液與色料分散液的混合液 的具有電子紙微杯陣列的基材在-25 25t:靜置2 80秒，電子紙微杯中的混合 液發(fā)生分層，封蓋膠液浮于表層；
5) 封蓋層的形成將步驟4)靜置后發(fā)生分層的具有電子紙微杯陣列的 基材，在50 3000W的紫外燈下，曝光5 600秒，封蓋膠液經(jīng)過光固化得到 封蓋層；所用的紫外燈是高壓汞燈、低壓汞燈、碘鎵燈等中的一種。
所述的封蓋層的厚度為5 20pm。
所述的基材是硅基材、玻璃基材、ITO (氧化銦錫)基材、聚對苯二甲酸 乙二醇酯(PET)基材、聚氯乙烯(PVC)基材或聚碳酸酯(PC)基材。
本發(fā)明的用于電子紙微杯的封蓋材料是低聚物、單體、光引發(fā)劑、改性 劑、表面活性劑、導(dǎo)電材料的混合液，其中，混合液中低聚物為0 50wt。/。、 單體為10 90wty。、光引發(fā)劑為0.5 5wt。/。、改性劑為l 30wt。/。、表面活性劑 為0.2 15wtn/。、導(dǎo)電材料為0 50wtn/。。
所述的低聚物是商品化的丙烯酸酯的聚合體、改性的丙烯酸酯聚合體或
者是它們的任意混合物。其中丙烯酸酯單元具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種 ①分子中含有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;其所含的酸的結(jié)
構(gòu)是一元或多元羧酸、磺酸、磷酸、膦酸中的一種或多種；其所含的銨鹽結(jié) 構(gòu)是一元或多元羧酸銨、磺酸銨、磷酸銨、膦酸銨等結(jié)構(gòu)單元中的一種或多 種；②分子中含有芳基、烷基、烷氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多 種；所述的芳基是苯基、烷基取代的苯基或萘基等；所述的烷基鏈長是C, C30;③分子結(jié)構(gòu)是雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán) 氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧甲基丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、 聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟 甲基丙烯酸酯系列結(jié)構(gòu)中的一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán) 氧基團(tuán)或聚氨酯基團(tuán)中的一種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述 的不飽和鍵結(jié)構(gòu)是碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵等中的一種或 多種。
所述的單體是商品化的丙烯酸酯、改性的丙烯酸酯或者是它們的任意混 合物。其中丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種①分子中含 有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;其所含的酸的結(jié)構(gòu)是一元或 多元羧酸、磺酸、磷酸、膦酸中的一種或多種；其所含的銨鹽結(jié)構(gòu)是一元或 多元羧酸銨、磺酸銨、磷酸銨、膦酸銨等結(jié)構(gòu)單元中的一種或多種；②分子中含有芳基、烷基、垸氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多種；所述的 芳基是苯基、垸基取代的苯基或萘基等；所述的烷基鏈長是Q Qo; ◎分子 結(jié)構(gòu)是雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、 酚醛環(huán)氧甲基丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸 酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟甲基丙烯酸酯 系列結(jié)構(gòu)中的一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán)氧基團(tuán)或聚氨 酯基團(tuán)中的一種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述的不飽和鍵結(jié) 構(gòu)是碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵等中的一種或多種。
所述的光引發(fā)劑是商品化的自由基型光引發(fā)劑，所述的自由基型光引發(fā) 劑是a-羥垸基苯酮型、a-胺烷基苯酮型、二烷氧基苯乙酮型、?；⒀趸铩?二苯甲酮、硫雜蒽酮中的一種或一種以上的混合物。
所述的改性劑是商品化的丙烯酸酯、酸酐、胺中的一種或多種材料；所 述的丙烯酸酯是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、可聚合丙烯酸酯中的一 種或多種；所述的酸酐是順丁烯二酸酐、苯酐、四氫苯酐、六氫苯酐、戊二 酸酐中的一種或多種；所述的胺是三乙醇胺、烷基取代的二乙醇胺、胺改性 的丙烯酸酯、胺改性的烷基丙烯酸酯中的一種或多種；其中所述的烷基是d
C30綜基。
所述的表面活性劑是商品化的高分子分散劑、丙烯酸多元醇、甲基丙烯 酸多元醇、偶聯(lián)劑、含硅或含氟表面活性劑中的一種或多種，起流平、分散、 消泡、乳化作用，可有效地將封蓋膠液乳化分散，改善封蓋膠液表面性能； 所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或它們的任意比 混合物。
所述的高分子分散劑是商品化的分子量大于10000小于3000000的烷羥基 氨基酰胺、羧酸和丙烯酸酯的共聚體、丙烯酸酯共聚體、陽離子型不飽和多 元羧酸的聚氨基酰胺溶液、酸性聚合物的烷基銨鹽溶液、聚合后分子量大于 10000小于3000000的聚酯和丙烯酸酯的嵌段共聚體溶液、聚合后分子量大于 5000小于3000000的含氟或含硅的聚合物中的一種或多種；其中所述的烷基是
Cl C30烷基。
所述的導(dǎo)電材料是納微米級的金屬、納微米級的金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)電 高分子或者是它們的復(fù)合材料。導(dǎo)電材料的形貌是但不限于粉末狀、球體、 片狀、棒狀、管狀、網(wǎng)狀、空心、介孔等二維和/或三維結(jié)構(gòu)中的一種或多種， 用于改善封蓋層導(dǎo)電性能。
所述的納微米級的金屬是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的鋁粉、銀粉、銅粉等中的一種或多種材料復(fù)合。
所述的金屬氧化物是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的氧化銦 錫(ITO)、氧化鋅、二氧化錫、氧化銦、二氧化硅、二氧化鈦等中的一種或 多種材料復(fù)合。
所述的有機(jī)導(dǎo)電高分子是商品化的聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚 噻吩衍生物、聚吡咯或聚吡咯衍生物。
本發(fā)明的電子紙微杯一步封蓋的特點
① 用于電子紙微杯封蓋的光固化材料及其它試劑在國內(nèi)都有商品可購， 且光固化材料價廉易得。
② 設(shè)備價廉，常溫操作，方法簡易快速，可用常用的曝光、涂布設(shè)備， 紫外線燈、汞燈等光源均可。
③ 由于表面活性劑與單體、低聚物的相互作用，使得封蓋膠液易于乳化， 在色料分散液中分散均勻，便于涂膠工藝。
由于單體與低聚物結(jié)構(gòu)不易溶于有機(jī)溶劑(如四氯乙烯)，且密度較
小，分層迅速，又由于含有多官能度的不飽和鍵，易于快速固化，表層固化 迅速，長期耐溶劑侵蝕。
⑤適用于多種溶劑作為電泳介質(zhì)的電子紙微杯的封蓋，特別是四氯乙 烯、甲苯、二甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己垸、四氫呋喃、二氯己垸、FC-40 (美國3M 公司)、FC-43 (美國3M公司)、二氯三氟苯等電泳介質(zhì)。
由于所用的分子結(jié)構(gòu)中有的賦予材料柔性，有的賦予材料剛性，調(diào)整 它們之間的比例，兼顧柔性與剛性，封蓋材料與電子紙微杯的壁材粘附強， 有良好的機(jī)械性能。
⑦ 封蓋層的厚度可通過封蓋膠液與色料分散液的體積比控制，可獲得 5 20iJm厚的封蓋層。
⑧ 由于封蓋材料中含有導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料排列整齊規(guī)整，相互連接， 因此封蓋層有良好的導(dǎo)電性能，有利于電子紙的電泳顯示。
本發(fā)明不僅適用于封蓋電子墨水或液晶實現(xiàn)柔性或剛性平板顯示，也可 用于生物、醫(yī)藥、化學(xué)領(lǐng)域的微流控，細(xì)胞或組織培養(yǎng)，合成制備等方面。


圖l.本發(fā)明電子紙微杯一步封蓋流程中的乳化混合液階段示意圖。圖2.本發(fā)明電子紙微杯一步封蓋流程中的灌裝前的微杯陣列示意圖。 圖3.本發(fā)明電子紙微杯一步封蓋流程中的混合液灌裝階段示意圖。 圖4.本發(fā)明電子紙微杯一步封蓋流程中的灌裝后靜置分層階段示意圖。 圖5.本發(fā)明電子紙微杯一步封蓋流程中的封蓋層形成示意圖。 附圖標(biāo)記
l.混合液 2.電子紙微杯 3.基材
4.封蓋膠液 5.色料分散液 6.封蓋層
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。 實施例l
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦，濃度為 0.5wt%、 2-(4-(2-羥基-2-甲基丙氧基)苯氧基)乙酸，濃度為0.5wt。/。、 2，4,6-三甲 基苯甲?；?二苯基氧化膦，濃度為lwtn/。、單體順丁烯二酸酐改性的甲基丙 烯酸酯，濃度為8wtM、甲基丙烯酸酯磷酸酯，濃度為3wt。/。、聚乙二醇(600) 丙烯酸酯，濃度為2wt。/。、雙三羥甲基丙烯四丙烯酸酯，濃度為2wt。/。，低聚物 SB401(芳香酸甲基丙烯酸半酯)(美國沙多瑪公司)，濃度為5wtM、 CN966 (氨 基酯/丙烯酸酯)(美國沙多瑪公司)，濃度為10wt。/。，導(dǎo)電材料5pm的片狀 空心鋁粉，濃度為50wt。/。，表面活性劑CD9051 (含三個不飽和碳碳雙鍵的 丙烯酸酯)(美國沙多瑪公司)，濃度為4wt。/。、 BYK115 (具有顏料親和基團(tuán)的 分子量大于10000小于3000000的高分子量嵌段共聚體溶液)(德國畢克化學(xué)公 司)，濃度為2wt。/。、 BYK300 (分子量大于10000小于3000000的聚醚改性聚二
甲基硅氧垸共聚體的溶液)(德國畢克化學(xué)公司)，濃度為2wt。/。，改性劑甲 基二乙醇胺，濃度為10wt。/。，室溫下避光攪拌10分鐘；
于25'C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比1: 4混合，室溫下攪拌10分 鐘，得到混合液l;
于25。C將封蓋膠液與色料分散液的混合液1用鋼絲刮刀快速刮入基材3上 的100pm高的電子紙微杯2中，于25i:靜置20秒，于1000W高壓汞燈下曝光600 秒，得20iJm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與已封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
13實施例2
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑2-羥基-1-(4-(2-羥基乙氧基傳基)-2-甲基丙基-1-酮，濃度為0.5wt。/。、 1-羥基環(huán)已基苯基甲酮，濃度為0.5wt。/。、單體聚乙二 醇(200)丙烯酸酯，濃度為5wt。/。、甘油三醇三丙烯酸酯，濃度為3wt。/。、乙 烯乙二醇雙甲基丙烯酸酯，濃度為2wt。/。，低聚物EB2002 (水溶性聚氨酯丙 烯酸酯，美國氰特公司)，濃度為30wty。、 CN2256 (水溶性聚酯丙烯酸，美國 沙多瑪公司)，濃度為10wtY。、 CN972(芳香族氨基酯丙烯酸酯)(美國沙多瑪公 司)，濃度為10wt。/。，導(dǎo)電材料500nm的片狀鍍銀二氧化硅球，濃度為10wt。/。， 聚苯胺，濃度為10wtW，表面活性劑硅垸偶聯(lián)劑570，濃度為lwt。/。、 BYK110 (德國畢克化學(xué)公司)，濃度為2wtn/。、BYK154(分子量大于10000小于3000000
的丙烯酸酯共聚體的銨鹽溶液)(德國畢克化學(xué)公司)，濃度為lwt。/。，改性劑
二甲胺基苯甲酸乙酯，濃度為10wt。/。、三乙醇胺，濃度為5wt。/。，室溫下避光
攪拌10分鐘；
于25"C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比1: 4混合，室溫下攪拌2分鐘， 得到混合液l;
于25'C將封蓋膠液與色料分散液的混合液1用鋼絲刮刀刮入基材3上的 100nm高的電子紙微杯2中，于0"C靜置40秒，于1000W高壓汞燈下曝光300秒， 得20pm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與已封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
實施例3
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑安息香雙甲醚，濃度為lwt。/。、 2，4,6-三甲基苯甲 酰基-二苯基氧化膦，濃度為lwty。，單體丙烯酸改性的丙烯酸酯，濃度為 10wt%、丙烯酸異冰片酯，濃度為15wt。/。、雙三羥甲基丙烯四丙烯酸酯，濃度 為20wt。/。，低聚物PE55WN (水溶性聚酯丙烯酸酯，德國巴斯夫公司)，濃 度為25wty。、 CN988 (美國沙多瑪公司)，濃度為7wty。，表面活性劑CD9051 (分子中含三個不飽和碳碳雙鍵的丙烯酸酯)(美國沙多瑪公司)，濃度為 lwt°/。、 BYK115 (德國畢克化學(xué)公司)，濃度為2wtM、 BYK181 (具有陰離子/ 非離子特征的分子量大于10000小于3000000的烷醇銨鹽聚合物的溶液)(德國 畢克化學(xué)公司)，濃度為5wt。/。，改性劑戊二酸酐，濃度為5wt。/。、甲基二乙 醇胺，濃度為5wt^、 二甲胺基苯甲酸乙酯，濃度為3wty。， 6(TC下避光攪拌30分鐘；
于-25"C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比l: 5混合，室溫下攪拌5分鐘， 得到混合液l;
于-25'C將封蓋膠液與色料分散液的混合液l用鋼絲刮刀快速刮入基材3上 的60iJm高的電子紙微杯2中，于-25"C靜置5秒，于50W高壓汞燈下曝光500秒， 得10iJm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與己封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
實施例4
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑異丙基硫雜蒽酮，濃度為0.8wtM、 2,4,6-三甲基 苯甲酰基-二苯基氧化膦，濃度為0.5wt。/。、 2-羥基-1-(4-(2-羥乙基巰基)苯基)-2-甲基丙基-l-酮，濃度為0.5wt。/。，單體聚乙二醇(200)丙烯酸酯，濃度為20wt0/0、 戊二酸酐改性的甲基丙烯酸酯，濃度為30wt。/。、辛戊二醇雙丙烯酸酯，濃度為 20wt%、丙烯酸異冰片酯，濃度為20wtM，低聚物SB520 (芳香族丙烯酸酯) (美國沙多瑪公司)，濃度為O. lwt%、 EM6225 (有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯，臺灣 長興化工有限公司)，濃度為O. bvt%，導(dǎo)電材料300nm的空心銀球，濃度為 6. 8wt%，表面活性劑BYK110(具有酸性基團(tuán)的分子量大于10000小于3000000 的高分子共聚體溶液)(德國畢克化學(xué)公司)，濃度為0.2wt。/。，改性劑二甲 胺基苯甲酸乙酯，濃度為lwt。/。， 9(TC下避光攪拌10分鐘；
于-5"C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比l: 9混合，室溫下攪拌10分鐘， 得到混合液l;
于-5'C將封蓋膠液與色料分散液的混合液l用鋼絲刮刀刮入基材3上的 100nm高的電子紙微杯中，于0"C靜置80秒，于1000W高壓汞燈下曝光60秒， 得15jJm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與已封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
實施例5
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦，濃度為 0.5wt%、單體丙烯酸異冰片酯，濃度為30wt。/。、雙季戊四醇五丙烯酸酯， 濃度為20wt。/c，低聚物EM6225 (臺灣長興化工有限公司)，濃度為5wt。/。、 PE55WN (水溶性聚酯丙烯酸酯，德國巴斯夫公司)，濃度為20wt。/。、 CN970(美國沙多瑪公司)，濃度為10wtM、表面活性劑BYK500 (德國畢克化學(xué) 公司)，濃度為2wtM、 FC-500 (含氟表面活性劑，美國3M公司)，濃度為2wt。/。， 改性劑甲基二乙醇胺，濃度為5.5wt。/。、 二甲胺基苯甲酸乙酯，濃度為5%， 室溫下避光攪拌10分鐘；
于25"C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比1: 5混合，室溫下攪拌10分 鐘，得到混合液l;
于(TC將封蓋膠液與色料分散液的混合液1用鋼絲刮刀快速刮入基材3上 的60iJm高的電子紙微杯2中，于(TC靜置5秒，于100W高壓汞燈下曝光300秒， 得10iJm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與已封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
實施例6
請參見圖1 5。
封蓋膠液中光引發(fā)劑2，4-二乙基硫雜蒽酮，濃度為5wt。/。，單體:丙烯 酸異冰片酯，濃度為8wt。/。、季戊四醇三丙烯酸酯，濃度為10wt。/。，低聚物
SB401(芳香酸甲基丙烯酸半酯)(美國沙多瑪公司)，濃度為5wty。、 IRR210 (分 子中含三個不飽和碳碳雙鍵的水溶性丙烯酸酯，美國氰特公司)，濃度為 20wt%、 CN963(美國沙多瑪公司)，濃度為5wt。/。，導(dǎo)電材料50nm的ITO粉， 濃度為2wtM,表面活性劑CD卯51 (含三個不飽和碳碳雙鍵的丙烯酸酯)(美 國沙多瑪公司)，濃度為5wt。/。、 BYK057 (分子量大于10000小于3000000的聚 合物溶液)(德國畢克化學(xué)公司)，濃度為5wt。/。、 BYK183 (具顏料親和基團(tuán) 的分子量大于10000小于3000000的高分子量嵌段共聚體溶液)(德國畢克化學(xué) 公司)，濃度為5wtM，改性劑三乙醇胺，濃度為15wt。/Q、 二甲胺基苯甲酸乙 酯，濃度為15%，室溫下避光攪拌20分鐘；
于25'C將封蓋膠液4與色料分散液5以體積比1: 9混合，室溫下攪拌2分鐘， 得到混合液l;
于25。C將封蓋膠液與色料分散液的混合液1用鋼絲刮刀刮入基材3上的 100[Jm高的電子紙微杯2中，于0。C靜置30秒，于1000W高壓汞燈下曝光600秒， 得10iJm厚的封蓋層6。
將驅(qū)動電路與己封蓋的微杯貼合，完成整個原理器件的組裝。
權(quán)利要求
1. 一種電子紙微杯的一步封蓋方法，是將封蓋材料預(yù)先分散于色料分散液中形成混合液，待混合液填充電子紙微杯后分層，封蓋材料浮于表層，最后光固化成封蓋膜，其特征是1)配制封蓋膠液將低聚物、單體、光引發(fā)劑、改性劑、表面活性劑、導(dǎo)電材料在溫度為0～90℃避光條件下攪拌混合；所述的混合液中低聚物為0～50wt％、單體為10～90wt％、光引發(fā)劑為0.5～5wt％、改性劑為1～30wt％、表面活性劑為0.2～15wt％、導(dǎo)電材料為0～50wt％；2)封蓋膠液與色料分散液的混合在溫度為-25～25℃條件下，將步驟1)得到的封蓋膠液與色料分散液以體積比為11～110攪拌混合，得到混合液；3)灌裝混合液將步驟2)得到的混合液灌入基材上的電子紙微杯陣列中；灌裝溫度是-25～25℃；4)靜置分層將步驟3)得到的已灌裝封蓋膠液與色料分散液的混合液的具有電子紙微杯陣列的基材在-25～25℃靜置，電子紙微杯中的混合液發(fā)生分層，封蓋膠液浮于表層；5)封蓋層的形成將步驟4)靜置后發(fā)生分層的具有電子紙微杯陣列的基材，在紫外燈光下曝光，封蓋膠液經(jīng)過光固化得到封蓋層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的在紫外燈光下曝光是在 50 3000W的紫外燈下，曝光5 600秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的封蓋層的厚度為5 20|Jm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的低聚物是丙烯酸酯的聚 合體、改性的丙烯酸酯聚合體或者是它們的混合物；所述的單體是丙烯酸酯、 改性的丙烯酸酯或者是它們的混合物；所述的光引發(fā)劑是自由基型光引發(fā)劑； 所述的改性劑是丙烯酸酯、酸酐、胺中的一種或多種材料；所述的表面活性 劑是高分子分散劑、丙烯酸多元醇、甲基丙烯酸多元醇、偶聯(lián)劑、含硅或含 氟表面活性劑中的一種或多種；所述的導(dǎo)電材料是納微米級的金屬、納微米 級的金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)電高分子或者是它們的復(fù)合材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所述的丙烯酸酯的聚合體或改 性的丙烯酸酯聚合體中的丙烯酸酯單元具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種①分子中含有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;②分子中含有芳基、 垸基、烷氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多種；③分子結(jié)構(gòu)是雙酚A 環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧甲基 丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲 基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟甲基丙烯酸酯系列結(jié)構(gòu)中的 一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán)氧基團(tuán)或聚氨酯基團(tuán)中的一 種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述的不飽和鍵結(jié)構(gòu)是碳碳雙鍵、 碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵中的一種或多種；所述的單體中的丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種① 分子中含有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;②分子中含有芳基、 烷基、垸氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多種；③分子結(jié)構(gòu)是雙酚A 環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧甲基 丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲 基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟甲基丙烯酸酯系列結(jié)構(gòu)中的 一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán)氧基團(tuán)或聚氨酯基團(tuán)中的一 種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述的不飽和鍵結(jié)構(gòu)是碳碳雙鍵、 碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵中的一種或多種；所述的自由基型光引發(fā)劑是a-羥垸基苯酮型、a-胺烷基苯酮型、二垸氧基 苯乙酮型、酰基膦氧化物、二苯甲酮、硫雜蒽酮中的一種或一種以上的混合 物；所述的改性劑中的丙烯酸酯是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、可聚 合丙烯酸酯中的一種或多種；所述的高分子分散劑是分子量大于10000小于3000000的烷羥基氨基酰 胺、羧酸和丙烯酸酯的共聚體、丙烯酸酯共聚體、陽離子型不飽和多元羧酸 的聚氨基酰胺溶液、酸性聚合物的垸基銨鹽溶液、聚合后分子量大于10000小 于3000000的聚酯和丙烯酸酯的嵌段共聚體溶液、聚合后分子量大于5000小于 3000000的含氟或含硅的聚合物中的一種或多種；其中所述的烷基是d C30 院基；所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或它們的混合物；所述的酸酐是順丁烯二酸酐、苯酐、四氫苯酐、六氫苯酐、戊二酸酐中 的一種或多種；所述的胺是三乙醇胺、烷基取代的二乙醇胺、胺改性的丙烯 酸酯、胺改性的烷基丙烯酸酯中的一種或多種；其中所述的烷基是C, C3。烷基；所述的納微米級的金屬是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的鋁 粉、銀粉、銅粉中的一種或多種材料復(fù)合；所述的金屬氧化物是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的氧化銦 錫、氧化鋅、二氧化錫、氧化銦、二氧化硅、二氧化鈦中的一種或多種材料智A靈口 ；所述的有機(jī)導(dǎo)電高分子是聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生 物、聚吡咯或聚卩比咯衍生物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是所述的丙烯酸酯單元或丙烯酸 酯分子結(jié)構(gòu)中的酸的結(jié)構(gòu)是一元或多元羧酸、磺酸、磷酸、膦酸中的-種或 多種；所述的銨鹽結(jié)構(gòu)是一元或多元羧酸銨、磺酸銨、磷酸銨、膦酸銨結(jié)構(gòu) 單元中的一種或多種；所述的丙烯酸酯單元或丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中的芳基是苯基、鏈長是d C3o的垸基取代的苯基或萘基；所述的丙烯酸酯單元或丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中的垸基鏈長是C, C30。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征是所述的導(dǎo)電材料的形貌是球 體、片狀、棒狀、管狀、網(wǎng)狀、空心、介孔二維和/或三維結(jié)構(gòu)中的一種或多 種。
8. —種用于電子紙微杯的封蓋材料，其特征是所述的封蓋材料是低聚物、單體、光引發(fā)劑、改性劑、表面活性劑、導(dǎo)電材料的混合液，其中，混合液中低聚物為0 50wtQ/。、單體為10 90wt。/。、光引發(fā)劑為0.5 5wt。/。、改性劑為1 30wt%、表面活性劑為0.2 15wte/。、導(dǎo)電材料為0 50wt。/。。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的封蓋材料，其特征是所述的低聚物是丙烯酸酯 的聚合體、改性的丙烯酸酯聚合體或者是它們的混合物；所述的單體是丙烯 酸酯、改性的丙烯酸酯或者是它們的混合物；所述的光引發(fā)劑是自由基型光 引發(fā)劑；所述的改性劑是丙烯酸酯、酸酐、胺中的一種或多種材料；所述的 表面活性劑是高分子分散劑、丙烯酸多元醇、甲基丙烯酸多元醇、偶聯(lián)劑、 含硅或含氟表面活性劑中的一種或多種；所述的導(dǎo)電材料是納微米級的金屬、 納微米級的金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)電高分子或者是它們的復(fù)合材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的封蓋材料，其特征是所述的丙烯酸酯的聚合體 或改性的丙烯酸酯聚合體中的丙烯酸酯單元具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種 ①分子中含有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;②分子中含有芳 基、烷基、烷氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多種；③分子結(jié)構(gòu)是雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧 甲基丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨 酯甲基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟甲基丙烯酸酯系列結(jié)構(gòu) 中的一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán)氧基團(tuán)或聚氨酯基團(tuán)中 的一種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述的不飽和鍵結(jié)構(gòu)是碳碳 雙鍵、碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵中的一種或多種；所述的單體中的丙烯酸酯分子結(jié)構(gòu)中具有下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種① 分子中含有酸的結(jié)構(gòu)和/或銨鹽結(jié)構(gòu)，酸值范圍為20 400;②分子中含有芳基、 垸基、烷氧基、胺基、氨基酯鏈段結(jié)構(gòu)中一種或多種；③分子結(jié)構(gòu)是雙酚A 環(huán)氧丙烯酸酯、雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧甲基 丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、含硅甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲 基丙烯酸酯、含氟或全氟丙烯酸酯、含氟或全氟甲基丙烯酸酯系列結(jié)構(gòu)中的 一種或多種，其結(jié)構(gòu)中含有硅元素、氟元素、環(huán)氧基團(tuán)或聚氨酯基團(tuán)中的一 種或多種；④分子中具有1 6個不飽和鍵，所述的不飽和鍵結(jié)構(gòu)是碳碳雙鍵、 碳碳叁鍵、碳氮雙鍵、碳氧雙鍵中的一種或多種；所述的自由基型光引發(fā)劑是a-羥烷基苯酮型、a-胺烷基苯酮型、二垸氧基 苯乙酮型、?；⒀趸铩⒍郊淄?、硫雜蒽酮中的一種或一種以上的混合 物；所述的改性劑中的丙烯酸酯是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、可聚 合丙烯酸酯中的一種或多種；所述的高分子分散劑是分子量大于10000小于3000000的垸羥基氨基酰 胺、羧酸和丙烯酸酯的共聚體、丙烯酸酯共聚體、陽離子型不飽和多元羧酸 的聚氨基酰胺溶液、酸性聚合物的烷基銨鹽溶液、聚合后分子量大于10000小 于3000000的聚酯和丙烯酸酯的嵌段共聚體溶液、聚合后分子量大于5000小于 3000000的含氟或含硅的聚合物中的一種或多種；其中所述的垸基是d C30 院基；所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或它們的混合物；所述的酸酐是順丁烯二酸酐、苯酐、四氫苯酐、六氫苯酐、戊二酸酐中 的一種或多種；所述的胺是三乙醇胺、烷基取代的二乙醇胺、胺改性的丙烯 酸酯、胺改性的烷基丙烯酸酯中的一種或多種；其中所述的垸基是d C3o烷 基；所述的納微米級的金屬是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的鋁粉、銀粉、銅粉中的一種或多種材料復(fù)合；所述的金屬氧化物是密度為0.8 1.5g/cm3、粒徑為50 5000nm的氧化銦 錫、氧化鋅、二氧化錫、氧化銦、二氧化硅、二氧化鈦中的一種或多種材料 復(fù)合；所述的有機(jī)導(dǎo)電高分子是聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生 物、聚吡咯或聚吡咯衍生物。
全文摘要
本發(fā)明涉及平板顯示的電子紙微杯，特別涉及在四氯乙烯等強溶解或溶脹的溶劑中，柔性基材上實現(xiàn)電子紙微杯的一步封蓋方法及封蓋材料。本發(fā)明是以不飽和的丙烯酸酯衍生物為主，以低聚物、單體、光引發(fā)劑、改性劑、表面活性劑、導(dǎo)電材料配制成封蓋膠液，并與色料分散液以一定比例混合、乳化分散、分層、光固化完成封蓋，其厚度通過封蓋膠液與色料分散液的體積比精確控制。本發(fā)明不僅適用于封蓋電子墨水或液晶實現(xiàn)柔性或剛性平板顯示，也可用于生物、醫(yī)藥、化學(xué)領(lǐng)域的微流控，細(xì)胞或組織培養(yǎng)，合成制備等方面。
文檔編號G02F1/01GK101441382SQ20071017765
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者唐芳瓊, 孟憲偉, 楊永源, 健 王 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所