本發(fā)明涉及顯示器件領(lǐng)域，尤其涉及一種電泳顯示微單元、電子墨水、電泳顯示膜片及電泳顯示器。

背景技術(shù)：

電子紙是一種像紙一樣薄、柔軟和可擦寫(xiě)的顯示器，近年來(lái)在廣告牌和價(jià)格牌上獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電子紙依靠電泳顯示技術(shù)進(jìn)行顯示，具有低能耗、視覺(jué)性良好、可重復(fù)使用、無(wú)電磁波輻射等特點(diǎn)。電泳顯示技術(shù)可達(dá)到雙穩(wěn)態(tài)，而為了更有效地改善顯示器的雙穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)主要是在電泳液引入高分子量的聚異丁烯(PIB)作為穩(wěn)定劑，聚異丁烯不會(huì)顯著增加懸浮流體的粘度，因此容易達(dá)到雙穩(wěn)態(tài)效果，將顯示器的切換時(shí)間保持在合理的限度內(nèi)。但是，聚異丁烯的價(jià)格昂貴，導(dǎo)致電子紙的成本也比較高，不利于電子紙的應(yīng)用推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低且穩(wěn)定性好的電泳顯示微單元、電子墨水、電泳顯示膜片及電泳顯示器。

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種電泳顯示微單元，其包括微膠囊、電泳粒子及電泳液，所述電泳液密封在所述微膠囊內(nèi)，所述電泳粒子位于所述微膠囊內(nèi)且懸浮在所述電泳液中，所述電泳液中添加有穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑為聚異戊二烯。

優(yōu)選地，所述電泳液的溶劑為烷烴溶劑。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑在所述電泳液中的濃度為0.2％-1.5％，優(yōu)選地為0.2％-1.1％。

優(yōu)選地，所述電泳粒子包括具有第一顏色的第一電泳粒子和具有第二顏色的第二電泳粒子，所述第一電泳粒子和第二電泳粒子帶異性電荷，或者第一電泳粒子帶電而第二電泳粒子呈中性。

優(yōu)選地，所述電泳液無(wú)色透明或呈與第一顏色、第二顏色不同的第三顏色。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為具有順式結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯。

本發(fā)明實(shí)施例另一方面提供一種電子墨水，其包括多個(gè)如上述任一實(shí)施例所述的電泳顯示微單元，所述多個(gè)電泳顯示微單元懸浮在液體中。

本發(fā)明實(shí)施例又一方面提供一種電泳顯示膜片，其包括透明導(dǎo)電電極和涂布于透明導(dǎo)電電極上的電泳顯示層，所述電泳顯示層包括有多個(gè)如上述任一實(shí)施例所述的電泳顯示微單元。

優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)電電極包括石墨烯層，所述透明導(dǎo)電電極與所述電泳顯示層之間夾持有由導(dǎo)電高分子聚合物制成的緩沖層，或者所述透明導(dǎo)電電極中添加有導(dǎo)電高分子聚合物，所述導(dǎo)電高分子聚合物是聚氨酯化合物、丙烯酸化合物、環(huán)氧化合物的聚合物或共聚物。

本發(fā)明實(shí)施例再一方面提供一種電泳顯示器，其包括導(dǎo)電底板、膠水層和如上述任一實(shí)施例所述的電泳顯示膜片，所述膠水層位于所述導(dǎo)電底板和所述電泳顯示膜片之間，所述導(dǎo)電底板、膠水層和電泳顯示膜片層壓連接，所述導(dǎo)電底板和透明導(dǎo)電電極用于在所述電泳顯示層上施加電壓信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例將聚異戊二烯作為穩(wěn)定劑，成本較低，而且可有效改善電子顯示器的雙穩(wěn)定性，將顯示器的切換時(shí)間保持在合理的限度內(nèi)。另外，聚異戊二烯含有雙鍵，可操作性強(qiáng)，對(duì)進(jìn)一步提升電泳顯示器的穩(wěn)定性保留有較大空間。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明,其作為本說(shuō)明書(shū)的一部分,通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點(diǎn)通過(guò)該詳細(xì)說(shuō)明將會(huì)變得一目了然。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電泳顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為不同穩(wěn)定劑濃度下電泳液的粘度特性示意圖。

圖3為電泳粒子在不同穩(wěn)定劑條件下的電性能對(duì)比示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。

請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電泳顯示微單元，其包括微膠囊121、電泳粒子122及電泳液，電泳液密封在微膠囊121內(nèi)，電泳粒子122位于微膠囊121內(nèi)且懸浮在電泳液中，電泳液中添加有穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑為具有聚異戊二烯。優(yōu)選地，穩(wěn)定劑為具有順式結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯，其在電泳液中有更好的溶解性。順式結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯的分子式為：

通過(guò)在電泳顯示微單元的兩端施加電壓，使電泳粒子122在電壓作用下在電泳液中移動(dòng)，從而使電泳顯示微單元顯示內(nèi)容。本發(fā)明實(shí)施例用聚異戊二烯來(lái)做穩(wěn)定劑，即具有較好的穩(wěn)定性能，而且價(jià)格便宜，使電泳顯示器的成本較低。另一方面，由于聚異戊二烯具有雙鍵，可以進(jìn)一步與其它化合物結(jié)合，改善電泳顯示微單元的性能。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，電泳液的溶劑為烷烴溶劑，聚異戊二烯在烷烴溶劑中具有較好的溶解性。穩(wěn)定劑在電泳液中的濃度優(yōu)選地為0.2％-1.5％，在此范圍內(nèi)，電泳液可以保持適當(dāng)?shù)恼承裕渲性?.9％-1.5％之間，電泳顯示微單元的雙穩(wěn)態(tài)性能趨于穩(wěn)定。進(jìn)一步優(yōu)選地，穩(wěn)定劑在電泳液中的濃度優(yōu)選地為0.2％-1.1％。

請(qǐng)參考圖1，在一些優(yōu)選實(shí)施例中，電泳粒子122包括具有第一顏色的第一電泳粒子和具有第二顏色的第二電泳粒子，第一電泳粒子和第二電泳粒子可以帶異性電荷，例如第一電泳粒子帶正電，第二電泳粒子帶負(fù)電。在另一些實(shí)施例中，第一電泳粒子帶電(例如帶正電)，而第二電泳粒子呈中性。在圖1所示的實(shí)施例中，第一電泳粒子呈白色且?guī)ж?fù)電，第二電泳粒子呈黑色且為中性。在其他實(shí)施例中，第一電泳粒子也可以呈紅色且?guī)д?，第二電泳粒子呈藍(lán)色且?guī)ж?fù)電。當(dāng)然，電泳粒子122還可以具有更多種顏色。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，電泳液呈第三顏色，也即電泳液與第一電泳粒子和第二電泳粒子的顏色不相同，可以通過(guò)在電泳液的溶劑中加入油溶綠、油性大紅等染料，使電泳液呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的顏色。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝浑娪玖Ｗ映拾咨业诙娪玖Ｗ映屎谏珪r(shí)，電泳液可以呈紅色；當(dāng)?shù)谝浑娪玖Ｗ映始t色且第二電泳粒子呈藍(lán)色時(shí)，電泳液可以呈綠色，此時(shí)通過(guò)對(duì)電壓及波形(脈沖時(shí)間、脈沖次數(shù)等)的設(shè)計(jì)，可以在電泳顯示器上同時(shí)呈現(xiàn)出三種顏色。在另一些實(shí)施例中,電泳液可以為無(wú)色透明的。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電子墨水，其包括上述任一實(shí)施例的電泳顯示微單元，多個(gè)電泳顯示微單元懸浮在液體中。電子墨水的配制方法將在下面進(jìn)行介紹。

請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電泳顯示膜片，其包括透明導(dǎo)電電極13和涂布于透明導(dǎo)電電極13上的電泳顯示層12，電泳顯示層12包括有多個(gè)上述實(shí)施例所述的電泳顯示微單元。電泳顯示層12位于透明導(dǎo)電電極13的內(nèi)側(cè)。透明導(dǎo)電電極13可以是通過(guò)在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)等基板上沉積ITO薄膜或者制作石墨烯層來(lái)形成。其中，石墨烯層具有良好的導(dǎo)電性能和柔韌性，因此在制作柔性電泳顯示器時(shí)具有很好的優(yōu)勢(shì)。

由于石墨烯層與電泳顯示層的結(jié)合強(qiáng)度不高，因此多次折彎電泳顯示膜片時(shí)，可能會(huì)使石墨烯層與電泳顯示層剝離。為此，在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)透明導(dǎo)電電極13具有石墨烯層時(shí)，透明導(dǎo)電電極13與電泳顯示層12之間夾持有由導(dǎo)電高分子聚合物制成的緩沖層，或者透明導(dǎo)電電極13中添加有導(dǎo)電高分子聚合物，導(dǎo)電高分子聚合物是聚氨酯化合物、丙烯酸化合物、環(huán)氧化合物的聚合物或共聚物，也即可以是聚氨酯化合物、丙烯酸化合物、環(huán)氧化合物其中之一的聚合物，也可以是其中兩者或三者的共聚物。這些材料與石墨烯層及電泳顯示層均具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，因此可以提高電泳顯示膜片的抗折彎性能。

請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電泳顯示器，其包括導(dǎo)電底板11、膠水層14和上述實(shí)施例所述的電泳顯示膜片，膠水層14位于導(dǎo)電底板11和電泳顯示膜片之間，導(dǎo)電底板11、膠水層14和電泳顯示膜片層壓連接。導(dǎo)電底板11和透明導(dǎo)電電極13用于在電泳顯示層12上施加電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電泳粒子122在微膠囊121內(nèi)移動(dòng)，以顯示內(nèi)容。導(dǎo)電底板11可以是柔性薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)底板。導(dǎo)電底板11上具有驅(qū)動(dòng)電路，導(dǎo)電底板11和透明導(dǎo)電電極13均通過(guò)電路與控制器連接，通過(guò)控制器控制導(dǎo)電底板11上的電壓信號(hào)，來(lái)控制電泳顯示層12顯示不同的顏色。

電泳顯示微單元的制備方法主要包括以下步驟：

1.合成具有不同電泳遷移速率的電泳粒子

電泳粒子的合成包括顏料的選擇和顏料的改性，不同顏色的顏料選擇有多種，例如：黑色顏料包括炭黑、銅鉻黑；白色顏料有二氧化鈦；紅色顏料有鐵紅、鎘紅。顏料的改性方法(即合成具有不同電泳遷移速率的粒子)有多種，包括噴霧法和熔化分散冷凝法等物理法，以及吸附法、接枝聚合法和乳液聚合法等化學(xué)法。

2.穩(wěn)定劑及溶劑的選擇

溶劑為電泳液的主體，要求沸點(diǎn)大>90℃，具有較高電阻率和良好光學(xué)電化學(xué)穩(wěn)定性等。穩(wěn)定劑可以選擇不同物質(zhì)、不同型號(hào)的穩(wěn)定劑，以達(dá)到改善圖像穩(wěn)定性的效果。

3.電泳顯示微單元的合成

電泳顯示微單元包括微膠囊和微杯，微膠囊技術(shù)多采用明膠-阿拉伯膠體系的復(fù)凝聚法合成，微杯技術(shù)多為光蝕刻或者機(jī)械沖壓制杯工藝。

以下通過(guò)舉例說(shuō)明微膠囊的合成和電泳顯示器的制備過(guò)程：

(一)電泳粒子的合成和測(cè)試

白色顏料選二氧化鈦，白色電泳粒子的合成步驟如下：

在1000毫升反應(yīng)瓶中，加入200克顏料，一定量的偶聯(lián)劑，200g月桂酯，500ml甲苯。在充氮?dú)獗３煮w系惰性環(huán)境，以400rpm的攪拌速度混合20分鐘。在氮?dú)猸h(huán)境和冷凝回流裝置下，將反應(yīng)混合物溫度緩慢升高至70℃，加入引發(fā)劑，反應(yīng)16個(gè)小時(shí)。反應(yīng)產(chǎn)物在4000RPM下離心收集，收集過(guò)程中產(chǎn)物用甲苯清洗。

黑色粒子的合成工藝與白色粒子基本相同，不同之處僅在于：黑色顏料選銅鉻黑。

電泳粒子122收集后，作電性測(cè)試、電位測(cè)試，確保電泳粒子122的有效性。

(二)電泳液的配置

溶劑選擇ISOPAR烷烴溶劑，穩(wěn)定劑選擇具有順式結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯(PIP)。分別將28份重量白色負(fù)電電泳粒子和8份重量黑色中性電泳粒子、聚異戊二烯、一定量的電荷控制劑分散在烷烴溶劑中，配制成固含為36％的電泳顯示液，在一定溫度分散均勻使用。本實(shí)施例所用的聚異戊二烯從Scientific Polymer Products公司購(gòu)買(mǎi)。本發(fā)明實(shí)施例配制了聚異戊二烯濃度分別為0.2％、0.4％、0.6％、0.75％、0.9％、1.1％的6組電泳液樣品，測(cè)得其粘度如圖2所示。為了對(duì)比將聚異戊二烯作為穩(wěn)定劑和先前技術(shù)方案中將聚異丁烯(PIB)作為穩(wěn)定劑的性能差異，本發(fā)明實(shí)施例還以ScientificPolymer Products公司的聚異丁烯作為穩(wěn)定劑，在同等條件下配制了濃度分別為0.2％、0.4％、0.6％、0.75％、0.9％、1.1％的6組對(duì)比樣品。

(三)合成電泳顯示微單元

稱取一定量的去離子水加入到10L玻璃夾層反應(yīng)釜，再稱取一定量的明膠加入到去離子水中攪拌溶解，溶解溫度為42℃。同時(shí)稱取一定量的阿拉伯膠和去離子水，在另一個(gè)4L玻璃反應(yīng)釜中攪拌溶解，溶解溫度為40℃。待明膠溶解完全后，加入電泳液，調(diào)整轉(zhuǎn)速，攪拌分散45min，再加入溶解完全的阿拉伯膠溶液，調(diào)整合適轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌分散30min。然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的醋酸水溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5，調(diào)整合適轉(zhuǎn)速再攪拌分散30min。降低反應(yīng)釜溫度至10℃，降溫時(shí)間為3h。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的戊二醛溶液,同時(shí)升高反應(yīng)溫度至25℃，使微膠囊交聯(lián)固化反應(yīng)10h。收集微膠囊，采用附微孔過(guò)濾網(wǎng)的振動(dòng)篩法，選擇合適粒徑的膠囊使用，得到電泳顯示微單元。

(四)電子墨水配制

將微膠囊調(diào)整到合適的PH值5.0左右，然后以5份重量的膠黏劑、45份重量的微膠囊和50份重量的水混合攪拌均勻，再加入分散劑和增稠劑，在45℃攪拌配制成電子墨水。在配制好的電子墨水中，電泳顯示微單元的微膠囊懸浮在水、膠黏劑、分散劑和增稠劑等混合而成的液體中。

(五)電泳顯示膜片制備

將電子墨水涂布在ITO薄膜上烘干，即形成電泳顯示層12，測(cè)試顯示電泳顯示層的厚度為28微米。

(六)電泳顯示器制備

在電泳顯示層上刮涂一層膠水層，激光切割至合適的尺寸，再層壓到TFT背板上密封，即完成電泳顯示器的制備。

將聚異戊二烯(PIP)和聚異丁烯(PIB)作為穩(wěn)定劑在同等條件下實(shí)驗(yàn)，利用測(cè)色儀器Eye-one測(cè)試電泳顯示器件的電性能，表征黑、白電泳粒子的光學(xué)屬性。請(qǐng)參考圖3，黑、白L值表示所有像素驅(qū)動(dòng)成單一光學(xué)狀態(tài)，黑、白△L值表示的是電泳顯示器靜置2min后的光學(xué)測(cè)試結(jié)果與0min的光學(xué)測(cè)試結(jié)果的差值。如圖3(a)、(b)，在相同電場(chǎng)下，隨PIP和PIB濃度的增加，黑、白L值隨著變化；如圖3(c)(d)，體系雙穩(wěn)態(tài)隨PIP和PIB濃度的增加趨于穩(wěn)定。從圖3中的曲線變化也可以看出，PIP和PIB性能非常接近。通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，聚異戊二烯(PIP)作為穩(wěn)定劑，成本較低，而且可有效改善電子顯示器的雙穩(wěn)定性(即圖像保持時(shí)段)，將顯示器的切換時(shí)間保持在合理的限度內(nèi)。另外，聚異戊二烯含有雙鍵，可操作性強(qiáng)，對(duì)進(jìn)一步提升電泳顯示器的穩(wěn)定性保留有較大空間。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍,因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化,仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。