專利名稱：一種電泳顯示涂布液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電泳顯示的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電泳顯示涂布液及其制備方法。
背景技術(shù)：
電泳圖象顯示(EPIDJP electrophoretic image display)是利用膠體分散粒子 在電場作用下發(fā)生泳動的現(xiàn)象，其優(yōu)點(diǎn)是高對比度、大視角、高顯示明亮度、低價格、容易實 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)媒體實驗室 提出了電子墨水(encapsulatedelectrophoretic ink)的概念，即微膠囊化電泳顯示技術(shù) (encapsulatedelectrophoretic 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，延長使用壽命。電子墨水是一種墨水狀的 懸浮物，在外電場作用下可以實現(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。而膠囊在聚氨酯膠黏劑中不能很好的分散，存在著膠囊在較大尺寸范圍內(nèi)的團(tuán)聚 等缺點(diǎn)。這就造成在涂布包括滾涂、絲網(wǎng)印刷、噴涂等涂布方法時很難涂布，涂膜外觀較差， 存在各種外觀缺陷，包括空點(diǎn)、刮痕、凸點(diǎn)、壞點(diǎn)等，從而使得良率較低。另外，用聚氨酯配制 的墨水中由于聚氨酯在干燥過程中的收縮力不夠大，膠囊不易變形，膠囊與膠囊之間空隙 大，膠囊在基材上鋪展不好，不能實現(xiàn)單層排布，從而光電性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電泳顯示涂布液及其制備方法，其可以解 決上述提到的各種技術(shù)缺陷，微膠囊在電泳顯示涂布液中的分散性更好，當(dāng)電泳顯示涂布 液干燥時其中的微膠囊會產(chǎn)生變形，從而有效提高電泳顯示涂布液的光電性能。本發(fā)明提供的一種電泳顯示涂布液，其包含有微膠囊，所述微膠囊內(nèi)包含有懸浮 液和分散于懸浮液中的多個帶電顏料粒子，所述帶電顏料粒子在電場的作用下會在懸浮液 中移動；所述微膠囊分散在膠黏劑中，該膠黏劑中包含有水溶性高分子化合物和水，其中水 溶性高分子化合物的濃度為5% -20% ；當(dāng)所述膠黏劑干燥時，所述微膠囊至少有一個發(fā)生 形變。具體地，所述水溶性高分子化合物選自但不限于羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、 羥丙基甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、阿拉伯膠、明膠、樹膠、大豆蛋白、聚乙烯醇、 聚乙二醇以及由上述兩種或兩種以上的材料組成的復(fù)合材料。
4
進(jìn)一步地，所述電泳顯示涂布液中膠黏劑與微膠囊的重量百分比為10% -70%;更 佳地，所述電泳顯示涂布液中膠黏劑與微膠囊的重量百分比可以優(yōu)選為25-50%。所述水溶 性高分子化合物的濃度優(yōu)選為7% -15%。上述電泳顯示涂布液中分散的微膠囊的粒徑分 布的跨度值為0. 5-0.7。具體地，上述微膠囊中還可以包含有若干中性顏料粒子。本發(fā)明還提供了一種電泳顯示涂布液的制備方法，其包括以下步驟A、將一定量水溶性高分子化合物溶解在水中，制得膠黏劑，其中水溶性高分子化 合物的濃度為5% -20% ；B、將所述膠黏劑加入到微膠囊中，進(jìn)行攪拌混合后制得所述的電泳顯示涂布液。具體地，上述電泳顯示涂布液中膠黏劑與微膠囊的重量百分比為10% -70%。本發(fā)明還提供了一種電泳顯示組件的制備方法，該電泳顯示組件中包含有帶透明 導(dǎo)電層的透明基板，該制備方法包括在所述透明導(dǎo)電層上涂布上述的電泳顯示涂布液，待 電泳顯示涂布液干燥，干燥時其中的至少一個微膠囊發(fā)生形變，干燥后電泳顯示涂布液形 成電泳顯示層。具體地，上述步驟中在透明導(dǎo)電層上涂布所述電泳顯示涂布液的厚度大概為 50-300 μ m ；干燥固化之后的厚度大約為20-120 μ m。所述電泳顯示涂布液中的膠黏劑在干 燥時收縮且展平；干燥之后，其中微膠囊的截面由圓形或橢圓形變?yōu)槎噙呅?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的電泳顯示涂布液中的膠黏劑是一種水溶性高分子 的溶液，其有利于微膠囊在水中的分散，有效減少了微膠囊之間的團(tuán)聚，其在干燥時可以產(chǎn) 生一定的收縮應(yīng)力，從而使得分散在其中的微膠囊變形，本發(fā)明的電泳顯示涂布液由于其 膠黏劑流動性更好，可在涂布時實現(xiàn)單層涂膜，涂膜表面光滑，干燥后的電泳顯示層中微膠 囊的密度更高，從而有效提高了電泳顯示涂布液的光電性能。


圖1是現(xiàn)有的一種電泳顯示涂布液的涂布外觀圖；圖2是本發(fā)明一種電泳顯示涂布液在一種實施方式中的涂布外觀圖；圖3是本發(fā)明一種電泳顯示組件的制備方法在一種實施方式中的制備流程圖；圖4是本發(fā)明一種電泳顯示涂布液的制備方法在一種實施方式中的制備流程圖；圖5是本發(fā)明圖3中步驟S2中剛涂布上電泳顯示涂布液時電泳顯示組件的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖6是本發(fā)明圖3中步驟S2中涂布的電泳顯示涂布液干燥后的電泳顯示組件的 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種可用于電泳顯示涂布液中的膠黏劑材料，這種膠黏劑是由一種 水溶性高分子化合物溶解于水中而制成；之前這種材料主要應(yīng)用于醫(yī)藥、片劑、食品加工等 行業(yè)領(lǐng)域。水溶性高分子化合物又稱為水溶性樹脂或水溶性聚合物。通常所說的水溶性高 分子是一種強(qiáng)親水性的高分子材料，能溶解或溶脹于水中形成水溶液或分散體系。水溶性高分子按來源通常分為三大類1、天然水溶性高分子。以天然動植物為原料提取而得；如淀粉類、纖維素、植物膠、動物膠等；2、化學(xué)改性天然聚合物；主要有改性淀 粉和改性纖維素；如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素等；3、合成聚合 物。有聚合類樹脂和縮合類樹脂兩類，如聚丙烯酰胺(PAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM))、聚乙 烯吡咯烷酮(PVP)等。水溶性高分子材料主要具有以下功能①水溶性，②分散作用，③絮凝作用，④增 粘性，⑤減阻作用，⑥流變性。本發(fā)明的電泳顯示涂布液中包含有微膠囊，微膠囊內(nèi)包裹有懸浮液和分散于懸 浮液中的多個帶電顏料粒子(同極性或不同極性)，當(dāng)然也可以包含若干的中性帶電顏料 粒子；這些微膠囊均勻分散在膠黏劑中，將電泳顯示涂布液涂布在帶有透明導(dǎo)電層(例如 ΙΤ0)的基板上，待電泳顯示涂布液干燥之后會在ITO層上面形成一層很薄的電泳顯示層， 若在電泳顯示層的兩側(cè)加一定的電壓，電泳顯示層中的微膠囊里面的帶電顏料粒子會在懸 浮液中發(fā)生電泳，從而實現(xiàn)電泳顯示。本發(fā)明采用的膠黏劑是由一種透明光澤的粉粒狀水溶性高分子化合物溶解于水 中而制成；這種水溶性高分子化合物包括但不限于羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基 甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、阿拉伯膠、明膠、樹膠、大豆蛋白、酪蛋白、聚乙烯醇、 聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮等它們的混合物和衍生物。制備膠黏劑時，水溶性高分子化合物需要在30-70度的溫度范圍下溶解，上述膠 黏劑中水溶性高分子化合物的濃度為5% -20%;優(yōu)選在7% -15%區(qū)間；最佳為10%左右。 制備好膠黏劑之后，將其與微膠囊按一定的比例進(jìn)行混合，即將微膠囊分散到制備好的膠 黏劑中，配好的電泳顯示涂布液中，膠黏劑與微膠囊的百分比控制在10% -70%之間，優(yōu)選 為25% -50%區(qū)間；最好為40%左右。電泳顯示涂布液中的微膠囊在水溶性高分子溶液(即膠黏劑)中可以均勻分散， 分散后的微膠囊的粒徑分布的跨度值為0. 5-0. 7 ；有效減少了微膠囊的團(tuán)聚等問題。當(dāng)膠 黏劑在室溫下干燥時，其中分散的微膠囊至少有一個會發(fā)生形變。本發(fā)明還提供了一種由上述的電泳顯示涂布液來制成電泳顯示組件的制備方法， 該方法的具體實施步驟參見圖3 ；涂布的電泳顯示液在干燥前后的電泳顯示組件的結(jié)構(gòu)示 意圖參看圖5和圖6。Sl 首先在一層透明的基板33上涂布一層透明導(dǎo)電層22，具體可以選用PET作為 透明基板，在PET上涂布一層ITO (銦錫氧化物)，待ITO干燥；S2 然后，在干燥的ITO導(dǎo)電層22之上涂布一層前文中提到的包含有水溶性高分 子化合物的電泳顯示涂布液11，大概涂50-300 μ m的厚度，在室溫條件下05攝氏度左右) 干燥15分鐘以上，電泳顯示涂布液11中的膠黏劑111在干燥時收縮且展平；干燥之后，其 中微膠囊110的截面由圓形或橢圓形變?yōu)槎噙呅?如圖2所示)；干燥之后的電泳顯示層 11變薄，厚度大約變?yōu)?0-120 μ m。S3:之后在電泳顯示層上再涂布膠水層，該膠水層的體電阻率大概為IO5 IO14Ohm · cm，其材料可以選自但不限于環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類、有機(jī)硅類粘接劑、聚丙烯酸 類及聚丙烯酸酯類的粘接劑、及以上材料中的兩種或兩種以上的復(fù)合材料。S4 最后在膠水層上方貼附上一層保護(hù)層或者鋁箔之類的分離片。上述電泳顯示涂布液中的水溶性高分子化合物在膠黏劑干燥過程中能產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，可以使微膠囊發(fā)生有效的變形，從而使微膠囊變形后能夠緊密堆積，如圖2所 示。干燥后形成的電泳顯示層中微膠囊的密度大大提高了，使得加電場發(fā)生電泳時電極一 側(cè)的電泳粒子密度增加，這樣，測得的黑白反射率也大大增加，隨之對比度也得到了提高。本發(fā)明所用到的水溶性高分子化合物具有一定的表面活性，可以在一定程度上降 低水的表面張力，有助于水對微膠囊囊壁的潤濕，從而有利于微膠囊在水中的分散，有效減 少了微膠囊之間的團(tuán)聚。同時，此類水溶性高分子化合物有一定的流變性能，從而配制的電 泳顯示涂布液流平性較好，涂布外觀能得到較大提高，如圖2所示。用上述水溶性高分子化合物所配制的電泳顯示涂布液涂布出來的涂膜外觀較好， 并且有較好的光電性能。具體表現(xiàn)為微膠囊在電泳顯示涂布液干燥時能發(fā)生形變，形變后 的膠囊緊密堆積，電泳時電極一側(cè)的電泳粒子密度增加，對比度提高。相比于其它采用聚氨 酯類膠黏劑配制的電泳顯示涂布液，本發(fā)明的電泳顯示涂布液的對比度要高3-4。本發(fā)明還提供了上述電泳顯示涂布液的配制方法，該方法制備工藝簡單易行，配 制過程易于控制，對設(shè)備無特殊要求。參見圖4，該電泳顯示涂布液的配制方法包括以下步驟S01、將一定量水溶性高分子的材料溶解于水中，制得膠黏劑，其中水溶性高分子 的濃度為5% -20% ；S02、對上述制得的膠黏劑進(jìn)行過濾處理，以去除膠黏劑中的雜質(zhì)；S03、稱取一定量的微膠囊進(jìn)行離心處理，再加水調(diào)節(jié)其固含量；然后與步驟S02 中過濾后的膠黏劑進(jìn)行混合；其中膠黏劑與微膠囊的百分比控制在10% -70%之間，最好 為 40%。S04、攪拌一段時間后，制得電泳顯示涂布液。上述步驟S04中的攪拌速度具體可以為每分鐘50-300轉(zhuǎn)；最佳為每分鐘250轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，步驟S04攪拌混合后，制得的電泳顯示涂布液應(yīng)在30攝氏度左右(大 約在20至40攝氏度的范圍內(nèi))的環(huán)境溫度中存放一定時間，才可用來涂布。存放的時間 根據(jù)配制的電泳顯示涂布液總量而定，量越多時間就越久，一般存放半個小時至兩小時左 右即可。制得的電泳顯示涂布液應(yīng)當(dāng)儲藏在5-10攝氏度的冰箱或冷藏庫中，一般可以保 藏一周左右的時間；每次需要用時，取出所需要的量，剛?cè)〕龅碾娪撅@示涂布液需要經(jīng)過 30-50攝氏度溫度的水浴溶解，溶解之后才可進(jìn)行涂布用。下面舉例說明上述本發(fā)明的構(gòu)思原理；所舉的實例僅用于闡述本發(fā)明，本發(fā)明的 保護(hù)范圍并不局限于以下所列舉的實例。1、電泳顯示涂布液的配制過程稱取150g離心好的微膠囊，將IOg聚乙二醇(也可以是其他的水溶性高分子化合 物)溶解于80g水中，將溶解好的聚乙二醇溶液過濾后加入微膠囊中，以250rpm的攪拌速 度進(jìn)行攪拌混合，混合1小時后制得電泳顯示涂布液。2、電泳顯示涂布液制得的光電性能檢測通過上述方法步驟制得電泳顯示涂布液之后，可利用涂布儀將電泳顯示涂布液精 確涂布或印刷在帶透明導(dǎo)電層的基板上，經(jīng)過加熱固化，制得多層緊密排列的電泳顯示層。 隨后將上述電泳顯示材料層和導(dǎo)電層熱壓在一起，用分光光度計來測試加電驅(qū)動后電泳顯示膜的黑白反射率、對比度等數(shù)據(jù)。從下面的表1可知，由本發(fā)明的電泳顯示涂布液所制得 的電泳顯示膜片具有高對比度(大于7)和高白色反射率(大于40% )等優(yōu)點(diǎn)。表1電泳顯示膜的黑白反射率、對比度測試結(jié)果
L*白L*黑R白R黑對比度顯示膜70. 6926. 6341. 744. 968. 41注1. L*數(shù)值體現(xiàn)了顯示膜的反射光強(qiáng)，L*值越高就意味著反射率越強(qiáng)；2. R數(shù)值體現(xiàn)了顯示膜的反射率數(shù)值，R = ((L*+16)/116) 3*100% ；3.對比度=R白/R黑。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，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)。
8
權(quán)利要求
1.一種電泳顯示涂布液，其包含有微膠囊，所述微膠囊內(nèi)包含有懸浮液和分散于懸浮 液中的多個帶電顏料粒子，所述帶電顏料粒子在電場的作用下會在懸浮液中移動；其特征 在于，所述微膠囊分散在膠黏劑中，該膠黏劑中包含有水溶性高分子化合物和水，其中水溶 性高分子化合物的濃度為5% -20% ；當(dāng)所述膠黏劑干燥時，所述微膠囊至少有一個發(fā)生形變。
2.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述水溶性高分子化合物選自 但不限于羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、阿 拉伯膠、明膠、樹膠、大豆蛋白、聚乙烯醇、聚乙二醇以及由上述兩種或兩種以上的材料組成 的復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述電泳顯示涂布液中膠黏劑 與微膠囊的重量百分比為10% -70%。
4.如權(quán)利要求3所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述電泳顯示涂布液中膠黏劑 與微膠囊的重量百分比為25% -50%。
5.如權(quán)利要求4所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述膠黏劑中水溶性高分子化 合物的濃度為-15%。
6.如權(quán)利要求4所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述電泳顯示涂布液中分散的 微膠囊的粒徑分布的跨度值為0. 5-0. 7。
7.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示涂布液，其特征在于，所述微膠囊中還包含有若干中 性顏料粒子。
8.—種電泳顯示涂布液的制備方法，其特征在于包括以下步驟A、將水溶性高分子化合物溶解于水中，制得膠黏劑，其中水溶性高分子化合物的濃度 為 5% -20% ；B、將所述膠黏劑加入到微膠囊中，進(jìn)行攪拌混合后制得所述的電泳顯示涂布液。
9.如權(quán)利要求8所述的電泳顯示涂布液的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分子 化合物選自但不限于羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲 基淀粉、阿拉伯膠、明膠、樹膠、大豆蛋白、聚乙烯醇、聚乙二醇以及由上述兩種或兩種以上 的材料組成的復(fù)合材料。
10.如權(quán)利要求8所述的電泳顯示涂布液的制備方法，其特征在于，所述電泳顯示涂布 液中膠黏劑與微膠囊的重量百分比為10% -70%。
11.如權(quán)利要求10所述的電泳顯示涂布液的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分 子化合物的濃度為7% -15%。
12.一種電泳顯示組件的制備方法，該電泳顯示組件中包含有帶透明導(dǎo)電層的透明基 板，其特征在于，所述制備方法包括在所述透明導(dǎo)電層上涂布權(quán)利要求1所述的電泳顯示 涂布液，待電泳顯示涂布液干燥，干燥時其中的至少一個微膠囊發(fā)生形變，干燥后電泳顯示 涂布液形成電泳顯示層。
13.如權(quán)利要求12所述的電泳顯示組件的制備方法，其特征在于，所述電泳顯示涂布 液中的膠黏劑在干燥時收縮且展平；所述電泳顯示涂布液干燥之后，其中至少一個微膠囊 的截面變?yōu)槎噙呅巍?br> 14.如權(quán)利要求13所述的電泳顯示組件的制備方法，其特征在于，所述步驟B中在透明導(dǎo)電層上涂布所述電泳顯示涂布液的厚度為50-300 μ m;干燥固化之后的厚度為 20-120 μm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電泳顯示涂布液，其包含有微膠囊，微膠囊內(nèi)包含有懸浮液和分散于懸浮液中的多個帶電顏料粒子，微膠囊分散在膠黏劑中，該膠黏劑由水溶性高分子化合物溶解在水中制得，其中水溶性高分子化合物的濃度為5％-20％。膠黏劑與微膠囊的重量百分比為10％-70％。當(dāng)膠黏劑干燥時，其中的微膠囊至少有一個發(fā)生形變。本發(fā)明還提供了上述的這種電泳顯示涂布液的制備方法以及一種利用上述電泳顯示涂布液制備電泳顯示組件的方法。本發(fā)明所采用的膠黏劑有效減少了微膠囊之間的團(tuán)聚，其在干燥時可以產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，使得微膠囊的分散性更好，從而有效提高了電泳顯示涂布液的光電性能。
文檔編號C09D103/08GK102093785SQ201010596740
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者張磊, 楊偉強(qiáng), 魏松麗 申請人:廣州奧熠電子科技有限公司