專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備彩色微膠囊膜材及含有該膜材的顯示器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電泳顯示領(lǐng)域，具體涉及一種制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的方法，以及制備含有該膜材的彩色微膠囊電泳顯示器件的方法。
背景技術(shù)：
電泳顯示技術(shù)(Ero)由于結(jié)合了普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點(diǎn)而成為極具發(fā)展?jié)摿Φ碾娮语@示技術(shù)之一。電泳顯示通常是雙色顯示，即只能呈現(xiàn)兩種不同的顏色，如黑-白、紅-藍(lán)等。因此，發(fā)展彩色電泳顯 示技術(shù)不僅能滿足人們對(duì)彩色化的需求，而且具有極大的經(jīng)濟(jì)效益，是未來(lái)電泳顯示一個(gè)必然的發(fā)展方向。目前，實(shí)現(xiàn)電泳顯示彩色化，主要有以下方法加鋪彩色濾光膜、控制電泳速度、增加子像素。彩色濾光膜法是在雙色電泳顯示器的上層透明電極板表面在加鋪一層彩色濾光膜來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色顯示，濾光膜之間用黑色間隔防止串色。雖然由其制成的彩色電泳顯示器件具有較高的分辨率，但是這種方法使彩色濾光膜損失了約70%的反射光，成像的色飽和度受到很大影響，在光線弱的環(huán)境下，顯示屏幕很暗。控制電泳速度法是在透明電泳液中懸浮3種不同顏色、不同Zeta電位的帶同種電荷的顏料粒子，通過(guò)施加電壓使粒子具有不同的電泳速度，從而實(shí)現(xiàn)彩色顯示?？刂齐娪舅俣确ㄖ苽洳噬@示器的方法比較簡(jiǎn)便，但精確控制3種顏料粒子的Zeta電位比較困難，圖像難于獲得高對(duì)比度和光亮度。子像素法是利用微膠囊技術(shù)對(duì)分別含有3種不同顏色顏料粒子(如紅、綠和藍(lán))的電泳液進(jìn)行封裝，形成顯示不同顏色的微膠囊。然后，以輻射同化材料為粘合劑，將一種顏色的微膠囊(如紅色微膠囊)涂布在有電極板的基扳上，通過(guò)光掩膜對(duì)其進(jìn)行選擇性紫外光曝光同化，然后用可溶解輻射同化材料的溶劑將固化的輻射同化材料微膠囊清除，將紅色微膠囊涂布在電極板特定的位置。重復(fù)以上步驟就可以使綠色和藍(lán)色微膠囊規(guī)則地排列在電極板上，通過(guò)調(diào)節(jié)電極板之間的電壓，從而實(shí)現(xiàn)彩色顯示。雖然可以獲得較好的顯示效果，但微膠囊涂布工藝比較復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)反復(fù)曝光、溶劑浸泡，對(duì)微膠囊有很大損傷，且良率低。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US 20030021005公開(kāi)了帶有彩膜的電泳顯示器，這種技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)彩色化，但是降低了顯示器的光反射率，影響了顯示效果?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)在微膠囊上鋪覆彩膜的技術(shù)手段，雖然能實(shí)現(xiàn)彩色化，但經(jīng)過(guò)彩膜和微膠囊時(shí)，光進(jìn)入、反射出，需兩次透過(guò)、兩次穿出，即要通過(guò)四層膜，因此光損失較大，光反射率降低至35%，甚至降低到20%。當(dāng)光線弱時(shí)，明暗對(duì)比度顯著下降。美國(guó)授權(quán)專(zhuān)利US 6583780公開(kāi)了彩色微膠囊電泳顯示器的實(shí)施方案，這種技術(shù)主要采用光刻蝕的手段，需反復(fù)多次進(jìn)行刻蝕操作，工藝復(fù)雜，不易控制，可操作性不高，同時(shí)，刻蝕對(duì)微膠囊的損傷較大，難以保證微膠囊的質(zhì)量和顯示器的顯示效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提高彩色微膠囊電泳顯示的光反射率。本發(fā)明提供一種制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的方法，通過(guò)分別制備不同單色微膠囊膜材，然后用粘合劑將各單色微膠囊膜材依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層單元，縱向裁切，得到彩色微膠囊電泳顯示膜材。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的方法包括如下步驟I)分別制備含有白色帶電粒子的紅色、綠色、藍(lán)色和黑色的單色電泳分散液；2)將得到的各單色電泳分散液分別包裹成單色微膠囊顯示粒子；例如，可以采用復(fù)凝聚法或原位聚合法實(shí)現(xiàn)上述包裹；3)將膠粘劑分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別制備各單色微膠囊電泳顯示膜材；4)采用粘合劑將不同單色微膠囊電泳顯示膜材按顏色依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層單元，縱向裁切，形成彩色微膠囊電泳顯示膜材。步驟2)中復(fù)凝聚法是指以?xún)煞N帶相反電荷的壁材物質(zhì)做包埋物，芯材分散于其中后，通過(guò)改變體系的pH值、溫度或水溶液濃度，使兩壁材相互作用形成一種復(fù)合物，導(dǎo)致溶解度下降而凝聚析出形成微膠囊。步驟2)中原位聚合法是指在堿性條件下尿素和甲醛分子間脫水形成溶于水的預(yù)聚體，然后將電泳液在預(yù)聚體中乳化分散，調(diào)節(jié)溶液PH至酸性，預(yù)聚體分子間進(jìn)一步脫去小分子(水等)，形成交聯(lián)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的非水溶性縮聚物，并包裹囊心形成微膠囊。步驟3)中制得的各單色微膠囊電泳顯示膜材中，微膠囊排列規(guī)則，膜材的厚度越薄越好，優(yōu)選的厚度為1-3個(gè)微膠囊粒徑，更優(yōu)選的厚度為I個(gè)微膠囊粒徑。步驟4)中，對(duì)不同單色微膠囊電泳顯示膜材按顏色依次疊加粘合、縱向裁切后，斷面按規(guī)律順次呈現(xiàn)不同顏色，能實(shí)現(xiàn)微膠囊電泳顯示的彩色化。另外，縱向裁切可以使斷面規(guī)整，達(dá)到對(duì)位精準(zhǔn)的技術(shù)效果。所述膠粘劑可以選自水溶性醇酸樹(shù)脂、水溶性環(huán)氧酯樹(shù)脂和丙烯酸烷基酯共聚分散乳液中的一種。所述粘合劑可以選擇水性粘合劑或溶劑型粘合劑，包括但不限于，丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)(如丙烯酸甲酯)、水性聚氨酯類(lèi)、醋酸乙烯樹(shù)脂類(lèi)或環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合劑。所述縱向裁切的尺寸為1-10個(gè)微膠囊粒徑；優(yōu)選地，所述縱向裁切的尺寸為1-5個(gè)微膠囊粒徑；更優(yōu)選地，所述縱向裁切的尺寸為1-3個(gè)微膠囊粒徑。所述微膠囊的粒徑為10-100 μ m ;優(yōu)選地，所述微膠囊的粒徑為20_50 μ m ;更優(yōu)選地，所述微膠囊的粒徑為20-30 μ m。本發(fā)明還提供一種制備彩色微膠囊電泳顯示器件的方法，該方法包括如下步驟I)分別制備含有白色帶電粒子的紅色、綠色、藍(lán)色和黑色的單色電泳分散液；2)將得到的各單色電泳分散液分別包裹成單色微膠囊顯示粒子； 3)將膠粘劑分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別制備各單色微膠囊電泳顯示膜材；4)采用粘合劑將不同單色微膠囊電泳顯示膜材按顏色依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層單元，例如，按藍(lán)、綠、紅、黑的顏色順序疊加粘合作為一個(gè)膜層單元，然后縱向裁切，制成彩色微膠囊電泳顯示膜材；5)按照需要的尺寸規(guī)格幅面切割步驟4)制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材；6)將切割后的彩色微膠囊電泳顯示膜材貼合在驅(qū)動(dòng)背板上制成彩色微膠囊電泳顯示器件。 其中，所述膠粘劑選自水溶性醇酸樹(shù)脂、水溶性環(huán)氧酯樹(shù)脂和丙烯酸烷基酯共聚分散乳液中的一種。所述粘合劑可以選自水性粘合劑或溶劑型粘合劑，包括但不限于，丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)(如丙烯酸甲酯)、水性聚氨酯類(lèi)、醋酸乙烯樹(shù)脂類(lèi)或環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合劑。所述縱向裁切的尺寸為1-10個(gè)微膠囊粒徑；優(yōu)選地，所述縱向裁切的尺寸為1-5個(gè)微膠囊粒徑；更優(yōu)選地，所述縱向裁切的尺寸為1-3個(gè)微膠囊粒徑。所述微膠囊的粒徑為10-100 μ m ;優(yōu)選地，所述微膠囊的粒徑為20_50 μ m ;更優(yōu)選地，所述微膠囊的粒徑為20-30 μ m。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明首先分別制備不同單色微膠囊電泳顯示膜材，然后將各單色膜材按照彩色顯示的規(guī)格要求疊加粘合，通過(guò)縱向裁切的技術(shù)手段，達(dá)到了簡(jiǎn)單制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的技術(shù)效果。本發(fā)明微膠囊粒子是白色的，電泳分散液是彩色的，因此光進(jìn)入和反射出膜材時(shí)，只需透過(guò)兩次，減少光損失，使膜材的顏色亮，明暗對(duì)比度高。因此，與光源相比，本發(fā)明的方法得到的彩色微膠囊膜材不會(huì)降低光反射率，或者降低的程度非常小，使顯示效果得到改善；與鋪覆彩膜的微膠囊相比，本發(fā)明的方法得到的彩色微膠囊膜材的光反射率會(huì)較之有很大提高；與光刻蝕的方法相比，本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單、可控，易操作，避免了光刻蝕過(guò)程中反復(fù)刻蝕操作對(duì)微膠囊的損傷。由該方法制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材具有光反射率高、色彩對(duì)比度寬、顏色對(duì)位精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。從而改善了現(xiàn)有彩膜微膠囊電泳顯示器件的光反射率低、色彩對(duì)比度窄的問(wèn)題，同時(shí)，在制備工藝方面具有工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I為單色微膠囊電泳顯示膜材示意圖；圖2為單色微膠囊電泳顯示膜材貼合示意圖；圖3為對(duì)貼合的多層單色微膠囊電泳顯示膜材縱向裁切后形成的彩色微膠囊膜材示意圖；即將貼合的單色微膠囊電泳顯示膜材縱向裁切后旋轉(zhuǎn)90°的示意圖；圖4為含有彩色微膠囊電泳顯示膜材的彩色微膠囊電泳顯示器件示意圖；圖中1表示藍(lán)色微膠囊顯示粒子；2表示白色帶點(diǎn)粒子；3表示紅色微膠囊顯示粒子；4表示綠色微膠囊顯示粒子；5表示黑色微膠囊顯示粒子；6表示粘合劑；M表示單色微膠囊電泳顯示膜材的橫向尺寸；N表示單色微膠囊電泳顯示膜材的縱向膜層單元數(shù)…和N均為大于I的整數(shù)。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I含有彩色微膠囊電泳顯示膜材的顯示器件的制備方法I)制備聚苯乙烯包覆二氧化鈦微球取2. Og經(jīng)甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧苯硅烷(MPS)改性的二氧化鈦、50g無(wú)水乙醇、6g苯乙烯單體和O. 2g過(guò)氧化苯甲酰(BPO)引發(fā)劑，在N2氣氛中，于78°C磁力攪拌反應(yīng)18h，將產(chǎn)物離心干燥后放入甲苯中回流，離心，反復(fù)多次，直至離心提取液在FIR中看不到聚苯己烯的特征吸收。2)電子墨水微膠囊的制備將O. 8g聚苯二烯包覆二氧化鈦微球和O. 08g溶劑綠3分散于20mL四氯二烯和5mL二甲苯的混合溶劑中，于50°C下超聲分散60min,得到電泳懸浮液。將30g電泳懸浮液分散于IOOg水解苯乙烯-馬米酸酐共聚物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% )溶液中，保持體系溫度55°C，攪 拌速度為900r/min的狀態(tài)下，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的等量明膠水溶液，通過(guò)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%醋酸調(diào)節(jié)pH值到4. 3，使之發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，將體系溫度降至10°C，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的戊二醛水溶液使明膠交聯(lián)，繼續(xù)攪拌IOh得到含有白色帶電粒子的綠色微膠囊顯示粒子。微膠囊的粒徑為25±1μπι。分別采用油溶紅101、油溶藍(lán)501和油溶黑601按上述同法制備含有白色帶電粒子(二氧化鈦粒子)的紅色、藍(lán)色和黑色的微膠囊顯示粒子。3)將膠粘劑水溶性醇酸樹(shù)脂分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別得到各單色微膠囊電泳顯示膜材，如圖I所示；該膜材厚度為I個(gè)微膠囊粒徑。4)采用粘合劑丙烯酸甲酯將不同單色微膠囊電泳顯示膜材按藍(lán)、綠、紅、黑的顏色順序依次疊加粘合在一起，作為一個(gè)膜層單元，共形成N個(gè)膜層單元(如圖2所示)，然后縱向裁切，縱向裁切的尺寸為3個(gè)微膠囊粒徑，裁切后，得到彩色微膠囊電泳顯示膜材(如圖3所示)。5)按照需要的尺寸規(guī)格幅面切割步驟4)制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材。6)切割后的將彩色微膠囊電泳顯示膜材粘附到含有電路裝置的驅(qū)動(dòng)背板上，貼上保護(hù)膜，得到彩色微膠囊電泳顯示器(如圖4所示)。實(shí)施例2I)采用聚乙烯醇對(duì)二氧化鈦進(jìn)行表面修飾將IOOmg 二氧化鈦分散在溶有35mg聚乙烯醇的IOOml水中，攪拌30min,然后向上述體系中加入500ml乙醇，過(guò)濾后的溶液緩慢滴加到IOOOml四氯乙烯中，使得不溶解于四氯乙烯的聚乙烯醇慢慢包裹在二氧化鈦表面形成修飾層，產(chǎn)物以沉淀形式析出。將O. Sg聚乙烯醇包覆的二氧化鈦微球和O. 08g溶劑紅149分散于20mL四氯乙烯和5mL 二甲苯的混合溶劑中，于50°C下超聲分散60min，得到電泳懸浮液。2)電子墨水微膠囊的制備取O. 5g尿素溶解在L 4ml 37%甲醛水溶液中，加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH = 8. 5，80°C下反應(yīng)Ih制得預(yù)聚體。另取25ml水，加入0P-10乳化劑48mg，十二烷基苯磺酸鈉IOmg^拌使其溶解，加入步驟I)制得的電泳懸浮液3ml，在室溫下劇烈攪拌45min，制備成乳液后加入預(yù)聚體，用3 %鹽酸水溶液調(diào)節(jié)pH值為3. 5，再70 ± 5°C下反應(yīng)3h。制得直徑25 ± 15 μ m
紅色微膠囊。
分別采用溶劑綠7、油溶藍(lán)122和油溶黑601按上述同法制備含有白色帶電粒子(二氧化鈦粒子)的綠色、藍(lán)色和黑色的微膠囊顯示粒子。3)將膠粘劑水溶性環(huán)氧酯樹(shù)脂分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別得到各單色微膠囊電泳顯示膜材；該膜材厚度為2個(gè)微膠囊粒徑。4)采用粘合劑水性聚氨酯將不同單色微膠囊電泳顯示膜材按藍(lán)、綠、紅、黑的顏色順序依次疊加粘合在一起作為一個(gè)膜層單元，形成多個(gè)膜層單元，然后縱向裁切，縱向裁切的尺寸為5個(gè)微膠囊粒徑，裁切后，得到彩色微膠囊電泳顯示膜材。 5)按照需要的尺寸規(guī)格幅面切割步驟4)制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材。6)切割后的將彩色微膠囊電泳顯示膜材粘附到含有電路裝置的驅(qū)動(dòng)背板上，貼上保護(hù)膜，得到彩色微膠囊電泳顯示器。實(shí)施例3I)采用硬脂酸對(duì)二氧化鈦進(jìn)行表面修飾將50g 二氧化鈦分散在200ml重量百分濃度為3 %的硬脂酸的甲苯溶液中，在20min內(nèi)邊攪拌邊加熱至100°C，恒溫lh，趁熱過(guò)濾，并用正己烷反復(fù)洗滌，然后在50°C的干燥箱中干燥得到修飾后的二氧化鈦微球。2)電子墨水微膠囊的制備將I. Og經(jīng)表面修飾后的二氧化鈦微球和O. Ig油溶黑601分散于25mL四氯二烯和5mL 二甲苯的混合溶劑中，于50°C下超聲分散70min，得到電泳懸浮液。將30g電泳懸浮液分散于IOOg水解苯乙烯-馬米酸酐共聚物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% )溶液中，保持體系溫度60°C，攪拌速度為900r/min的狀態(tài)下，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的等量明膠水溶液，通過(guò)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%醋酸調(diào)節(jié)pH值到4. 5，使之發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，將體系溫度降至10°C，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的戊二醛水溶液使明膠交聯(lián)，繼續(xù)攪拌12h得到含有白色帶電粒子的黑色微膠囊顯示粒子。微膠囊的粒徑為30± 10 μ m。分別采用油溶紅G、油溶藍(lán)59和油溶綠402按上述同法制備含有白色帶電粒子(二氧化鈦粒子)的紅色、藍(lán)色和綠色的微膠囊顯示粒子。3)將膠粘劑丙烯酸烷基酯共聚分散乳液分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別得到各單色微膠囊電泳顯示膜材；該膜材厚度為3個(gè)微膠囊粒徑。4)采用粘合劑醋酸乙烯樹(shù)脂將不同單色微膠囊電泳顯示膜材按藍(lán)、綠、紅、黑的顏色順序依次疊加粘合在一起作為一個(gè)膜層單元，形成多個(gè)膜層單元，然后縱向裁切，縱向裁切的尺寸為3個(gè)微膠囊粒徑，裁切后，得到彩色微膠囊電泳顯示膜材。5)按照需要的尺寸規(guī)格幅面切割步驟4)制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材。6)切割后的將彩色微膠囊電泳顯示膜材粘附到含有電路裝置的驅(qū)動(dòng)背板上，貼上保護(hù)膜，得到彩色微膠囊電泳顯示器。
權(quán)利要求
1.一種制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的方法，其特征在于，分別制備不同単色微膠囊膜材，然后用粘合劑將各単色微膠囊膜材依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層単元，縱向裁切，得到彩色微膠囊電泳顯示膜材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，包括如下步驟 1)分別制備含有白色帶電粒子的紅色、緑色、藍(lán)色和黒色的單色電泳分散液； 2)將得到的各單色電泳分散液分別包裹成單色微膠囊顯示粒子； 3)將膠粘劑分別與各單色微膠囊顯示粒子混合，分別制備各単色微膠囊電泳顯示膜材； 4)采用粘合劑將不同単色微膠囊電泳顯示膜材按顏色依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層單元，縱向裁切，形成彩色微膠囊電泳顯示膜材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述膠粘劑選自水溶性醇酸樹(shù)脂、水溶性環(huán)氧酯樹(shù)脂和丙烯酸烷基酯共聚分散乳液中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述粘合劑選自丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)、水性聚氨酯類(lèi)、醋酸こ烯樹(shù)脂類(lèi)或環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合剤。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述縱向裁切的尺寸為1-10個(gè)微膠囊粒徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述縱向裁切的尺寸為1-5個(gè)微膠囊粒徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述縱向裁切的尺寸為1-3個(gè)微膠囊粒徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述微膠囊的粒徑為10-100μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述微膠囊的粒徑為20-50μ m;優(yōu)選地，所述微膠囊的粒徑為20-30 μ m。
10.一種制備彩色微膠囊電泳顯示器件的方法，其特征在于，包括如下步驟按照需要的尺寸規(guī)格幅面切割根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述方法制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材；將切割后的彩色微膠囊電泳顯示膜材貼合在驅(qū)動(dòng)背板上制成彩色微膠囊電泳顯示器件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備彩色微膠囊電泳顯示膜材的方法，該方法通過(guò)分別制備不同單色微膠囊膜材，然后用粘合劑將各單色微膠囊膜材依次疊加粘合在一起，形成多個(gè)膜層單元，縱向裁切，制備彩色微膠囊電泳顯示膜材。由該方法制得的彩色微膠囊電泳顯示膜材的光反射率高、色彩對(duì)比度寬、顏色對(duì)位精準(zhǔn)。本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了制備含有該彩色微膠囊電泳顯示膜材的彩色微膠囊電泳顯示器件的方法。
文檔編號(hào)G02F1/167GK102629064SQ20111037208
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉則 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司