CN103217847A - 含有金属组分的电泳显示粒子及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含有金属组分的电泳显示粒子及其制备方法和用途。具体地,本发明涉及一种含有金属组分的电泳显示粒子,其包括粒子核和任选的包裹于该粒子核表面的修饰层。本发明还涉及制备本发明电泳显示粒子的方法、包含本发明电泳显示粒子的电泳显示液、以及本发明电泳显示粒子在制备电泳显示器中的用途。本发明电泳显示粒子能够赋予电光显示器以一种或多种额外的特征,例如高的对光反射率、浓烈的彩色、金属光泽、荧光发射特性。
Description
技术领域
本发明属于电子纸显示技术领域,涉及一种含有金属组分的电泳显示粒子及其制备方法和用途。
背景技术
在显示屏的研究和开发领域,目前的发展趋势是朝着超大和超薄的方向发展。塑基柔性显示屏因其重量轻,可弯曲和可成卷批量生产,一直是人们致力开发的热点。其中,塑基电泳显示是迄今为止最为成熟的柔性显示技术之一。
相对于塑基液晶或有机发光二极管技术,电泳显示层对外界环境较为不敏感,显示层材料可以在普通环境中长期保存而保持稳定性能。而且,电泳显示因为它所具有的高对比度(即使在强烈阳光下)、图象双稳性、以及轻便、高柔性的优点,这种技术逐渐得到人们重视,如PCT专利WO98/03896公开了电场驱动的微包容电泳显示系统;Nakamura等报告了用刮刀式方法连续涂布微包容电泳显示材料于铟锡氧化物(ITO)塑料薄膜上的技术;PCT专利WO01/67170A1公布了一种微包容电泳显示屏的成卷生产方法,其显示层可以成卷单独保存;陈宇先生在2003年《自然》杂志报道了一种超薄高分辨柔性电泳显示屏,在弯曲状态下,显示屏仍保持高对比度,工作性能不受影响。
电泳显示早在七十年代由日本Ota发明,其核心是利用带电显色粒子受电场作用在液体中移动而形成对比图象。带电显色粒子可分为无机颜料粒子和有机颜料粒子,包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铬、氧化铁、二氧化锌、氧化铜、氧化铅、碳黑、硅酸盐、钛黄、铬黄、铅铬绿、锰紫、铁蓝、钴蓝、锌白、镉黄、镉红、硫酸钡、钼橙、群青、天青蓝、翡翠绿、翠绿、有机黄色颜料(Aiarylide yellow,Arylide yellow,Hansa yellowBenzidine yellow)、有机橙色颜料(Perinone Orange,Diarylide Orange)、有机蓝色颜料(Ultramarine blue,Indanthrone blue)、有机红色颜料(Anthraquinoid red,Perylene red)等。
CN101082752A公开了一种电泳显示粒子及其合成方法,该电泳显示粒子在非极性和/或低极性有机溶剂中由一步反应完成,除溶剂外,反应物还包括无机化合物颜料,偶合剂,反应引发剂,单体。由于低极性有机溶剂可直接成为电泳显示液的组成部分,不用分离,极大地提高了产量产率。据信该发明的粒子合成方法,不仅简单高效,而且电泳粒子的稳定性有了极大地提高,适用于多种无机氧化物,无机盐、复合无机盐颜料。然而该发明方法提供的仅是黑/白粒子,尚不能赋予电光显示器以丰富的颜色。
CN1678954A涉及电光显示器,还涉及用于控制电泳显示器的颜色的新颖方法。该发明中特别公开了一种电光显示元件,该元件包括电光显示介质;用于改变电光显示元件的光学性质的光偏置元件;以及用于寻址电光显示介质的地址电极,该显示元件的特征在于,在电光显示元件的不同部分,光偏置元件的颜色不同,从而该光偏置元件形成了滤色器。具体参见CN1678954A中的图1,图中以三个微胶囊示意了电光显示元件的不同部分,在这三个胶囊代表的部分光偏置元件的颜色不同(三个胶囊的胶囊壁104、104’、104”三者以不同方向的线条填充,表示不同的颜色),从而该光偏置元件形成了滤色器。可见,该发明方法由黑/白粒子通过光偏置元而使得颜色多样化。
尽管如此,人们仍然期待有新的方法来赋予电光显示器以一种或多种额外的特征,例如超高的对光反射率、浓烈的彩色、金属光泽、荧光发射特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的方法来赋予电光显示器以一种或多种额外的特征,例如高的对光反射率、浓烈的彩色、金属光泽、荧光发射特性。本发明发现以某些单质金属材料等作为组分制备电泳粒子,可以达成一种或多种上述目的。
在本发明的一个方面,提供了一种含有金属组分的电泳显示粒子,其包括粒子核和任选的包裹于该粒子核表面的修饰层。
在本发明的另一个方面,提供了制备本发明第一方面所述电泳显示粒子的方法,其包括以下步骤:
(1)以干法或者湿法方式制备选自下列的粒子核:金属粒子、金属-无机氧化物复合物粒子、金属-高分子材料复合物粒子、金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子、或其组合;
任选的,(2)对步骤(1)所得粒子核进行选自下列的表面修饰处理:引入亲水性基团、引入疏水性基团、引入反应性基团、引入聚合物包裹层、引入电荷控制剂、引入密度调节剂、或其组合。
在本发明的再一个方面,提供了一种电泳显示液,其包含:1~40wt%(例如1-30wt%、5-30wt%、5-20wt%)的本发明第一方面所述电泳显示粒子、和加至100wt%量的溶剂。
在本发明的再一个方面,提供了本发明第一方面所述电泳显示粒子在制备电泳显示器中的用途。
附图说明
图1显示了不同粒度的银粒子的吸收光谱图,图中显示1至5吸收曲线分别为粒度渐渐增加的银粒子,它们在420nm左右的吸收峰波长渐渐增加。
图2显示了用双硫醇金修饰的金纳米粒子溶液在日光和紫外灯激发下的照片,从照片中可以看出,样品在日光下几乎呈透明(左侧图),玻璃瓶(包括其中填充溶液的部分和未填充溶液的部分)与照片背景几乎分辨不清;但在紫外光激发下却呈现出明亮的蓝紫色荧光(右侧图),其中玻璃瓶外周显示黑色背景,而玻璃瓶上部未填充溶液的部分与照片背景类似亦呈现黑色,但是玻璃瓶下部填充溶液的部分呈现出明亮的蓝紫色荧光(发亮)。
图3显示了图2所示金纳米粒子溶液的荧光显微镜照片,其证明了这些荧光是金纳米粒子发出的而不是杂质发出的。其理由是:由杂质溶剂引入的,观察到的荧光应该是一片;而这里观察到的荧光是一颗一颗的荧光点(照片中的白色耀斑),所以荧光确实是由颗粒发出的。
图4显示了本发明粒子核的几种不同的实施方案。其中图4a显示一种金属核-无机氧化物包膜型复合物,图4b显示一种无机氧化物和/或高分子-金属粒子表面嵌套复合物,图4c显示一种无机氧化物和/或高分子核-金属包膜型复合物。图4d显示一种无机氧化物和/或高分子-金属粒子掺杂复合物(金属粒子可以只存在于芯的基体内部或者同时存在于内部和外表面),图4e显示一种无机氧化物和/或高分子核-金属-无机氧化物和/或高分子包膜三重复合型复合物。
图5显示了高分子囊壁形成一个封闭的囊包,即小胶囊,在该小胶囊内填充着包括电泳显示粒子和溶剂构成的悬浮液,经电性修饰的电泳显示粒子在外加电场作用下可在悬浮液中泳动。由此,可以带动整个小胶囊运动,即把此小胶囊作为电泳显示粒子在另外一悬浮液中使用。当然,在一个实施方案中,该小胶囊也可以直接作为电泳显示的微单元使用。
具体实施方式
本发明第一方面提供了一种含有金属组分的电泳显示粒子,其包括粒子核和任选的包裹于该粒子核表面的修饰层。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述粒子核选自金属粒子、金属-无机氧化物复合物粒子、金属-高分子材料复合物粒子、金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子、或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属是包括但不限于下列的单质金属:金、银、铝、铜、铂或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述无机氧化物包括但不限于二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁及其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属粒子是包括但不限于下列单质金属的粒子:金、银、铝、铜、铂或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属-无机氧化物复合物粒子选自:由无机氧化物包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在无机氧化物核芯表面而形成的复合物粒子、由金属薄膜包裹在无机氧化物核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在无机氧化物核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属-高分子材料复合物粒子选自:由高分子材料包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在高分子核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在高分子核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子选自:由无机氧化物和高分子材料二者包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属粒子为球状、棒状、和/或不规则颗粒物等形状。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述金属粒子经微米化或纳米化处理。在一个实施方案中,所述金属粒子的粒度小于10微米、小于1微米、小于100nm、小于10nm,例如0.01nm~10微米、0.1nm~1微米、1nm~100nm、1nm~10nm。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述粒子核的粒度小于100微米、小于10微米、小于1微米、小于100nm,例如0.1nm~100微米、0.1nm~10微米、1nm~1000nm、1nm~100nm。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中所述粒子核的表面可以包裹或未包裹修饰层。在一个实施方案中,该修饰层选自:亲水性基团、疏水性基团、反应性基团、聚合物包裹层、电荷控制剂、密度调节剂、分散剂。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,该电泳显示粒子的粒度小于100微米、小于10微米、小于1微米、小于100nm,例如0.1nm~100微米、0.1nm~10微米、1nm~1000nm、1nm~100nm。
根据本发明第一方面的电泳显示粒子,其中构成所述粒子核的高分子或高分子材料是本领域技术人员已知的,包括但不限于由甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、乙基甲基丙烯酸酯、丁基甲基丙烯酸酯、叔丁基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯、苯乙烯、4-乙烯吡啶、N-乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸等单体形成的均聚物或者共聚物。
本发明第二方面提供了制备本发明第一方面所述电泳显示粒子的方法,其包括以下步骤:
(1)以干法或者湿法方式制备选自下列的粒子核:金属粒子、金属-无机氧化物复合物粒子、金属-高分子材料复合物粒子、金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子、或其组合;和
任选的,(2)对步骤(1)所得粒子核进行选自下列的表面修饰处理:引入亲水性基团、引入疏水性基团、引入反应性基团、引入聚合物包裹层、引入电荷控制剂、引入密度调节剂、或其组合。
本发明第三方面提供了一种电泳显示液,其包含:1~40wt%(例如1-30wt%、5-30wt%、5-20wt%)的本发明第一方面所述电泳显示粒子、和加至100wt%量的溶剂。
本发明第四方面提供了本发明第一方面所述电泳显示粒子在制备电泳显示器中的用途。
在本发明的任一方面,其中任意两个或更多个实施方案之间所具有的特征可以相互组合,只要它们不会相互矛盾。当然,在相互之间组合时,必要的话可对相应特征作适当修饰。此外,本发明任一方面所涉及的特征,其同样适用于任意其它方面所涉及的相同特征,或者必要的话可对相应特征作适当修饰。
下面对本发明的各个方面和特点作进一步的描述。
本发明所引述的所有文献,它们的全部内容通过引用并入本文,并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时,以本发明的表述为准。此外,本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义,即便如此,本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释,提及的术语和短语如有与公知含义不一致的,以本发明所表述的含义为准。
如本文所述的,术语“金属”是指单质金属。在本发明中,术语“复合物”是指多种组分以物理作用或化学作用或物理-化学共同作用形成的多组分共同体。
本发明涉及一种利用不同种类和多种形式的单质金属材料或者单质金属与其他物质的复合材料制备电泳显示粒子的技术,依据金属组分的不同形式和特性,可以赋予电泳显示器件多种独特的性质,例如超高的对光反射率,浓烈的彩色,金属光泽,荧光发射特性等等;大大扩展了用于制备电泳显示粒子的材料选择以及电泳显示器件的使用范围。
电泳粒子是电泳显示器件的核心组件,其特性对电泳显示器件的性能起着决定性作用,直接决定了对比度、响应速度、保持时间、颜色彩度等重要技术指标。
电泳显示粒子一般为核壳结构,壳层材料往往为各种高分子包覆物,其核心材料的种类选择范围则比较有限,主要为各种颜料,包括一些无机氧化物(例如二氧化钛、二氧化硅、氧化铁等)和有机颜料(例如偶氮类化合物、酞菁类、芳甲烷类等)。这些颜料有各自的优缺点。无机颜料性能稳定,耐候性好,但其对光反射率有限,以常用的最好的白色颜料二氧化钛制成的白色粒子膜片典型对光反射率在40%左右,已经很难再大幅度提高对光反射率。有机颜料往往颜色鲜艳,但多数耐热性不好,而且表面修饰难度大,给制备电泳粒子带来相当大的困难。
金属具有极高的对光反射率,如下表1所示。银的反射率尤其突出,对650nm波长的光线反射率可以超过98%,这是所有无机氧化物类颜料和有机颜料都无法达到的数值。
表1
使用高反射率的单质金属作为组分制备电泳粒子,可以提高电泳显示器件的对光反射率,从而提高对比度这一电泳显示器的关键技术指标。
本发明人发现,有些金属,如金和银,很容易进行表面修饰,之后可以进行高分子包裹,使电泳粒子的制备变得容易。
金属能够被制成极小的且形态不同的纳米粒子,然后以合适的形式(单独或者复合材料)制备成为电泳粒子,这些金属纳米粒子的性质不同于体相金属,由于表面等离子共振的存在,往往有特殊的光学吸收特性,从而产生不同的颜色,可以为电泳显示器带来一些独特的光电效应。例如,当银纳米粒子粒径分别为40nm、45nm、50nm、57nm和80nm时,其吸收峰分别位于414nm、416nm、418nm、420nm、426nm处(数据见表1,吸收光谱图见图1),即随着粒径增大,吸收峰逐渐红移。这是由于纳米微粒的尺寸效应,随粒径的减小能级更为分裂,能隙变得更大,因而吸收带蓝移。相应地,随着粒径的变化,银纳米粒子的颜色由黄绿色逐渐变为黄色和褐色。
表2
另外,当金属粒子的尺寸小到纳米尺寸范围内时,由于金属费米能级附近电子的能级由准连续变为离散,以及纳米微粒存在不连续的高能级被占据分子轨道和低能级未被占据的分子轨道,金属纳米粒子出现能隙变宽的现象,会呈现出和半导体类似的特征,产生分立能级,因而会受激发射出荧光。图2是用双硫醇金修饰的金纳米粒子溶液在日光和紫外灯激发下的照片。从照片中可以看出,样品在日光下几乎呈透明,但在紫外光激发下却呈现出明亮的蓝紫色荧光。
图3所示荧光显微镜照片证明了这些荧光是金纳米粒子发出的而不是杂质发出的。因为如果是由杂质溶剂引入的,观察到的荧光应该是一片。而这里观察到的荧光是一颗一颗荧光点,所以荧光确实是由颗粒发出的。
本发明采用单质金属或者单质金属与其他材料的复合物作为电泳显示粒子的核心,外表包裹高分子材料,制备用于电泳显示器件的电泳粒子;成功拓宽了电泳显示粒子制备的材料范畴,利用单质金属的特性为电泳显示器件带来了多种新的光电特征,部分解决了无机氧化物颜料反射率低和有机颜料耐热性不好等问题,且可以用于制备新型的彩色电泳显示器件。
本发明的本质技术特征在于在电泳显示粒子的制备中引入了单质金属(0价态)作为组分。
本发明所提到的单质金属包括但不限于金、银、铝、铜,所提到的单质金属与其他无机材料的复合物包括但不限于Au/SiO2、Al/SiO2、Ag/TiO2以及单质金属-高分子复合物。
参见图4,它们显示本发明粒子核的几种不同的实施方案。具体地说,如图4a所示,该粒子核由金属芯以及包裹该金属芯的无机氧化物包膜构成,由此形成金属核-无机氧化物包膜型复合物。再如图4b所示,该粒子核由无机氧化物和/或高分子材料形成芯,然后在该芯的外周嵌套球形或棒形或其它形状的金属粒子,由此形成无机氧化物和/或高分子-金属粒子表面嵌套复合物。再如图4c所示,该粒子核由无机氧化物和/或高分子材料形成芯,然后在该芯的外周包膜一层金属层,由此无机氧化物和/或高分子核-金属包膜型复合物。再如图4d所示,该粒子核由无机氧化物和/或高分子材料形成芯,并在该芯的内部掺入金属粒子,或者在该芯的内部掺入同时在外表面嵌套金属粒子,由此形成无机氧化物和/或高分子-金属粒子掺杂复合物(金属粒子可以只存在于芯的基体内部或者同时存在于内部和外表面)。再如图4e所示,该粒子核基本由3层构成,里层是由无机氧化物和/或高分子材料形成芯,然后在该芯的外周包膜一层中间的金属层,再在该金属层外周包膜一层无机氧化物和/或高分子材料层,由此无机氧化物和/或高分子核-金属-无机氧化物和/或高分子包膜三重复合型复合物。
在本发明中,金属与其他材料形成复合物的方法可以是物理或者化学方法,相互作用力包括但不限于为范德华力,氢键,静电相互作用,或者是单纯的物理包覆或者嵌套;金属和其他材料可以互相在其表面或者内部,或者表面和内部同时共存。该复合材料的根本特征是使用了单质金属(0价态)。
在本发明的一个方面,提供了制备本发明电泳显示粒子的方法,该方法的一般性的制备过程如下:
(1)、制备具有合适粒径的金属粒子或者金属复合材料粒子作为电泳粒子制备的核心,该过程可以为干法或者湿法。根据所要获得的电泳显示粒子的特征,选择合适的金属材料,例如,为获得高反射率,可以选择银铝;为获得红色电泳粒子,可以选择金。制备过程可以由单质金属进行制备,也可以从含有相应的金属元素的化合物出发以化学方法进行制备。
(2)、根据具体使用的金属材料或者复合材料,进行表面修饰,改变其表面性质(例如亲疏水性)或者在颜料粒子表面引入可反应基团。
(3)、选择合适单体和适合的聚合方法(包括但不限于自由基表面接枝聚合和离子聚合,聚合方法可以为溶液聚合,乳液聚合和悬浮聚合等)对金属或金属复合颜料粒子进行包裹,调节其平均密度和带电性能。
(4)、根据需要,使用合适的电荷控制剂调节粒子带电性能。
本发明的主要方面是提供电泳显示粒子,其基本上可由以上步骤(1)制备得到,虽然步骤(1)的制备方法对于本领域技术人员而言并不是不可及的,然而为方便理解本发明,本发明人仍然在下文对它们的制备方法作更为详细的说明。此外,步骤(2)、(3)和(4)涉及对本发明所得电泳显示粒子进行表面修饰或处理,这些表面修饰或处理方法是本领域技术人员可以容易获得的,例如可以参见CN101082752A记载的方法进行表面修饰。
在本发明的一个方面,提供了一种电泳显示液,其包含1~40wt%(例如1-30wt%、5-30wt%、5-20wt%)的本发明电泳显示粒子、和加至100wt%量的溶剂。还提供了本发明电泳显示粒子在制备电泳显示器中的用途。例如,该电泳显示液被包裹在高分子囊壁构成的微小胶囊中,形成包含金属颗粒的小胶囊复合物。该小胶囊复合物的一种实例如图5所示,其中高分子囊壁形成一个封闭的囊包,即小胶囊,在该小胶囊内填充着包括电泳显示粒子(即包括金属颗粒的本发明电泳显示粒子)和溶剂构成的悬浮液。经电性修饰的电泳显示粒子(金属颗粒物,其因本身性能而具有一种或多种下列的特征:超高的对光反射率、浓烈的彩色、金属光泽、荧光发射特性)在外加电场作用下可在悬浮液中泳动。
通过下面的具体实施例可以对本发明进行进一步的描述。然而,本发明的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员能够理解,在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的,但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。
实施例1:使用金纳米粒子制备红色电泳显示粒子
(1)、取1ml浓度为1%的氯金酸溶液,用80ml去离子水稀释;
(2)、取4ml浓度为1%的柠檬酸钠,加入80微升丹宁酸,再加入16ml去离子水稀释;
(3)、将上述两种溶液水浴加热到60摄氏度,然后将两者混合,之后转移至100摄氏度油浴中搅拌10分钟,制得胶体金溶液;
(4)、离心3步中溶液,将所得金纳米粒子在烯丙硫醇的乙醇溶液中超声分散1-3小时,然后机械搅拌2-10小时;
(5)、离心除去溶剂,加入乙醇清洗,再离心,再加入乙醇清洗离心;
(6)、加入甲苯清洗离心两次;
(7)、将所得固体物超声分散在适量甲苯中,然后加入甲基丙烯酸十八烷基酯,通氮气除去氧气,并机械搅拌分散2-5小时;
(8)、将上述混合物水浴升温至60-70摄氏度,滴加偶氮引发剂,并继续反应10-24小时;
(9)、离心混合物,将所得固体继续用溶剂清洗后离心;
(10)、将所得固体物超声分散到低介电常数的溶剂中,得到平均粒径在10nm左右的金-聚合物纳米粒子复合物悬浊液,产物呈现明显的红色,成为电泳显示用粒子,可以配合其他颜色电泳粒子用来制备彩色电泳显示器件。
另外,参考以上方法用铜代替金,制备金-聚合物纳米粒子复合物,粒径约25nm并显示明显的铜质颜色。
实施例2:使用SiO2/Ag/SiO2复合材料制备黄色电泳显示粒子
(1)、将200微升N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲基硅烷溶于20毫升乙醇中,然后加入一定量粒径为100nm的商品级二氧化硅粒子,搅拌2小时;
(2)、离心,并使用甲醇清洗离心两次,再将固体物分散于甲醇中;
(3)、配置浓度为0.0125mol/L的硝酸银的甲醇溶液,将一定量该溶液加入步骤2的混合液;
(4)、将混合物置于30摄氏度水浴中,滴加微量甲醛,搅拌1小时;
(5)、离心,并用水和甲醇各清洗离心两次;
(6)、将所得固体物超声分散在甲醇中,加入一定量正硅酸乙酯;
(7)、搅拌下缓慢滴加氨水;
(8)、离心,并使用甲醇清洗离心两次;
(9)、将所得固体物分散在乙醇中,按照CN101082752A记载的方法合成电泳显示粒子;
(10)、制得粒子其粒径为45nm左右,内核为二氧化硅,中间为单质银薄层,外部为二氧化硅薄层包裹,最外层为高分子,具有明亮的黄色,且相对密度较小。
实施例3:使用SiO2/Ag/SiO2复合材料制备黄色电泳显示粒子
参考实施例2的方法,不同之处是将二氧化硅替换为三氧化二铁,制备复合材料的电泳显示粒子。制得粒子粒径为50nm左右,并具有明亮的色泽。
Claims (17)
1.一种含有金属组分的电泳显示粒子,其包括粒子核和任选的包裹于该粒子核表面的修饰层。
2.根据权利要求1的电泳显示粒子,其中所述粒子核选自金属粒子、金属-无机氧化物复合物粒子、金属-高分子材料复合物粒子、金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子、或其组合。
3.根据权利要求1至2任一项的电泳显示粒子,其中所述金属是选自下列的单质金属:金、银、铝、铜、铂、或其组合。
4.根据权利要求2至3任一项的电泳显示粒子,其中所述无机氧化物选自二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、及其组合。
5.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属粒子是选自下列单质金属的粒子:金、银、铝、铜、铂、或其组合。
6.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属-无机氧化物复合物粒子选自:由无机氧化物包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在无机氧化物核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在无机氧化物核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合。
7.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属-高分子材料复合物粒子选自:由高分子材料包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在高分子核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在高分子核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合;和/或。
8.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子选自:由无机氧化物和高分子材料二者包裹在金属粒子表面而形成的复合物粒子、由金属粒子嵌套在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面而形成的复合物粒子、由金 属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面而形成的复合物粒子、由金属粒子掺合在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面和/或内部而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物和高分子二者构成的核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以高分子包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以无机氧化物包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在无机氧化物核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、由金属粒子包裹在高分子核芯表面并再以无机氧化物和高分子二者包裹在该金属粒子外表层而形成的复合物粒子、或其组合。
9.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属粒子为球状、棒状、和/或不规则颗粒物等形状。
10.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述金属粒子经微米化处理,所述金属粒子的粒度小于10微米。
11.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述粒子核的粒度小于100微米。
12.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述粒子自身可为无色或有色粒子。
13.根据权利要求2的电泳显示粒子,其中,所述粒子核的表面可以包裹或未包裹修饰层,该修饰层选自:亲水性基团、疏水性基团、反应性基团、聚合物包裹层、电荷控制剂、密度调节剂。
14.根据权利要求1至13任一项的电泳显示粒子,该电泳显示粒子的粒度小于100微米。
15.制备权利要求1至14任一项的电泳显示粒子的方法,其包括以下步骤:
(1)以干法或者湿法方式制备选自下列的粒子核:金属粒子、金属-无机氧化物复合物粒子、金属-高分子材料复合物粒子、金属-无机氧化物-高分子材料复合物粒子、或其组合;和任选的,
(2)对步骤(1)所得粒子核进行选自下列的表面修饰处理:引入亲水性基团、引入疏水性基团、引入反应性基团、引入聚合物包裹层、引入电荷控制剂、引入密度调节剂、或其组合。
16.一种电泳显示液,其包含:1~40wt%(例如1-30wt%、5-30wt%、5-20wt%)的权利要求1至15任一项的电泳显示粒子、和加至100wt%量的溶剂。
17.权利要求1至15任一项的电泳显示粒子在制备电泳显示器中的用途。
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