KR20120109479A - 전자 잉크 - Google Patents

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KR20120109479A
KR20120109479A KR1020127011383A KR20127011383A KR20120109479A KR 20120109479 A KR20120109479 A KR 20120109479A KR 1020127011383 A KR1020127011383 A KR 1020127011383A KR 20127011383 A KR20127011383 A KR 20127011383A KR 20120109479 A KR20120109479 A KR 20120109479A
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alkenyl group
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KR1020127011383A
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장-린 저우
종석 여
제프리 토드 마벡
리처드 에이치. 헨즈
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

본 명세서에서는 전자 잉크가 개시된다. 일구현예의 전자 잉크는 비극성 캐리어 유체, 상기 비극성 캐리어 유체 내에 분산된 복수개의 음으로 하전된 착색제 입자들 (10, 20), 소분자 첨가제(MA), 및 전하 디렉터를 포함한다. 상기 음으로 하전된 착색제 입자들(10, 20) 각각은 산성 관능기(AFG)로 개질된 표면을 포함한다. 소분자 첨가제(MA)는 적어도 2개의 분지를 가지되, 이들 각각은 질소 또는 산소 원자를 포함한다.

Description

전자 잉크 {ELECTRONIC INKS}
본 발명은 널리 전자 잉크에 대한 것이다.
전자 잉크는 통상 전자 디스플레이에서 사용되고 있다. 이러한 전자 잉크는 종종 하전된 착색제 입자들을 포함하는데, 이들은 인가된 전계에 대응하여, 디스플레이의 시야 영역 내에서 재배열되어 소망하는 이미지를 생성한다.
여기 개시된 전자 잉크의 구현예들은, 예컨대 전기 광학 디스플레이에서와 같이 다양한 전자 디스플레이에서 사용될 수 있다. 이러한 전기 광학 디스플레이는 전기 영동 현상, 전기 대류 흐름(electroconvective flow), 및/또는 다른 동전기(electrokinetic) 효과나 동전기 효과들의 조합에 의해 구동되는 것을 포함한다. 이러한 잉크는 면내 셔터 구조(in-plane shutter architecture)를 구비한 디스플레이에서 사용될 수 있는데, 이 경우, 착색제 입자들은 디스플레이 내의 화소 또는 하부 화소 셀 내에서 시야 내로 혹은 시야 밖으로 측방향 이동한다. 본 개시 내용의 전자 잉크의 하나 이상의 층을 포함하는 전기 광학 디스플레이 구조는 디스플레이 내의 모든 위치에서 사용 가능한 모든 색을 취급할 수 있는 능력을 가진다. 이로써 보다 밝고 더 다양한 색채의 이미지를 구현할 수 있다.
전술한 내용은 디스플레이 내에서 전자 잉크를 사용하여 구현될 수 있되, 상기 전자 잉크는 비극성 캐리어 유체 내에 분산된 음으로 하전된 착색제 입자들을 포함한다. 이러한 착색제 입자들은 그 표면에 흡착된 하나 이상의 분자 첨가제(molecular additive)를 가진다. 어떤 이론에 의해 구속되려함은 아니지만, 이러한 분자 첨가제는 착색제 입자에 입체 장애를 제공한다고 생각된다. 즉, 분자 첨가제(들)가(이) 착색제 입자에 부착된 경우, 이러한 입자는 입체 장애를 가지게 된다. 또한, 이러한 분자 첨가제의 흡착은 첨가제(들) 내에 존재하는 질소 및/또는 산소와 입자의 산성 개질된 표면 간의 수소 결합을 통해 달성되는 것으로 생각된다. 이러한 수소 결합은, 적어도 부분적으로는, 착색제 입자 표면의 소수성을 증가시키는 데에 기여하여 비극성 유체 내에서의 착색제 입자의 분산성을 향상시키는 것으로 생각된다. 또한, 이러한 수소 결합은 착색제 입자의 하전성(chargeability)도 향상시키는 것으로 생각되며, 이는 디스플레이의 스위칭 속도뿐만 아니라 디스플레이 구조 내에 포함된 전극 상으로의 착색제 입자들의 클리어런스(clearance) 및/또는 컴팩션(compaction)도 향상시킬 수 있다.
여기 개시된 다른 구현예에서, 착색제 입자들은 예컨대 실리카 등의 무기 절연층으로 코팅된 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함한다. 이처럼 음으로 하전된 카본블랙 안료 입자들은 통상 안정하고, 하전된 상태에 있으며, 전기 단락(electrical shorting)을 유발하는 일 없이 전자 디바이스 내에서 사용될 수 있다. 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자들의 성능은 입자 표면에 분자 첨가제를 흡착시킴으로써 더욱 향상될 수 있다. 다시, 이러한 분자 첨가제는 (실리카 코팅된 안료 표면에 대한 첨가제의 수소 결합을 통해) 입자 표면의 소수성을 증가시키며, 이로써 그의 캐리어 유체 내에서 카본 블랙 안료의 분산성뿐만 아니라 그의 하전성도 향상시킨다. 또한, 앞서 언급된 바와 같이, 분자 첨가제(들)를(을) 착색제 입자 표면에 부가함으로써, 카본 블랙 착색제 입자들이 입체 장애를 가지게 된다.
전자 잉크의 구현예(들)는(은) 일반적으로 비극성 캐리어 유체 (다시 말해, 약 20 미만의 혹은, 일부 경우에 있어 약 2 미만의, 낮은 유전 상수 k를 가지는 유체)를 포함한다. 이러한 유체는 디스플레이 구동 시 누전을 감소시킬 뿐만 아니라 유체 내에 존재하는 전계도 쉽게 증가시킨다. 여기서 사용된 바의 "캐리어 유체"는 전기 광학 디스플레이에서 정해진 시야 면적을 채우고 통상 그 내부의 착색제 입자를 실어 나르는 비히클로서 구성되는 유체 또는 매질이다. 디스플레이의 전극을 구동시키는 동안 착색제 입자에 적용된 충분한 전위 또는 전계에 대응하여, 착색제 입자들은 이미지를 나타내는 디스플레이 셀 내에서 소망하는 시각적 효과를 나타내기 위해 시야 범위 내에서 다양한 지점들로 이동 및/또는 회전하는 경향이 있다. 비극성 캐리어 유체는, 예를 들어, 탄화수소, 할로겐화된 혹은 부분적으로 할로겐화된 탄화수소, 산소화 유체(oxygenated fluid), 실록산 및/또는 실리콘(silicone)으로부터 선택된 하나 이상의 비극성 용매를 포함한다. 비극성 용매의 구체적 예로서는, 퍼클로로에틸렌, 할로카본류, 시클로헥산, 도데칸, 광유, 이소파라핀 유체, 시클로펜타실록산, 시클로헥사실록산 및 이들의 조합을 들 수 있다.
착색제 입자들은 캐리어 유체 내에 분산된다. 여기서 사용된 바의, '착색제 입자'라는 용어는, 색을 만들어내는 입자를 지칭한다. 적절한 착색제 입자들의 비제한적인 몇몇 예들로서, 안료 입자, 안료 입자와 염료의 조합, 나노입자 안료 분산물, 염료 분자로 착색된 폴리머 입자 등을 들 수 있다. 비제한적 예에서, 착색제 입자는 비극성 캐리어 유체 내에서 자기 분산성(self-dispersible)인 안료 입자들로부터 선택된다. 그러나, 전자 잉크가 하나 이상의 적절한 분산제를 포함하기만 한다면 비분산성의 안료 입자 역시 사용될 수 있음도 이해되어야 한다. 이러한 분산제는, (오하이오주 위클리프 소재의) Lubrizol 사로부터 제조된 SOLSPERSE® 시리즈 등의 과분산제 (hyperdispersant) (예컨대, SOLSPERSE®3000, SOLSPERSE® 8000, SOLSPERSE® 9000, SOLSPERSE® 11200, SOLSPERSE® 13840, SOLSPERSE® 16000, SOLSPERSE® 17000, SOLSPERSE® 18000, SOLSPERSE® 19000, SOLSPERSE® 21000, 및 SOLSPERSE® 27000); BYK-chemie 사 (독일)로부터 제조된 다양한 분산제 (예컨대, DISPERBYK® 110, DISPERBYK®163, DISPERBYK®170, 및 DISPERBYK®180); Evonik Goldschmidt 사 (독일)로부터 제조된 다양한 분산제들 (예컨대, TEGO® 630, TEGO® 650, TEGO® 651, TEGO® 655, TEGO® 685, 및 TEGO® 1000); 및 (미주리주 세인트루이스 소재의) Sigma-Aldrich 사로부터 제조된 다양한 분산제들 (예컨대, SPAN® 20, SPAN® 60, SPAN® 80, 및 SPAN® 85)을 포함한다.
안료 입자들은 무기 또는 유기안료로부터 선택되며, 약 1㎚ 내지 약 10㎛의 범위의 평균 입자 크기를 가진다. 일부의 경우, 평균 입자 크기는 약 50㎚ 내지 약 1㎛의 범위이다. 이러한 유기 또는 무기 안료입자들은 흑색 안료입자, 황색 안료입자, 마젠타(magenta) 안료 입자, 적색 안료 입자, 청녹색(cyan) 안료 입자, 청색 안료 입자, 녹색 안료 입자, 주황색 안료 입자, 갈색 안료 입자, 및 백색 안료 입자로부터 선택될 수 있다. 일부의 경우, 유기 및 무기 안료입자들은 2종 이상의 원색 안료 입자들이 소정의 비율로 조합된 것으로부터 형성되는 스팟 컬러(spot-color) 안료입자를 포함할 수 있다.
적절한 무기 흑색 안료의 비제한적 예들은 카본 블랙을 포함한다. 카본 블랙 안료의 예로서, (예컨대, 카본블랙 No.2300, No.900, MCF88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100, 및 No. 2200B 등) Mitsubishi Chemical사(일본)로부터 제조된 것; (예컨대, RAVEN® 5750, RAVEN® 5250, RAVEN® 5000, RAVEN® 3500, RAVEN® 1255, 및 RAVEN® 700 등) (조지아주 마리에타 소재의)Columbian Chemicals 사로부터 제조된 RAVEN® 시리즈의 다양한 카본블랙 안료; (예컨대, REGAL®400R, REGAL® 330R, REGAL® 660R, MOGUL® L, MONARCH® 700, MONARCH® 800, MONARCH® 880, MONARCH® 900, MONARCH® 1000, MONARCH® 1100, MONARCH® 1300, 및 MONARCH® 1400 등) (메사추세츠주 보스톤 소재의) Cabot 사로부터 제조된 REGAL® 시리즈, MOGUL® 시리즈, 또는 MONARCH® 시리즈 등 다양한 카본 블랙 안료; 및 (예컨대, Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, PRINTEX® 35, PRINTEX® U, PRINTEX® V, PRINTEX® 140U, Special Black 5, Special Black 4A, 및 Special Black 4 등) (뉴저지주 팔시파니 소재의) Evonik Degussa 사로부터 제조된 다양한 흑색 안료를 들 수 있다. 유기 흑색 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Black 1 등 아닐린 블랙을 들 수 있다.
적절한 황색 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Yellow 1, C.I. Pigment Yellow 2, C.I. Pigment Yellow 3, C.I. Pigment Yellow 4, C.I. Pigment Yellow 5, C.I. Pigment Yellow 6, C.I. Pigment Yellow 7, C.I. Pigment Yellow 10, C.I. Pigment Yellow 11, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 16, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 24, C.I. Pigment Yellow 34, C.I. Pigment Yellow 35, C.I. Pigment Yellow 37, C.I. Pigment Yellow 53, C.I. Pigment Yellow 55, C.I. Pigment Yellow 65, C.I. Pigment Yellow 73, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 75, C.I. Pigment Yellow 81, C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 95, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 98, C.I. Pigment Yellow 99, C.I. Pigment Yellow 108, C.I. Pigment Yellow 109, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 113, C.I. Pigment Yellow 114, C.I. Pigment Yellow 117, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 124, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 129, C.I. Pigment Yellow 133, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 147, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 153, C.I. Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 167, C.I. Pigment Yellow 172, 및 C.I. Pigment Yellow 180를 들 수 있다.
적절한 마젠타 또는 적색 유기 안료의 비제한적 예로서는 C.I. Pigment Red 1, C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 4, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 8, C.I. Pigment Red 9, C.I. Pigment Red 10, C.I. Pigment Red 11, C.I. Pigment Red 12, C.I. Pigment Red 14, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 17, C.I. Pigment Red 18, C.I. Pigment Red 19, C.I. Pigment Red 21, C.I. Pigment Red 22, C.I. Pigment Red 23, C.I. Pigment Red 30, C.I. Pigment Red 31, C.I. Pigment Red 32, C.I. Pigment Red 37, C.I. Pigment Red 38, C.I. Pigment Red 40, C.I. Pigment Red 41, C.I. Pigment Red 42, C.I. Pigment Red 48(Ca), C.I. Pigment Red 48(Mn), C.I. Pigment Red 57(Ca), C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 88, C.I. Pigment Red 112, C.I. Pigment Red 114, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 146, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 150, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 168, C.I. Pigment Red 170, C.I. Pigment Red 171, C.I. Pigment Red 175, C.I. Pigment Red 176, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Red 178, C.I. Pigment Red 179, C.I. Pigment Red 184, C.I. Pigment Red 185, C.I. Pigment Red 187, C.I. Pigment Red 202, C.I. Pigment Red 209, C.I. Pigment Red 219, C.I. Pigment Red 224, C.I. Pigment Red 245, C.I. Pigment Violet 19, C.I. Pigment Violet 23, C.I. Pigment Violet 32, C.I. Pigment Violet 33, C.I. Pigment Violet 36, C.I. Pigment Violet 38, C.I. Pigment Violet 43, 및 C.I. Pigment Violet 50를 들 수 있다.
청색 또는 청녹색 유기 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Blue 2, C.I. Pigment Blue 3, C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:34, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 18, C.I. Pigment Blue 22, C.I. Pigment Blue 25, C.I. Pigment Blue 60, C.I. Pigment Blue 65, C.I. Pigment Blue 66, C.I. Vat Blue 4, 및 C.I. Vat Blue 60을 들 수 있다.
녹색 유기 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Green 1, C.I. Pigment Green2, C.I. Pigment Green, 4, C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Green 8, C.I. Pigment Green 10, C.I. Pigment Green 36, 및 C.I. Pigment Green 45를 들 수 있다.
갈색 유기 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Brown 1, C.I. Pigment Brown 5, C.I. Pigment Brown 22, C.I. Pigment Brown 23, C.I. Pigment Brown 25, 및 C.I. Pigment Brown , C.I. Pigment Brown 41, 및 C.I. Pigment Brown 42를 들 수 있다.
주황색 유기 안료의 비제한적 예로서는, C.I. Pigment Orange 1, C.I. Pigment Orange 2, C.I. Pigment Orange 5, C.I. Pigment Orange 7, C.I. Pigment Orange 13, C.I. Pigment Orange 15, C.I. Pigment Orange 16, C.I. Pigment Orange 17, C.I. Pigment Orange 19, C.I. Pigment Orange 24, C.I. Pigment Orange 34, C.I. Pigment Orange 36, C.I. Pigment Orange 38, C.I. Pigment Orange 40, C.I. Pigment Orange 43, 및 C.I. Pigment Orange 66를 들 수 있다.
일구현예에서, 각각의 착색제 입자들에 분자 첨가제가 흡착된다. 어떤 이론에 구속되려함은 아니나, 이러한 분자 첨가제는 표면에 흡착되어 수소 결합을 통해 표면에 결합되는 것으로 생각된다. 더 구체적으로, 분자 첨가제의 분자쇄에 존재하는 산소 또는 질소 원자와 착색제 입자의 히드록시 관능기 사이에 수소 결합이 형성되는 것으로 생각된다. 산소 또는 질소 원자는 히드록시기 수소결합 공여체에 대하여 수소결합 수용체로서 역할을 한다. 이러한 수소 결합은 입자 표면의 소수성을 적어도 부분적으로 증가시키는 것으로 생각되는 바, 이는 친수성인 히드록시드 관능기들이, 분자 첨가제를 흡착함으로써 소수성의 아크릴레이트를 입자에 도입하기 때문이다. 착색제 입자들의 이처럼 증가된 소수성은 비극성 캐리어 유체 내에서의 착색제의 분산성뿐만 아니라, 착색제 입자의 하전성과 안정성도 향상시키는 것으로 생각된다. 이처럼 향상된 하전성과 안정성으로 인해 디스플레이의 전극 표면 상에서의 착색제 입자의 클리어런스 및/또는 컴팩션과 스위칭 속도가 향상될 수 있다.
착색제 입자의 표면에 흡착된 분자 첨가제는 작으며, 통상 분기형 분자 구조를 가진다. "소"분자 첨가제는 2000 이하의 분자량을 가진 것이다. 일구현예에서, 이러한 소분자 첨가제는 적어도 2개의 분지를 포함하며, 각각은 개개의 분지 사슬에 질소 또는 산소 원자를 포함한다. 다른 구현예에서, 소분자 첨가제는 2개의 분지, 3개의 분지, 혹은 4개의 분지를 포함한다. 적절한 소분자 첨가제의 비제한적인 몇몇 구현예들은 하기의 기본 구조를 가진다:
ⅰ)
Figure pct00001
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위인 임의의 정수로부터 선택됨:
ⅱ)
Figure pct00002
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위인 임의의 정수로부터 선택됨:
ⅲ)
Figure pct00003
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위인 정수로부터 선택됨:
ⅳ)
Figure pct00004
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위인 정수로부터 선택됨:
ⅴ)
Figure pct00005
여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 0 내지 10의 범위인 정수로부터 선택됨:
ⅳ)
Figure pct00006
여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 0 내지 10의 범위인 정수로부터 선택됨.
여기 개시된 일부 구현예들의 전자 잉크에서 사용될 수 있는 적절한 소분자 첨가제의 구체적인 몇몇 예들은 하기와 같다:
Figure pct00007
Figure pct00008
여기서 언급한 바와 같이, 이러한 작은 분자들은 음으로 하전된 착색제 입자의 표면에 흡착된다. 음으로 하전된 착색제 입자(20)을 형성하기 위한 메커니즘의 예를 도 1에 나타내었다. 이러한 메커니즘은 (도 1에서 참조번호 10으로 나타낸 구체(sphere)에 의해 확인되는) 착색제 입자의 표면을 하나 이상의 산성 관능기(acid functional group: AFG)로 개질하는 것을 포함한다. 적절한 산성 관능기의 비제한적 예로서는 OH, SH, COOH, CSSH, COSH, SO3H, PO3H, OSO3H, OPO3H, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
착색제 입자(10) 표면 개질은, 스페이스기(spacing group: SG)를 경유하여 산성 관능기(AFG)를 입자(10)에 연결함으로써 달성될 수 있다. 스페이스기(SG)는 산성 관능기(AFG)가 입자(10)의 표면에 직접적으로 도입될 수 없는 경우 (예를 들어, AFG가 입자(10)을 불안정하게 할 수 있는 경우)에 사용된다. 스페이스기(SG)는 벤젠, 치환된 벤젠, 나프탈렌 등 임의의 치환 또는 미치환의 방향족 분자 구조, 지방족 사슬을 포함한 분자, 치환된 나프탈렌, 및/또는 헤테로방향족 구조물 (예를 들어, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 퓨란, 등)으로부터 선택될 수 있다. 그렇지 않으면, 스페이스기(SG)는 SiO2 코팅, TiO2 코팅, HfO2 코팅, Al2O3 코팅, ZrO2 코팅, ZnO 코팅 및/또는 Si3N4 코팅 등, 착색제(10) 표면에 구축된 무기 코팅일 수 있다. 비제한적 예에서, 단일의 산성 관능기(AFG)는 (도 1에 도시한 메커니즘에 나타낸 바와 같이) 스페이스기(SG)에 연결된다. 다른 비제한적 예시에서, 2개 이상의 산성 관능기(AFG)가 단일의 스페이스기(SG)에 연결될 수 있다 (도면에 나타내지 않음).
일단 착색제 입자(10)의 표면이 산성 관능기(AFG)로 개질되면, 상기 메커니즘은 착색제 입자(10)의 표면 상에 분자 첨가제(MA)를 흡착시키는 단계를 더 포함한다. (첨가제(MA)를 포함하는) 입자(10)은, 이어서 전하 디렉터(charge director)에 의해 하전된다. 여기서 사용된 바의, "전하 디렉터"라는 용어는, 사용 시, 착색제 입자의 하전을 촉진하는 물질을 말한다. 예를 들어, 전하 디렉터는 염기성으로서, 산성 개질된 착색제 입자(10)과 반응하여 입자(10)을 음으로 하전시킨다. 달리 말하면, 입자(10)의 하전이 전하 디렉터와 산성 개질 입자(10)의 표면 간의 산-염기 반응을 통해 구현된다. 또한, 전하 디렉터는 전자 잉크에서 착색제가 캐리어 유체 내에서 바람직하지 못하게 뭉치는 것을 방지하기 위해서 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
전하 디렉터는 비극성 캐리어 유체 내에서 역전 마이셀(reverse micelle)을 형성할 수 있는 소분자 혹은 폴리머로부터 선택될 수 있다. 이러한 전하 디렉터는 일반적으로 무색이고 캐리어 유체 내에서 분산성이거나 용해성인 경향을 가진다.
비제한적 예에서, 전하 디렉터는, 예컨대 다음과 같은 분자 구조를 가진 폴리이소부틸렌 숙신이미드 아민 등과 같이, 중성 및 비해리성 모노머 또는 폴리머로부터 선택된다:
Figure pct00009
여기서, n은 15 내지 100 범위의 정수로부터 선택된다.
전하 디렉터의 다른 예는 전하를 형성하기 위해 해리할 수 있는 이온화 가능한 분자를 포함한다. 이러한 전하 디렉터의 비제한적 예로서는, 소듐 디-2-에틸헥실술포숙시네이트 및 디옥틸 술포숙시네이트를 들 수 있다. 디옥틸술포숙시네이트의 분자 구조는 다음과 같다:
Figure pct00010
전하 디렉터의 또 다른 예들은 예컨대 레시틴 등의 양쪽성 이온의 전하 디렉터를 포함한다. 레시틴의 분자 구조는 하기에 나타난 바와 같다:
Figure pct00011
전하 디렉터의 또 다른 예로서는, 전하를 형성하기 위해 산 또는 염기와 반응하거나 해리할 수 없는, 비하전성(non-chargeable)의 중성 분자를 들 수 있다. 이러한 전하 디렉터는 착색제 입자의 표면에서 역전 마이셀의 흡착을 경유하여 착색제 입자가 하전되는 구현예에서 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 내용은 이하에서 상세히 기술될 것이다. 이러한 전하 디렉터의 비제한적 예는 하기 분자구조를 가지는 불소계 계면활성제를 포함한다:
Figure pct00012
여기서, m은 10 내지 150의 범위의 정수로부터 선택되고, n 은 5 내지 100의 범위의 정수로부터 선택되며, * 는 반복 베이스 유닛을 나타낸다.
상기 제공된 전하 디렉터는 본 개시 내용의 다양한 구현예에서 사용될 수 있는 적절한 물질의 몇몇 예들이다. 예를 들어 분산제를 포함한 다른 물질들 역시 전하 디렉터로서 사용될 수 있음도 이해되어야 한다. 전하 디렉터로서 사용될 수 있는 분산제의 비제한적인 몇몇 예들로서, (오하이오주 위클리프 소재의) Lubrizol 사로부터 제조된 SOLSPERSE® 계열의 과분산제 (예컨대, SOLSPERSE® 3000, SOLSPERSE® 8000, SOLSPERSE® 9000, SOLSPERSE® 11200, SOLSPERSE® 13840, SOLSPERSE® 16000, SOLSPERSE® 17000, SOLSPERSE® 18000, SOLSPERSE® 19000); OLOA 11000, OLOA 11001, 및 OLOA 11002 등 (캘리포니아주, 산 라몬 소재의) Chevron Oronite 사가 제조한 분산제; 및 LZ2155, OS13709, OS14179, OS13309, 및 OS45479 등 (오하이오주 위클리프 소재의) Lubrizol 사가 제조한 윤활 분산제를 들 수 있다.
전자 잉크용의 음으로 하전된 착색제 입자(20)을 형성하기 위한 일부의 구체적 예들을 도 2a 및 도 2b에 일반적으로 나타내었다. 이러한 예들은 도 1에 도시한 것과 동일한 기본 메커니즘에 따른 것이다.
도 2a를 참조하면, 안료입자(10)의 표면은 하기 분자 구조를 가지는 스페이스기(SG)로서 치환된 벤젠 유도체를 사용하여 PO3H로 산성 개질된다:
Figure pct00013
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 ⅰ) 수소, ⅱ) 치환된 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알킬기 중 하나, 또는 ⅲ) 할로겐, -NO2, -O-Rd, -CO-Rd, -CO-O-Rd, -O-CO-Rd, -CO-NRdRe, -NRdRe, -NRd-CO-Re, -NRd-CO-O-Re, NRd-CO-NReRf, -SRd, -SO-Rd, -SO2-Rd, -SO2-O-Rd, -SO2NRdRe, 또는 퍼플루오로알킬기 중 하나로부터 선택된다. Rd, Re, 및 Rf 는 각각 독립적으로 ⅰ) 수소, 또는 ⅱ) 치환된 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 또는 아르알킬기 중 하나로부터 선택된다. 또한, 벤젠 유도체 내의 글자 n은 0 내지 6의 범위의 임의의 정수일 수 있다.
이어서, 여기 개시된 임의의 분자 첨가제(MA)는 개질된 안료 입자(10)에 연결된 다음, PO3H와 전하 디렉터 간의 산-염기 반응이 일어나 음으로 하전된 안료 입자(20)을 형성한다.
도 2b에 나타낸 실시예에서, 안료 입자(10)의 표면은 하기 분자식을 가지는 스페이스기(SG)로서 지방족 사슬 유도체를 사용하여 산성 관능기(AFG)인 PO3H로 개질된다:
Figure pct00014
여기서, X는 할로겐, 메톡시기, 에톡시기, 또는 다른 알킬옥시기를 나타내고, 문자 n은 0 내지 6의 범위인 임의의 정수를 나타낸다. 이러한 특정 산성 관능기(AFG)는 (이하 더 상세하게 개시하게 되는 구현예인) 실리카 코팅형 안료의 표면을 개질하는 데에 적절할 수 있다.
다시금, 여기 개시된 분자 첨가제(MA)는 이후 개질된 안료 입자(10)에 연결된 다음, PO3H와 전하 디렉터 간의 산-염기 반응이 일어나서 음으로 하전된 안료 입자(20)을 형성한다.
또한, 전자 잉크의 다른 구현예로서, 비극성 캐리어 유체 내의 음으로 하전된 비전도성 흑색 착색제 분산액을 들 수 있다. 이러한 구현예의 전자 잉크의 경우, 착색제는 실리카(SiO2)의 얇은 (예컨대, 약 3㎚ 내지 약 100㎚의) 층으로 코팅된 카본블랙 안료 입자로부터 선택된다. 일실시예에서, 이러한 실리카는 입자 표면 둘레에 연속적으로/사실상 연속적으로 코팅된다. 다른 실시예에서, 입자 표면은 실리카 코팅에 의해 [예컨대 패치(patch)로] 부분 피복된다. 이러한 입자들은 예컨대, Yuan, J. 등의 Journal of Sol-Gel Science and Technology (2005, 36, 265-274); Bignon, P. 등의, 미국특허 제4,808,239호; 및 Xenopoulos, C., 등의 미국출원공보 제2008/0261024호에 개시된 바와 같은 다양한 제조 방법을 사용하여 얻을 수 있다. 실리카는 통상, 입자(10) 표면 상에 절연층으로서의 역할을 하며, ⅰ) (도 3에 나타낸 메커니즘에 도시된 바와 같이) 산/염기 반응 메커니즘을 경유하여, 혹은 ⅱ) (도 4에 나타낸 메커니즘에 도시된 바와 같이) 하전 마이셀 또는 공-마이셀의 흡착을 경유하여 전하 디렉터에 의해 직접적으로 하전될 수 있는 -OH 관능기를 제공한다. 일부 구현예의 경우, 실리카 코팅된 입자(10)에 (여기 기재된 것 등의) 분자 첨가제(MA)를 흡착시켜, (도 5에 도시한 메커니즘에 의해 나타내었듯이) 산/염기 반응을 통해 입자(10)의 하전성을 높일 수 있다. 이러한 메커니즘은 이하에서 더 상세히 기술될 것이다.
전자 잉크의 본 구현예에 대한 비극성 캐리어 유체는 앞서 나열된 용매들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
비제한적 예에 있어, 전자 잉크는 비극성 캐리어 유체 내에서 카본 블랙 안료 입자를 분산시키도록 구성된 하나 이상의 분산제를 더 포함한다. 이러한 분산제는 잉크 안정성, 색 밀도, 스위칭 속도 등의 잉크 성능을 개선하기 위해서도 사용될 수 있다. 또한, 분산제는 잉크 내에서 전하 제어제로서도 사용될 수 있는데, 이는 일단 착색제가 하전된 다음 상기 착색제의 음전하를 유지하도록 보조하는 것으로 생각된다. 분산제는 전자 잉크의 제타 전위를 향상시키도록 착색제 입자와 상호 작용할 수 있는 임의의 고분자 계면활성제로부터 선택될 수 있다. 적절한 분산제의 비제한적인 몇몇 예들로서는, (오하이오주 위클리프 소재의) Lubrizol 사가 제조한 다양한 과분산제, 예컨대 SOLSPERSE® 3000, SOLSPERSE® 5000, SOLSPERSE® 8000, SOLSPERSE® 11000, SOLSPERSE® 12000, SOLSPERSE® 17000, SOLSPERSE® 19000, SOLSPERSE® 21000, SOLSPERSE® 20000, SOLSPERSE® 27000, 및 SOLSPERSE® 43000 및/또는 (미조리주 세인트루이스 소재의) Petrolite 사가 제조한 다양한 분산제, 예컨대 CERAMARTM 1608 및 CERAMARTM X-6146를 들 수 있다.
산-염기 반응을 경유하여 음으로 하전된 실리카 코팅된 카본블랙 안료(20')를 형성하는 메커니즘의 예를 도 3에 나타내었다. 이러한 메커니즘은, (참조번호 12에 의해 확인되는) 실리카 코팅의 표면 상에 존재하는 히드록시(-OH) 관능기와 전하 디렉터를 반응시켜, 음으로 하전된 카본블랙 안료 입자(20')를 형성하는 것을 포함한다. 이러한 입자(20')는 이후에 (도 3에 나타내지는 않았으나) 전술한 하나 이상의 분산제를 사용하여 안정화된다.
음으로 하전된 마이셀(CM-)의 흡착에 의해 음으로 하전된 실리카 코팅된 카본 블랙 안료(20")의 또 다른 구현예를 형성하기 위한 메커니즘의 예를 도 4에 나타낸다. 이러한 메커니즘은 실리카(12) 표면 상의 히드록시 관능기의 프로톤 (다시 말해, 수소)부분을 전하 디렉터로부터 형성된 음으로 하전된 마이셀(CM-)과 상호 작용시키는 단계를 포함한다. 더 구체적으로, 전하 디렉터가 비극성 캐리어 유체로 부가되는 경우 전하 디렉터로부터 역전 마이셀 (CM-)이 형성된다. 음으로 하전된 마이셀(CM-)은 실리카 표면(12) 및 음으로 하전된 안료 입자(10) 위에 흡착된다. 이 경우에도, (비록 도 4에 나타내지는 않았으나) 입자(20")는 하나 이상의 분산제를 사용하여 안정화될 수 있다.
전하 디렉터는, 적어도 부분적으로는, 음으로 하전된 착색제 입자가 산/염기 반응을 통해 형성되었는지 혹은 음으로 하전된 마이셀의 흡착을 통해 형성되었는지의 여부에 기초하여 선택된다. 이러한 전하 디렉터의 선택은 통상, 적어도 부분적으로는, 전하 디렉터의 본성과 착색제 입자의 표면 화학에 따라 달라진다. 어떤 경우, 일부의 전하 디렉터는 산/염기 반응 및 음으로 하전된 마이셀 메커니즘의 형성과 흡착 모두를 위해서 사용될 수 있다.
또 다른 구현예의 음으로 하전된 실리카 코팅형 카본 블랙 안료 (20''')를 형성하는 메커니즘의 예시가 도 5에 묘사되어 있다. 이러한 메커니즘은 실리카 코팅된 카본블랙 입자(10, 12)를 먼저 분자 첨가제(MA)와 반응시키는 것을 포함한다. 입체 장애가 있는 분자 첨가제(MA)가 분자간 수소 결합에 의해 코팅된 입자(10, 12)의 표면에 부착되게 된다. 더 특별하게는, 분자 첨가제(MA)의 산소 또는 질소 원자가 카본 블랙 표면 상의 히드록시 관능기에 수소결합한다. (실리카 코팅(12) 및 그에 부착된 분자 첨가제(MA)를 가지는) 이러한 입자(10)은 이후 전하 디렉터를 사용하여 하전된다. 분자 첨가제(MA)의 흡착으로 인해 착색제 입자들이 입체 장애를 가지게 되고, 착색제 입자들의 소수성이 증가하며 착색제 입자의 히드록시기의 산도가 증가함으로써, 실리카 코팅된 입자(10, 12)의 하전성 및 분산성이 향상된다고 생각된다. 적어도 부분적으로는, 착색제 입자의 히드록시기(들)의 증가된 산도로 인해, 이러한 입자들(10, 12)는, 전하 디렉터를 사용하여 일어나는 산/염기 반응을 보다 잘 받아들이게 된다.
음으로 하전된 착색제 입자들은 앞서 개시된 메커니즘 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있다. 일부의 경우에 있어, 이러한 메커니즘 중 2개 이상이 조합되어 음으로 하전된 착색제 입자를 형성할 수 있음은 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 착색제 입자들은 하전된 마이셀의 흡착과 함께 분자 첨가제의 흡착에 의해 형성될 수 있다.
나아가, 임의의 구현예에 따른 전자 잉크는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 적절한 분산 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 방법의 비제한적인 몇몇 예들로서, 그라인딩(grinding), 밀링(milling), 어트리팅(attriting), 페인트 쉐이커(paint-shaker)를 통한 교반, 미소 유체화 (microfluidizing), 초음파 기술 등을 들 수 있다.
더 나아가, 여기 개시된 잉크를 형성하기 위해 각각 사용된 성분의 양은, 적어도 부분적으로는, 제조하고자 소망하는 양, 사용하고자 하는 응용 분야 등에 따라 달라질 수 있다.
후술하는 상세한 기재 내용과 도면을 참조하여 본 개시 내용의 구현예들이 가지는 특징들과 장점들이 명확해질 것이되, 이 때 유사한 참조 번호는 비슷하지만 아마도 동일하지는 않은 구성 요소에 해당한다. 간결성을 위해서, 전술한 기능을 가지는 특징들의 참조 번호는 이들이 나타나는 다른 도면과 관련하여 기술될 수도 있고 기술되지 않을 수도 있다.
도 1은 전자 잉크의 일구현예에 따라 음으로 하전된 착색제 입자를 형성하기 위한 메커니즘의 일례를 도시한 것이고;
도 2a 및 도 2b는 전자 잉크의 일구현예에 따라 음으로 하전된 착색제 입자의 예들을 도시한 것이며;
도 3은 전자 잉크의 일구현예에 따라 음으로 하전된 착색제 입자들을 형성하기 위한 메커니즘의 다른 예를 도시한 것이고;
도 4는 전자 잉크의 일구현예에 따라 음으로 하전된 착색제 입자들을 형성하기 위한 메커니즘의 또 다른 예를 도시한 것이고;
도 5는 전자 잉크의 일구현예에 따라 음으로 하전된 착색제 입자들을 형성하기 위한 메커니즘의 또 다른 예를 도시한 것이다.
본 개시 내용의 구현예를 더 설명하기 위해서, 하기 실시예들이 주어진다. 이러한 실시예들은 설명을 목적으로 제공된 것일 뿐, 개시된 구현예의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예
비교예 1
약 2 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 1 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 이러한 용액을 위해 사용된 이소파라핀 유체의 양은, 2 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드와 1 중량%의 고분자 과분산제의 농도를 형성하기에 충분한 양이었다 (다시 말해, 여러 성분들의 최종 중량 백분율이 달성되기만 한다면, 어떠한 양도 적절함). 약 3 중량%의 카르복시산 관능화 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하였다. 수득한 혼합물이 생산한 전자 잉크는, 크기가 약 200㎚이고 약 -20 mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함하였다.
본 비교예에서 사용된 카르복시산 관능화 카본 블랙 안료(CB)는 카르복시산계 프로필벤젠 디아조늄염 (20mmol)을, 물 (50ml) 내의 카본블랙(10mmol) 현탁액에 부가함으로써 제조될 수 있다. 최종 혼합물은 실온에서 24시간 동안 교반된다. 이어서, 이러한 혼합물을 여과하고 진공 하에 건조시켜 산 개질된 카본 블랙을 수득한다.
실시예 2
(실시예 1에 유사하게) 약 2 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 1 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 약 3 중량%의 산 관능화된 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하였다. 약 2 중량%의 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 상기 혼합물에 부가하였다. 이러한 생성물이 제조한 전자 잉크는, 크기가 대략 170㎚이고 (비교예 1에서 개시된 방법에 의해 제조된 전자 잉크보다 높은) 약 -40 mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함하였다.
실시예 3
(실시예 1에 유사하게) 약 2 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 1 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 약 3 중량%의 산 관능화된 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하였다. 약 2 중량%의 에톡시화(3) 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트를 상기 혼합물에 부가하였다. 이러한 생성물이 제조한 전자 잉크는, 크기가 대략 150㎚이고 (또한, 비교예 1에서 개시된 방법에 의해 제조된 전자 잉크보다 높은) 약 -40 mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함하였다.
실시예 4
(실시예 1에 유사하게) 약 2 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 1 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 약 3 중량%의 산 관능화된 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하였다. 약 2 중량%의 트리메티롤프로판 에톡실레이트(1EO/OH) 메틸에테르 디아크릴레이트를 상기 혼합물에 부가하였다. 이러한 생성물이 제조한 전자 잉크는, 크기가 대략 160㎚이고 (역시 비교예 1에서 개시된 방법에 의해 제조된 전자 잉크보다 높은) 약 -30 mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함하였다.
비교 예 5
약 1 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 10 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 약 10 중량%의 실리카 코팅된 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하고, 수득한 혼합물을 ZrO2 밀링 비드를 사용하여 비드 밀링하였다. 밀링된 혼합물에 이소파라핀 유체를 서서히 부가함으로써 실리카 코팅된 카본블랙(CB) 약 5 중량%까지 희석시킨 다음, 진공 여과하여, 크기가 약 220 nm이고 약 -20mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함한 전자 잉크를 제조하였다.
실시예 6
약 1 중량%의 폴리이소부틸렌 숙신이미드 및 약 10 중량%의 고분자 과분산제를 이소파라핀 유체로 도입하여 용액을 형성하였다. 약 10 중량%의 실리카 코팅된 카본블랙 안료(CB)를 상기 용액에 부가하고, 수득한 혼합물을 ZrO2 밀링 비드를 사용하여 비드 밀링하였다. 밀링된 혼합물에 이소파라핀 유체를 서서히 부가함으로써 실리카 코팅된 카본블랙(CB) 약 5 중량%까지 희석시킨 다음, 진공 여과하였다. 상기 희석된 혼합물에 약 2 중량%의 에톡시화(3) 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트를 부가하였다. 이러한 생성물이 제조한 전자 잉크는, 크기가 약 190nm이고 (비교예 5에 개시된 방법에 의해 형성된 전자 잉크의 것보다 높은) 약 -30mV의 제타 전위를 가지는 음으로 하전된 카본 블랙 안료 입자를 포함하였다.
실시예 2 내지 4 및 실시예 6은 각각 본 명세서에 개시된 분자 첨가제 중 하나를 포함한 반면, 비교예 1 및 비교예 5는 이러한 분자를 포함하지 않았다. 실시예들로부터 설명되는 바와 같이, 여기 개시된 분자 첨가제를 포함하는 잉크의 제타 전위는 비교예의 제타 전위보다 높았다.
몇몇 구현예들을 상세히 설명하였으나, 당해 기술분야의 통상의 기술자의 관점에서 이러한 개시된 구현예들이 변경될 수 있음은 명백하다. 따라서, 전술한 기재 내용은 한정적이라기 보다는 설명을 위한 것으로 고려되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 비극성 캐리어 유체;
    상기 비극성 캐리어 유체 내에 분산된 복수개의 음으로 하전된 착색제 입자들 (10, 20);
    각각 질소 또는 산소 원자를 포함하는 2개 이상의 분지를 가지는 소분자 첨가제(MA); 및
    전하 디렉터를 포함하되,
    각각의 상기 음으로 하전된 착색제 입자 (10, 20)는 산성 관능기(AFG)로 개질된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 음으로 하전된 착색제 입자(10, 20)은 약 1㎚ 내지 약 10㎛의 범위의 평균 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 상기 착색제 입자(10, 20) 표면은 상기 산성 관능기(AFG)와 상기 착색제 입자 (10, 20)을 연결하도록 구성된 스페이스기(SG)를 더 포함하고, 상기 스페이스기(SG)는 벤젠, 치환 벤젠, 나프탈렌, 지방족 사슬을 포함하는 분자, 치환된 나프탈렌, 헤테로 방향족 구조물, 무기 코팅 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산성 관능기(AFG)는 OH, SH, COOH, CSSH, COSH, SO3H, PO3H, OSO3H, OPO3H, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소분자 첨가제(MA)는 하기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크:
    ⅰ)
    Figure pct00015

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅱ)
    Figure pct00016

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅲ)
    Figure pct00017

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅳ)
    Figure pct00018

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅴ)
    Figure pct00019

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅵ)
    Figure pct00020

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택됨.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색제 입자(10, 20)은 황색 안료입자, 녹색 안료입자, 갈색 안료입자, 청녹색 안료입자, 청색 안료입자, 마젠타 안료입자, 적색 안료입자, 주황색 안료입자, 백색 안료입자, 스팟-컬러 안료입자, 및 흑색 안료입자로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크의 제타 전위는 -20 초과 내지 약 -200 mV의 범위인 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비극성 캐리어 유체는, 퍼클로로에틸렌, 할로카본, 시클로헥산, 도데칸, 광유, 이소파라핀 유체, 실록산 및 이들의 조합으로부터 선택되는 비극성 용매인 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  9. 비극성 캐리어 유체;
    비극성 용매 내에서 역전 마이셀을 형성할 수 있는 전하 디렉터;
    상기 비극성 용매 내에 분산된, 복수개의 음으로 하전된 비전도성 카본블랙 착색제 입자들 (10, 20); 및
    각각 질소 또는 산소 원자를 포함하는 2개 이상의 분지를 가진 소분자 첨가제(MA)를 포함하되,
    상기 음으로 하전된 비전도성 카본블랙 착색제 입자(10, 20) 각각은, 표면을 가진 코어 착색제 입자(10); 및 상기 코어 착색제 입자(10)의 표면에 제공된 무기 절연 코팅(12)를 포함하고, 상기 무기 절연 코팅(12)는 ⅰ) 상기 전하 디렉터와의 산-염기 반응 또는 ⅱ) 상기 표면 상에 상기 전하 디렉터로부터 형성된 하나 이상 상기 역전 마이셀의 흡착에 의해 하전될 수 있는 하나 이상의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전하 디렉터는 ⅰ) 중성 및 비해리성 모노머, ⅱ) 중성 및 비해리성 폴리머, ⅲ) 해리되어 전하를 형성할 수 있는 이온성 분자, ⅳ) 양쪽성 이온, 및 ⅴ) 전하를 형성하도록 산 또는 염기와 반응하거나 해리할 수 없는 비-하전성 중성 분자로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 소분자 첨가제(MA)는, 상기 복수개의 착색제 입자(10, 20)을 상기 전하 디렉터와의 산-염기 반응에 의해 더 하전성이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소분자 첨가제(MA)는 하기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크:
    ⅰ)
    Figure pct00021

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅱ)
    Figure pct00022

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅲ)
    Figure pct00023

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅳ)
    Figure pct00024

    여기서, R1 및 R2는 각각 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅴ)
    Figure pct00025

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅵ)
    Figure pct00026

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택됨.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 잉크의 제타 전위를 향상시키기 위해 상기 착색제 입자(10, 20)과 상호 작용하도록 구성된 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 잉크는 전기 영동 현상, 전기 대류 흐름, 그 외 동전기 효과, 또는 이들의 조합을 이용한 전기 광학 디스플레이에서 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 잉크.
  15. 하기 식들 중 하나로부터 선택된 전자 잉크용 소분자 첨가제(MA):
    ⅰ)
    Figure pct00027

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅱ)
    Figure pct00028

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 지방족기, 방향족 아실기, 알케닐기 및 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅲ)
    Figure pct00029

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅳ)
    Figure pct00030

    여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅴ)
    Figure pct00031

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택되며;
    ⅵ)
    Figure pct00032

    여기서, R1은 알킬기, 분기형 알킬기, 알케닐기, 또는 분기형 알케닐기로부터 선택되고, x, y, 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위의 정수로부터 선택됨.
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