TW201903073A - 提供雙穩定性之電泳油墨 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及電泳油墨、製備電泳油墨之方法、包含該電泳油墨之電泳顯示器、包含該電泳油墨之智慧窗以及該電泳油墨在電泳顯示器或智慧窗中之用途以及至少一種表面處理之二氧化矽用於改良電泳油墨之雙穩定性的用途。

Description

提供雙穩定性之電泳油墨
本發明涉及電泳油墨、製備電泳油墨之方法、包含該電泳油墨之電泳顯示器、包含該電泳油墨之智慧窗以及該電泳油墨在電泳顯示器或智慧窗中之用途以及至少一種表面處理之二氧化矽用於改良電泳油墨之雙穩定性的用途。
以低成本以及戶外可讀為特徵之反射及明亮的顯示器以及智慧窗具有大的市場潛力。目前之反射型顯示器通常係基於電泳現象且因此稱為電泳顯示器(e顯示器)。
該等e顯示器及智慧窗為業內所熟知。舉例而言，US 7,110,162 B2涉及電泳油墨，其包含氟化溶劑作為連續相、帶電顏料粒子或含有顏料之微膠囊作為分散相及包含以下之電荷控制劑：(i) 連續相中之可溶性氟化吸電子或推質子化合物或聚合物及分散相中之推電子或吸質子化合物或聚合物；或(ii) 連續相中之可溶性氟化推電子或吸質子化合物或聚合物及吸電子或分散相中之推質子化合物或聚合物。EP 1 231 500 A2涉及包含微膠囊之電可定址之油墨，該微膠囊包含：具有第一電荷之第一粒子；及具有第二電荷之第二粒子；其中向該微膠囊施加具有第一極性之電場藉由引起該第一粒子及該第二粒子中之一者在因應於該電場之方向上遷移而實現可感知之顏色變化。WO 2011/046564 A1雙色電子可定址之油墨包括非極性載劑流體、第一顏色之第一著色劑及不同於第一顏色之第二顏色之第二著色劑。第一著色劑包括粒子核(C1)及連接至粒子核(C1)表面之鹼性官能基(BFG)。第二著色劑包括粒子核(C2)及連接至粒子核(C2)表面之酸性官能基(AFG)。酸性官能基(AFG)及鹼性官能基(BFG)經構形以在非極性載劑流體內相互作用以在第一著色劑上生成電荷並在第二著色劑上生成相反電荷。
然而，市售電泳油墨(e-油墨)材料通常僅能夠在白色、灰色或黑色反射狀態之間切換。亦即，其不能提供透明狀態且因此不可用於智慧窗。此外，填充有e-油墨之市售e顯示器之缺點為其通常不能提供期望亮度。除此之外，市售e顯示器通常提供減少量之像素，即三分之一紅色、三分之一藍色及三分之一綠色，使得顯示器之色譜受到限制。因此，目前可用之e-油墨之應用限於e顯示器，並且在智慧窗中完全不可能。此外，市售e-油墨需要封裝及/或表面接枝顏料，這增加了製程之複雜性及成本。此外，市售顯示器中使用之電泳油墨材料具有相對高的黏度，使得若電壓改變，則材料之重新定向需要幾秒鐘。
因此，業內需要提供電泳油墨，其避免了前述缺點，並且當在電泳顯示器或智慧窗中使用時尤其容許在透明及多色或半透明狀態之間切換。此外，當在電泳顯示器中使用時，期望提供具有高亮度以及覆蓋大的色譜(即紅色、綠色及藍色中之所有像素)之電泳油墨。此外，期望包含e-油墨之顯示器上之影像保留一段時間、較佳幾秒，即使當移除所有電源時。亦即，期望提供雙穩定性超過1秒、較佳超過2秒且最佳超過5秒之雙穩電泳油墨，且因此容許電泳油墨材料足夠快速重新定向。
因此，本發明之目標係提供電泳油墨，尤其可用於電泳顯示器或智慧窗之電泳油墨。此外，本發明之目標係提供在智慧窗應用中容許在透明及半透明以及非透明狀態之間切換的電泳油墨。此外，本發明之目標係提供在e顯示器應用中容許在白色及黑色以及多色狀態之間切換的電泳油墨。本發明之另一目標係提供在e顯示器中提供高亮度之電泳油墨。本發明之又一目標係提供覆蓋大的色譜之電泳油墨。本發明之又一目標係提供提供電泳油墨，該電泳油墨提供超過1秒、較佳超過2秒且最佳超過5秒之雙穩定性，且因此容許電泳油墨材料足夠快速重新定向。
上述及其他目標係藉由本發明之標的物來解決。根據本發明之第一態樣，提供電泳油墨。該電泳油墨包含a) 至少一種載劑流體， b) 分散於至少一種載劑流體中之顏料粒子， c) 電荷控制劑混合物，該電荷控制劑混合物包含 i) 至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，及 ii) 至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，及 d) 至少一種表面處理之二氧化矽。
本發明者驚奇地發現如本文定義之電泳油墨(即包含至少一種載劑流體、分散載劑流體中之顏料粒子、電荷控制劑之界定之混合物及至少一種表面處理之二氧化矽的電泳油墨)可在電泳顯示器或智慧窗中用作電泳油墨且容許在透明及多色或半透明狀態之間切換。此外，電泳油墨具有高亮度且覆蓋大的色譜。此外，電泳油墨雙穩定超過2秒、即超過5秒，且因此容許電泳油墨材料足夠快速重新定向。
根據本發明之另一態樣，提供製備電泳油墨之方法。該方法包含以下步驟：a) 提供至少一種如本文定義之載劑流體， b) 提供如本文定義之顏料粒子， c) 視情況提供至少一種如本文定義之分散劑， d) 提供如本文定義之電荷控制劑混合物， e) 提供至少一種如本文定義之表面處理之二氧化矽，及 f) 組合步驟a)之至少一種載劑流體、步驟b)之顏料粒子、步驟c)之可選分散劑、步驟d)之電荷控制劑混合物及步驟e)之至少一種表面處理之二氧化矽。
根據本發明之又一態樣，提供電泳顯示器，其包含a) 頂層及底層，其中至少一者係透明的，及b) 夾在頂層與底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如本文定義之電泳油墨。
根據本發明之又一態樣，提供智慧窗，其包含a) 頂層及底層，其中頂層及底層係透明的，及b) 夾在頂層與底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如本文定義之電泳油墨。
根據本發明之再一態樣，提供如本文定義之電泳油墨在電泳顯示器或智慧窗中之用途。
根據本發明之又一態樣，提供如本文定義之至少一種表面處理之二氧化矽的用途，其較佳與如本文定義之電荷控制劑混合物一起用於改良電泳油墨之雙穩定性。
本發明電泳油墨之有利的實施例定義為相應子申請專利範圍內。
根據一實施例，至少一種載劑流體係選自包含脂肪族烴、鹵化烷烴、矽油及其混合物之群。
根據另一實施例，顏料粒子係選自由以下組成之群：彩色顏料、珠光顏料、導電顏料、磁屏蔽顏料、螢光顏料、填充顏料、抗腐蝕顏料、有機顏料、無機顏料及其混合物。
根據又一實施例，電泳油墨包含至少一種分散劑，較佳地，至少一種分散劑具有下式(I)其中p+q係30至200範圍內之整數，n+m係5至50範圍內之整數，X─ 係單價有機或無機酸之陰離子，R1 係C4 -C22 -直鏈或具支鏈烷基且R2 係包含C1 -C12 之基團。
根據一實施例，電荷控制劑混合物包含i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺及ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，其重量比[i)/ii)]在1:10至1:1.5、較佳1:8至1:1.8且最佳1:5至1:2之範圍內。
根據另一實施例，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係聚二甲基矽氧烷取代之三級胺。
根據又一實施例，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係下式(IIa)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；及/或下式(IIb)之化合物其中x係5至20範圍內之整數且y係0至12範圍內之整數；及/或下式(IIc)之化合物根據一實施例，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子及乙基硫酸根陰離子。
根據另一實施例，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子及乙基硫酸根陰離子。
根據又一實施例，至少一種表面處理之二氧化矽i)係至少一種表面處理之發煙二氧化矽，及/或ii)基於至少一種表面處理之二氧化矽之總重量，包含介於0.5 wt.-%至22 wt.-%範圍之量的氧化鋁，及/或iii) 在至少一種表面處理之二氧化矽之表面上包含含有選自由以下組成之群之含矽化合物的處理層：矽烷及/或其反應產物、矽氧烷及/或其反應產物、矽氮烷及/或其反應產物、矽油及/或其反應產物及其混合物。
根據一實施例，至少一種表面處理之二氧化矽具有i) 4 nm至200 nm、較佳5 nm至180 nm且最佳5 nm至150 nm之重量中值粒徑d 50 ，及/或ii) 10 m2 /g至400 m2 /g、較佳25 m2 /g至350 m2 /g且最佳30 m2 /g至300 m2 /g之比表面積(BET)，如使用氮及根據ISO 9277之BET方法所量測。
在下文中，將更詳細闡述本發明方法之詳情及較佳實施例。應理解，該等技術詳情及實施例亦適於本發明產物及用途。
電泳油墨包含a) 至少一種載劑流體， b) 分散於至少一種載劑流體中之顏料粒子， c) 電荷控制劑混合物，該電荷控制劑混合物包含 i) 至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，及 ii) 至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，及 d) 至少一種表面處理之二氧化矽。
因此，電泳油墨之一種基本組分係至少一種載劑流體。
術語「至少一種」意指載劑流體包含一或多種載劑流體，較佳由其組成。
在一個實施例中，至少一種載劑流體包含一種載劑流體，較佳由其組成。或者，至少一種載劑流體包含兩種或更多種載劑流體，較佳由其組成。舉例而言，至少一種載劑流體包含兩種或三種載劑流體，較佳由其組成。換言之，若至少一種載劑流體包含兩種或更多種載劑流體，較佳由其組成，則至少一種載劑流體包含不同載劑流體之混合物，較佳由其組成。
若至少一種載劑流體係不同載劑流體之混合物，則混合物包含兩種至五種載劑流體，較佳由其組成。舉例而言，載劑流體之混合物包含兩種或三種載劑流體，較佳由其組成。
較佳地，至少一種載劑流體包含一種載劑流體，更佳由其組成。
舉例而言，至少一種載劑流體具有低介電常數，例如約4或更小，例如在0.5至2範圍內。
在一個實施例中，至少一種載劑流體實質上不含離子。
適宜載劑流體係選自包含脂肪族烴、鹵化烷烴、矽油及其混合物之群。
脂肪族烴之實例包括庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十四烷、己烷、環己烷、石蠟族溶劑(例如ISOPAR™ (Exxon)、NORPAR™ (Exxon)、SHELL-SOL™ (Shell)及SOL-TROL™ (Shell)系列)。使用脂肪族烴作為至少一種載劑流體係有利的，此乃因其良好介電強度及非反應性。
脂肪族烴較佳具有約4或更小、例如在0.5至2範圍內之介電常數。另外或或者，脂肪族烴具有在1.4至1.5範圍內、例如在1.4至1.45範圍內之折射率。
在一個實施例中，脂肪族烴較佳具有在0.6 gcm-3 至0.8 gcm-3 範圍內、例如在0.7 gcm-3 至0.8 gcm-3 範圍內之密度。
鹵化烷烴可包括部分或完全鹵化烷烴。舉例而言，鹵化烷烴係選自包含四氟二溴乙烯、四氯乙烯、三氟氯乙烯、四氯化碳及其混合物之群，較佳由其組成之群。
鹵化烷烴較佳具有約4或更小、例如在1.5至2範圍內之介電常數。另外或或者，鹵化烷烴具有約1.4或更小、例如在1.3至1.4範圍內之折射率。
在一個實施例中，鹵化烷烴較佳具有在1.0 gcm-3 至1.9 gcm-3 範圍內、例如在1.3 gcm-3 至1.8 gcm-3 範圍內之密度。
聚矽氧油之實例包括八甲基環矽氧烷、聚(甲基苯基矽氧烷)、六甲基二矽氧烷、聚二甲基矽氧烷及其混合物。
聚矽氧油較佳具有約3或更小、例如在2至2.8範圍內之介電常數。另外或或者，聚矽氧油具有1.45或更小、例如在1.4至1.45範圍內之折射率。
在一個實施例中，聚矽氧油較佳具有在0.8 gcm-3 至1.0 gcm-3 範圍內、例如在0.9 gcm-3 至1.0 gcm-3 範圍內之密度。
電泳油墨較佳包含至少一種載劑流體，基於電泳油墨之總重量，其之量介於30 wt.-%至95 wt.-%、更佳40 wt.-%至94.5 wt.-%且最佳50 wt.-%至94 wt.-%之範圍內。
本發明進一步要求電泳油墨包含分散於至少一種載劑流體中之顏料粒子。
應瞭解，電泳油墨較佳不含具有表面官能化之顏料，例如封裝顏料及/或表面接枝之顏料。
在一個實施例中，顏料粒子包含一種顏料粒子，較佳由其組成。或者，顏料粒子包含兩種或更多種顏料粒子，較佳由其組成。舉例而言，顏料粒子包含兩種或三種顏料粒子，較佳由其組成。
較佳地，顏料粒子包含一種顏料粒子，較佳由其組成。
在一個實施例中，顏料粒子係選自由以下組成之群：彩色顏料、珠光顏料、導電顏料、磁屏蔽顏料、螢光顏料、填充顏料、抗腐蝕顏料、有機顏料、無機顏料及其混合物。較佳地，顏料粒子係彩色顏料。
若顏料粒子係彩色顏料，則顏料粒子較佳選自黑色顏料粒子、青色顏料粒子、洋紅顏料粒子、黃色顏料粒子及其混合物。
應瞭解，顏料粒子、較佳彩色顏料且最佳選自黑色顏料粒子、青色顏料粒子、洋紅顏料粒子、黃色顏料粒子及其混合物之顏料粒子通常為業內熟知且因此在本申請案中無需更詳細闡述。此外，眾所周知適用於欲製備之產物之所有顏料粒子皆可用於本發明之電泳油墨中。
黑色顏料粒子較佳選自下式(a)及/或式(b)之顏料粒子更佳地，黑色顏料粒子選自式(a)或式(b)之顏料粒子。
青色顏料粒子較佳選自下式(c)及/或式(d)之顏料粒子。更佳地，青色顏料粒子選自式(c)或式(d)之顏料粒子。
洋紅顏料粒子較佳選自下式(e)及/或式(f)及/或式(g)之顏料粒子更佳地，洋紅顏料粒子選自式(e)或式(f)或式(g)之顏料粒子。
黃色顏料粒子較佳選自下式(h)及/或式(i)及/或式(j)及/或式(k)之顏料粒子 更佳地，黃色顏料粒子選自式(h)或式(i)或式(j)或式(k)之顏料粒子。
應瞭解，DPP紅色及鹵化酞青素亦可用作顏料粒子。
顏料粒子較佳具有≤ 100 nm、較佳≤ 75 nm且最佳≤ 50 nm之粒徑d 50 。值d50 係指重量中值粒徑，即所有粒子之50 wt.-%大於或小於此粒徑。粒徑可使用動態光散射或TEM量測。舉例而言，粒徑可使用Zetasizer Nano of Malvern Instruments Ltd測定。
電泳油墨包含顏料粒子，基於電泳油墨之總重量，較佳其之量介於0.1 wt.-%至15 wt.-%、更佳0.2 wt.-%至13 wt.-%且最佳0.5 wt.-%至10 wt.-%之範圍內。
在一個實施例中，藉由使用至少一種分散劑以避免沉降，將顏料粒子分散於至少一種載劑流體中。
因此，電泳油墨較佳包含至少一種分散劑。
至少一種分散劑可為業內已知用於電泳顯示器中所使用之電泳油墨的任何分散劑。
至少一種分散劑包含一種分散劑，較佳由其組成。或者，至少一種分散劑包含兩種或更多種分散劑，較佳由其組成。舉例而言，至少一種分散劑包含兩種或三種分散劑，較佳由其組成。
較佳地，至少一種分散劑包含一種分散劑，更佳由其組成。
舉例而言，至少一種分散劑係下式(I)之化合物其中p+q係30至200範圍內之整數，n+m係5至50範圍內之整數，X─ 係單價有機或無機酸之陰離子，R1 係C4 -C22 -直鏈或具支鏈烷基且R2 係包含C1 -C12 之基團。
在本申請案之含義中，式(I)中之術語「嵌段」指示該術語之每一側上之單體之空間分離。亦即，p及q個元素之單體形成嵌段共聚物且n及m個元素之單體形成另一嵌段共聚物，其中術語「嵌段」代表該等嵌段之分離。
應瞭解，R1 係C4 -C22 -直鏈或具支鏈烷基。
如本文所用術語「烷基」係飽和脂肪族基團之基團，包括直鏈烷基及具支鏈烷基，其中該等直鏈及具支鏈烷基可各自視情況經例如羥基取代。
因此，R1 可為C4 -C22 直鏈或具支鏈烷基，例如經取代或未經取代之C4 -C22 直鏈或具支鏈烷基，較佳地R1 係C6 -C20 直鏈或具支鏈烷基，例如經取代或未經取代之C6 -C20 直鏈或具支鏈烷基，甚至更佳地R1 係C8 -C18 直鏈或具支鏈烷基，例如經取代或未經取代之C8 -C18 直鏈或具支鏈烷基，且最佳地R1 係C10 -C16 直鏈或具支鏈烷基，例如經取代或未經取代之C10 -C16 直鏈或具支鏈烷基。
在一個實施例中，R1 係未經取代之C4 -C22 直鏈烷基、較佳未經取代之C6 -C20 直鏈烷基、甚至更佳未經取代之C8 -C18 直鏈烷基且最佳未經取代之C10 -C16 直鏈烷基。
如本文所用術語「包含C1 -C12 之基團」係未經取代或經取代之飽和脂肪族或芳香族基團之基團，包括未經取代或經取代之直鏈烷基及未經取代或經取代之具支鏈烷基及未經取代或經取代之芳香族基團、較佳經取代之芳香族基團。
因此，R2 可為C1 -C12 -烷基，例如未經取代之直鏈或具支鏈C1 -C12 -烷基，較佳地R2 係C2 -C10 -烷基，例如未經取代之直鏈或具支鏈C2 -C10 -烷基，更佳地R2 係C2 -C9 -烷基，例如未經取代之直鏈或具支鏈C2 -C9 -烷基，甚至更佳地R2 係C2 -C8 -烷基，例如未經取代之直鏈或具支鏈C2 -C8 -烷基。或者，R2 可為C1 -C12 -烷基，例如經取代之直鏈或具支鏈C1 -C12 -烷基，較佳地R2 係C2 -C10 -烷基，例如經取代之直鏈或具支鏈C2 -C10 -烷基，更佳地R2 係C2 -C9 -烷基，例如經取代之直鏈或具支鏈C2 -C9 -烷基，甚至更佳地R2 係C2 -C8 -烷基，例如經取代之直鏈或具支鏈C2 -C8 -烷基，例如部分或完全鹵化(例如氯化)之直鏈或具支鏈C2 -C8 -烷基。
舉例而言，R2 係未經取代之直鏈C1 -C12 -烷基，較佳未經取代之直鏈C2 -C10 -烷基，更佳未經取代之直鏈C2 -C9 -烷基，且甚至更佳未經取代之直鏈C2 -C8 -烷基。
在一個實施例中，R2 係未經取代之芳香族C6 -C12 -基團，較佳地R2 係未經取代之芳香族C6 -C10 -基團，更佳地R2 係未經取代之芳香族C6 -或C7 -基團，例如苯基或苄基。或者，R2 係經取代之芳香族C6 -C12 -基團，較佳地R2 係經取代之芳香族C6 -C10 -基團，更佳地R2 係經取代之芳香族C6 -或C7 -基團，例如鹵化(例如氯化)之苯基、甲基苯基或苄基，例如3-氯-4-甲基苯基或3-氯-5-甲基苯基。
為了增加分散劑對顏料粒子之親和性，有利的是，R2 係經取代之芳香族C6 -C12 -基團。
應瞭解，X─ 係單價有機或無機酸之陰離子。舉例而言，X─ 係單價無機酸之陰離子，例如氯離子、溴離子或碘離子。在一個實施例中，X─ 係溴離子或碘離子。
嵌段之特定比率係有利的以在分散劑對顏料粒子之親和性與分散劑對載劑流體之親和性之間獲得良好平衡。因此，本發明之一個要求係p+q之和係30至200範圍內之整數且n+m之和係5至50範圍內之整數。
在一個實施例中，p+q之和係50至150範圍內之整數、較佳50至125範圍內之整數且最佳50至100範圍內之整數。
應瞭解，p較佳係45至60範圍內之整數。另外，q較佳係15至30範圍內之整數。
在一個實施例中，n+m之和係5至40範圍內之整數、較佳5至30範圍內之整數且最佳5至20範圍內之整數。
在一個實施例中，n較佳係0至5範圍內之整數。另外，m係6至11範圍內之整數。舉例而言，n係0且m係11。
電泳油墨包含至少一種分散劑(若存在)，基於電泳油墨之總重量，較佳其之量介於0.1 wt.-%至1.5 wt.-%、更佳0.15 wt.-%至1.3 wt.-%且最佳0.2 wt.-%至1.0 wt.-%之範圍內。
應瞭解，至少一種分散劑可與增效劑組合用於本發明之電泳油墨中。熟習此項技術者知道術語「增效劑」之含義且因此該術語無需在本申請案中更詳細闡述。因此，眾所周知適用於欲製備之產物之任何增效劑可用於本發明之電泳油墨中
至少一種分散劑較佳與增效劑組合用於本發明之電泳油墨中。在一個實施例中，至少一種分散劑與增效劑及顏料粒子組合用於本發明之電泳油墨中。
為了在多色與透明狀態之間達成切換，電泳油墨必須包含電荷控制劑之特定混合物。
因此，本發明之一個要求係電荷控制劑混合物包含i) 至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，及 ii) 至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨。
在一個實施例中，電荷控制劑混合物由以下組成i) 至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，及 ii) 至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨。
術語「相對離子」在本發明之含義中係指伴隨至少一種聚二甲基矽氧烷取代之四級銨以維持電中性的單價或二價陰離子、較佳單價陰離子。較佳地，相對離子係選自鹵離子或有機硫酸根，更佳地相對離子係選自由以下組成之群之鹵離子或有機硫酸根：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
較佳地，電荷控制劑混合物包含i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺及ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，其重量比[i)/ii)]在1:10至1:1.5、較佳1:8至1:1.8且最佳1:5至1:2之範圍內。
術語「至少一種」意指聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含一或多種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
在一個實施例中，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。或者，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含兩種或更多種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。舉例而言，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含兩種或三種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。換言之，若至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含兩種或更多種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成，則其較佳包含不同聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺的混合物，由其組成。
若至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係不同化合物之混合物，則混合物包含兩種至五種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。舉例而言，混合物包含兩種或三種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
在一個實施例中，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
在替代實施例中，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之二級胺或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。舉例而言，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之二級胺，較佳由其組成。舉例而言，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
在替代實施例中，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。舉例而言，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
若至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，則獲得尤佳之結果。因此，若至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係化合物之混合物，則混合物較佳包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，更佳由其組成。或者，混合物包含聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺。或者，混合物包含聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，較佳由其組成。
在一個實施例中，至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺包含一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，更佳由其組成。
鑒於關於有色與透明狀態之間之切換獲得之尤佳結果，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺較佳係聚二甲基矽氧烷取代之三級胺。
應瞭解，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺較佳係下式(IIa)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；及/或下式(IIb)之化合物其中x係5至20範圍內之整數且y係0至12範圍內之整數；及/或下式(IIc)之化合物其中x係5至20範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數。
舉例而言，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺較佳係下式(IIa)之化合物，其中x係7至17範圍內之整數，較佳地x係9至15範圍內之整數，更佳地x係10至13範圍內之整數且最佳x係10或12。
另外或或者，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之二級胺較佳係下式(IIb)之化合物其中x係7至17範圍內之整數且y係0至12範圍內之整數，較佳地x係9至15範圍內之整數且y係0至9範圍內之整數，更佳地x係10至13範圍內之整數且y係0至7範圍內之整數，且最佳地x係10或12且y係1至5範圍內之整數，例如y係2至4範圍內之整數，例如3。
另外或或者，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之三級胺較佳係下式(IIc)之化合物其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，較佳地x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，更佳地x係10至13範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至7範圍內之整數，且最佳地x係10或12且y及z彼此獨立且係1至5範圍內之整數，例如y及z彼此獨立且係2至4範圍內之整數，例如3。
較佳地，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係式(IIc)之化合物。
應瞭解，i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺具有在5 mPas至15 mPas範圍內、較佳在8 mPas至12 mPas範圍內之黏度。黏度係藉由使用Brookfield黏度計測定；在操作期間，將樣品維持於25℃ ± 2℃。
此外，需要電荷控制劑混合物包含至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨。
術語「至少一種」意指具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含一或多種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。
在一個實施例中，具有相對離子之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。或者，至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含兩種或更多種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。舉例而言，至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含兩種或三種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。換言之，若至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含兩種或更多種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成，則具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨包含不同的具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨之混合物，較佳由其組成。
若至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係不同化合物之混合物，則混合物包含兩種至五種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。舉例而言，混合物包含兩種或三種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，較佳由其組成。
較佳地，至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨。
在一個實施例中，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
舉例而言，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
或者，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
較佳地，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係10至13範圍內之整數且y及z係0至7範圍內之相同整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
舉例而言，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物其中x係10或12且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
在替代實施例中，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
舉例而言，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
或者，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
較佳地，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係10至13範圍內之整數且y及z係0至7範圍內之相同整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
舉例而言，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物其中x係10或12且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
應瞭解，ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨具有在300 mPas至400 mPas範圍內、較佳在330 mPas至360 mPas範圍內之黏度。黏度係藉由使用Brookfield黏度計測定；在操作期間，將樣品維持於25℃ ± 2℃。
因此，較佳地，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 至少一種式(IIa)及/或式(IIb)及/或式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺 及 ii) 至少一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子，或 iii) 至少一種下式(IV)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
較佳地，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 至少一種下式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之三級胺其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，及 ii) 至少一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子，或 iii) 至少一種下式(IV)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係7至17範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
較佳地，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 至少一種下式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之三級胺其中x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，且 ii) 至少一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子，或 iii) 至少一種下式(IV)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係9至15範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至9範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
更佳地，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 至少一種下式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之三級胺其中x係10至13範圍內之整數且y及z彼此獨立且係0至7範圍內之整數， 及 ii) 至少一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係10至13範圍內之整數且y及z係0至7範圍內之相同整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子，或 iii) 至少一種下式(IV)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係10至13範圍內之整數且y及z係0至7範圍內之相同整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
最佳地，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 至少一種下式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之三級胺其中x係10或12且y及z彼此獨立且係1至5範圍內之整數，例如y及z彼此獨立且係2至4範圍內之整數，例如3，及 ii) 至少一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係10或12且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子，或 iii) 至少一種下式(IV)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係10或12且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子、乙基硫酸根陰離子、丙基硫酸根陰離子及丁基硫酸根陰離子。
關於電荷控制劑混合物，較佳地，式(IIc)及式(III)或式(IV)中之x相同及/或式(IIc)及式(III)或式(IV)中之y相同及/或式(IIc)及式(III)或式(IV)中之z相同。舉例而言，式(IIc)及式(III)或式(IV)中之x相同且式(IIc)及式(III)或式(IV)中之y相同且式(IIc)及式(III)或式(IV)中之z相同。或者，式(IIc)及式(III)或式(IV)中之x相同或式(IIc)及式(III)或式(IV)中之y相同或式(IIc)及式(III)或式(IV)中之z相同。
在一個實施例中，式(IIc)及式(III)或式(IV)中之x相同或式(IIc)及式(III)或式(IV)中之y相同且式(IIc)及式(III)或式(IV)中之z相同。
尤佳地，式(IIc)及式(III)或式(IV)中之y及z相同。
在一個實施例中，電荷控制劑混合物包含以下，較佳由其組成：i) 一種下式(IIc)之聚二甲基矽氧烷取代之三級胺其中x係10或12且y及z彼此獨立且係1至5範圍內之整數，例如y及z彼此獨立且係2至4範圍內之整數，例如3，及 ii) 一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨其中x係10且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係碘離子或甲基硫酸根陰離子，及/或 iii) 一種下式(III)之具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨iv) 其中x係12且y及z係1至5範圍內之相同整數，較佳y及z係2至4範圍內之相同整數，例如y及z係3，且X─ 係碘離子或甲基硫酸根陰離子。
基於電泳油墨之總重量，電泳油墨包含較佳5 wt.-%至40 wt.-%之量、更佳10 wt.-%至30 wt.-%之量的電荷控制劑混合物。
舉例而言，基於電泳油墨之總重量，電泳油墨包含5 wt.-%至40 wt.-%之量、更佳10 wt.-%至30 wt.-%之量的包括相對離子之電荷控制劑混合物。
在一個實施例中，基於電泳油墨之總重量，電泳油墨包含1 wt.-%至12 wt.-%之量、更佳2 wt.-%至8 wt.-%之量的至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺。
另外或或者，基於電泳油墨之總重量，電泳油墨包含5 wt.-%至17 wt.-%之量、更佳7 wt.-%至15 wt.-%之量的至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨。
應瞭解，電泳油墨中至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨的量較佳高於至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺的量。
較佳地，電泳油墨包含i)之至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺及ii)之至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，其重量比[i)/ii)]介於1:10至1:1.5、較佳1:8至1:1.8且最佳1:5至1:2之範圍內。
為了改良電泳油墨之雙穩定性超過15秒且因此降低包含e-油墨之顯示器之功率消耗，本發明者驚奇地發現，電泳油墨必須包含至少一種表面處理之二氧化矽。
因此，電泳油墨之另一基本組分係至少一種表面處理之二氧化矽。
術語「表面處理之二氧化矽」在本發明之含義中係指已經與表面處理劑接觸以例如在二氧化矽表面(至少一部分)上獲得處理層的二氧化矽。
因此，「處理層」在本發明之含義中係指包含表面處理及/或其反應產物、較佳由其組成之層。
術語「至少一種」意指表面處理之二氧化矽包含一或多種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽包含一種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。或者，至少一種表面處理之二氧化矽包含兩種或更多種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。舉例而言，至少一種表面處理之二氧化矽包含兩種或三種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。換言之，若至少一種表面處理之二氧化矽包含兩種或更多種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成，則至少一種表面處理之二氧化矽包含不同表面處理之二氧化矽之混合物，較佳由其組成。
應瞭解，術語「不同」表面處理之二氧化矽係指用不同表面處理試劑對相同二氧化矽進行表面處理(同時或分開)，或係指用相同表面處理試劑對不同二氧化矽(例如不同之處在於比表面積)進行表面處理。
術語經不同表面處理試劑「同時」表面處理在本發明之含義中意指對相同二氧化矽進行表面處理，使得二氧化矽在相同處理層中包含不同表面處理試劑。
術語經不同表面處理試劑「分開」表面處理在本發明之含義中意指對相同二氧化矽進行表面處理，使得二氧化矽在不同處理層中、即在不同二氧化矽粒子上包含不同表面處理試劑。
表面處理之二氧化矽較佳同時用不同表面處理試劑進行表面處理。
若至少一種表面處理之二氧化矽係不同表面處理之二氧化矽之混合物，則混合物包含兩種至五種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。舉例而言，表面處理之二氧化矽之混合物包含兩種或三種表面處理之二氧化矽，較佳由其組成。
較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽包含一種表面處理之二氧化矽，更佳由其組成。或者，至少一種表面處理之二氧化矽包含兩種不同表面處理之二氧化矽之混合物，更佳由其組成。
應瞭解，並不將至少一種表面處理之二氧化矽視為分散於至少一種載劑流體中之顏料粒子且因此並不計算為電泳油墨中存在之顏料粒子之量。
較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽係至少一種表面處理之發煙二氧化矽。
術語「發煙二氧化矽」為熟習此項技術者熟知且係指其一般含義。因此，無需發煙二氧化矽之詳細說明。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽具有4 nm至200 nm、較佳5 nm至180 nm且最佳5 nm至150 nm之重量中值粒徑d 50 。
另外或或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽具有10 m2 /g至400 m2 /g、較佳25 m2 /g至350 m2 /g且最佳30 m2 /g至300 m2 /g之比表面積(BET)，如使用氮及根據ISO 9277之BET方法所量測。
因此，較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽具有i) 4 nm至200 nm、較佳5 nm至180 nm且最佳5 nm至150 nm之重量中值粒徑d 50 ，或 ii) 10 m2 /g至400 m2 /g、較佳25 m2 /g至350 m2 /g且最佳30 m2 /g至300 m2 /g之比表面積(BET)，如使用氮及根據ISO 9277之BET方法所量測。
更佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽具有i) 4 nm至200 nm、較佳5 nm至180 nm且最佳5 nm至150 nm之重量中值粒徑d 50 ，及 ii) 10 m2 /g至400 m2 /g、較佳25 m2 /g至350 m2 /g且最佳30 m2 /g至300 m2 /g之比表面積(BET)，如使用氮及根據ISO 9277之BET方法所量測。
至少一種二氧化矽、較佳至少一種發煙二氧化矽經表面處理係基本特徵。表面處理尤其可改良雙穩定性且因此降低例如利用包含表面處理之二氧化矽、較佳表面處理之發煙二氧化矽之e-油墨之顯示器的整體功率消耗。
有利地，處理層包含一或多種含矽化合物、較佳一或多種含矽化合物及/或其反應產物。
術語「反應產物」係指藉由二氧化矽與一或多種含矽化合物接觸獲得之產物。該等反應產物係在一或多種含矽化合物與位於二氧化矽、較佳發煙二氧化矽之表面之分子之間形成。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含選自由以下組成之群之含矽化合物：矽烷及/或其反應產物、矽氧烷及/或其反應產物、矽氮烷及/或其反應產物、矽油及/或其反應產物及其混合物。
該等化合物為業內所熟知且可自多個供應商獲得，例如以來自EVONIK Resource Efficiency GmbH之AEROSIL® R 104、AEROSIL® R 106、AEROSIL® R 208、AEROSIL® R 709、AEROSIL® R 711、AEROSIL® R 805、AEROSIL® R 816、AEROSIL® R 972、AEROSIL® R 974、AEROSIL® R 8200、AEROSIL® R 812 S、AEROSIL® R 976 S、AEROSIL® RX 50、AEROSIL® RX200、AEROSIL® RY50、AEROSIL® RY 51、AEROSIL® RY 200、AEROSIL® NX 90 S及AEROSIL® NX 130獲得。
若至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上處理層包含矽烷及/或其反應產物作為含矽化合物，則矽烷較佳選自烷基矽烷、烷氧基矽烷、(甲基)丙烯基矽烷及其混合物。更佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含烷基矽烷及/或(甲基)丙烯基矽烷。
適宜矽烷係選自包含以下之群：甲基丙烯基矽烷、丙烯基矽烷、二十二烷基矽烷、十八烷基矽烷、十六烷基矽烷、十二烷基矽烷、癸基矽烷、辛基矽烷、己基矽烷、二甲基二氯矽烷、二甲氧基二甲基矽烷、乙基(三甲氧基)矽烷、三甲氧基(丙基)矽烷、異丁基(三甲氧基)矽烷、[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷、丁基矽烷、丙基矽烷、乙基矽烷、三(十二烷基)矽烷、三癸基矽烷、三辛基矽烷、三己基矽烷、三丁基矽烷、三丙基矽烷、三乙基矽烷、三甲氧基(十八烷基)矽烷、三乙氧基(十八烷基)矽烷、十六烷基(三甲氧基)矽烷、三乙氧基(十六烷基)矽烷、十二烷基(三甲氧基)矽烷、十二烷基(三乙氧基)矽烷、三甲氧基(辛基)矽烷、三乙氧基(辛基)矽烷、甲氧基(二甲基)辛基矽烷、己基(三甲氧基)矽烷、三乙氧基(己基)矽烷、丁基(三甲氧基)矽烷、丁基(三乙氧基)矽烷及其混合物。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(同時或分開地) (甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及烷基矽烷及/或其反應產物。
舉例而言，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(同時或分開地) [3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷及/或其反應產物及烷基矽烷(例如十八烷基矽烷、十六烷基矽烷、十二烷基矽烷、癸基矽烷、辛基矽烷或己基矽烷)及/或其反應產物。
若至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(同時或分開地) (甲基)丙烯基矽烷及烷基矽烷，則(甲基)丙烯基矽烷(及/或其反應產物)對烷基矽烷(及/或其反應產物)之重量比較佳係85:15至65:35，更佳80:20至70:30。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(同時或分開地) [3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷及烷基矽烷，使得[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷(及/或其反應產物)對烷基矽烷(及/或其反應產物)之重量比較佳係85:15至65:35，更佳80:20至70:30。
舉例而言，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及十八烷基矽烷及/或其反應產物。
或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及十六烷基矽烷及/或其反應產物。
或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及十二烷基矽烷及/或其反應產物。
或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及癸基矽烷及/或其反應產物。
或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及辛基矽烷及/或其反應產物。
或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及己基矽烷及/或其反應產物。
再次，二氧化矽可同時或分開經(甲基)丙烯基矽烷及烷基矽烷進行表面處理。較佳地，二氧化矽同時經(甲基)丙烯基矽烷及烷基矽烷進行表面處理。
因此，(甲基)丙烯基矽烷及/或其反應產物及烷基矽烷及/或其反應產物較佳同時在相同二氧化矽上，即在相同處理層中。
若至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含矽氧烷及/或其反應產物作為含矽化合物，則矽氧烷較佳係聚二烷基矽氧烷。
舉例而言，若至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含矽氧烷及/或其反應產物作為含矽化合物，則矽氧烷較佳選自聚二甲基矽氧烷、聚二乙基矽氧烷、八甲基環四矽氧烷及其混合物。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含聚二烷基矽氧烷及/或其反應產物。舉例而言，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含聚二甲基矽氧烷及/或其反應產物或聚二乙基矽氧烷及/或其反應產物。較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含聚二甲基矽氧烷及/或其反應產物。
若至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含矽氮烷及/或其反應產物作為含矽化合物，則矽氮烷較佳選自六甲基二矽氮烷、六乙基二矽氮烷及其混合物。更佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含六甲基二矽氮烷及/或其反應產物。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層包含聚矽氧油及/或其反應產物。
另外或或者，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽包含基於至少一種表面處理之二氧化矽之總重量介於0.5 wt.-%至22 wt.-%範圍內之量的氧化鋁。較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽包含基於至少一種表面處理之二氧化矽之總重量介於0.5 wt.-%至2 wt.-%或17 wt.-%至23 wt.-%範圍內之量的氧化鋁。
在一個實施例中，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽包含基於至少一種表面處理之二氧化矽之總重量介於0.5 wt.-%至22 wt.-%範圍內之量的氧化鋁，且包含在至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽之表面上的處理層，該處理層包含選自由以下組成之群之含矽化合物：矽烷及/或其反應產物、矽氧烷及/或其反應產物、矽氮烷及/或其反應產物、矽油及/或其反應產物及其混合物。
較佳地，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽僅包含在至少一種表面處理之二氧化矽之表面上的處理層，該處理層包含選自由以下組成之群之含矽化合物：矽烷及/或其反應產物、矽氧烷及/或其反應產物、矽氮烷及/或其反應產物、矽油及/或其反應產物及其混合物。亦即，至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽不含介於0.5 wt.-%至22 wt.-%範圍內之量的氧化鋁，且較佳不含氧化鋁。
基於電泳油墨之總重量，電泳油墨包含較佳2 wt.-%至30 wt.-%之量、更佳5 wt.-%至20 wt.-%之量的至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽。
本發明進一步涉及製備電泳油墨之方法，該包含以下步驟：a) 提供至少一種如本文定義之載劑流體， b) 提供如本文定義之顏料粒子， c) 視情況提供至少一種如本文定義之分散劑， d) 提供如本文定義之電荷控制劑混合物， e) 提供如本文定義之至少一種表面處理之二氧化矽、較佳至少一種表面處理之發煙二氧化矽，及 f) 組合步驟a)之至少一種載劑流體、步驟b)之顏料粒子、步驟c)之可選分散劑、步驟d)之電荷控制劑混合物及步驟e)之至少一種表面處理之二氧化矽。
組合之步驟可利用熟習此項技術者已知之任何習用組合方法來實施。舉例而言，組合可藉由混合步驟a)之至少一種載劑流體、步驟b)之顏料粒子、步驟c)之可選分散劑、步驟d)之電荷控制劑混合物及步驟e)之至少一種表面處理之二氧化矽來實施。
在一個實施例中，步驟f)係藉由使用珠粒混合及分散各組分來實施。珠粒可為業內已知用於混合及分散之任何珠粒。較佳地，珠粒係二氧化鋯珠粒，更佳具有0.1 mm至1 mm、例如0.2 mm至0.8 mm之粒徑d 50 之二氧化鋯珠粒。
較佳地，組合步驟f)係藉由混合步驟a)之至少一種載劑流體、步驟b)之顏料粒子、步驟c)之可選分散劑及步驟d)之電荷控制劑混合物以獲得組分之混合物來實施。隨後將步驟e)之至少一種表面處理之二氧化矽添加至步驟a)之至少一種載劑流體、步驟b)之顏料粒子、步驟c)之可選分散劑及步驟d)之電荷控制劑混合物的所得混合物中。
在一個實施例中，該方法進一步包含組合步驟f)中獲得之混合物與包含至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物、較佳由其組成的混合物之步驟g)。此步驟有利於避免形成顏料聚集物。
包含至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物、較佳由其組成之混合物包含基於混合物之總重量較佳介於15 wt.-%至40 wt.-%、更佳20 wt.-%至32 wt.-%範圍內之量的電荷控制劑混合物。因此，包含至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物、較佳由其組成之混合物包含基於混合物之總重量較佳介於60 wt.-%至85 wt.-%、更佳68 wt.-%至80 wt.-%範圍內之量的至少一種載劑流體。
應瞭解，包含步驟g)之至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物及步驟a)中提供之至少一種載劑流體、較佳由其組成的混合物中之至少一種載劑流體較佳相同。
另外或或者，包含步驟g)之至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物及步驟d)中提供之電荷控制劑混合物、較佳由其組成的混合物中之電荷控制劑混合物較佳相同。
若該方法包含步驟g)，則步驟f)中獲得之混合物及包含至少一種載劑流體及電荷控制劑混合物、較佳由其組成的混合物較佳以介於5:1至1:1、較佳3:1至1:1且最佳2:1至1:1範圍內之重量比[步驟f中獲得之混合物)/步驟g中添加之混合物)]組合。
本發明進一步係關於包含以下之電泳顯示器：a) 頂層及底層，其中至少一者係透明的，及 b) 夾在頂層與底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如本文定義之電泳油墨。
在較佳實施例中，頂層及底層係透明的。
此外，本發明係關於包含以下之電泳智慧窗：a) 頂層及底層，其中頂層及底層係透明的，及 b) 夾在頂層與底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如本文定義之電泳油墨。
電泳顯示器或智慧窗可具有熟習此項技術者已知用於電泳顯示器或智慧窗之任何習用配置。
電泳顯示器或智慧窗之有利的配置展示於圖1至4中。
舉例而言，例如藉由使用一或多個氧化銦錫(ITO)層，電泳顯示器或智慧窗單元之頂層及底層係導電層。較佳地，頂層及底層係透明的，更佳地頂層及底層係由ITO塗佈之玻璃製得。因此，頂層及底層較佳係導電層且係透明的，例如由ITO塗佈之玻璃製得(例如，參見圖1至5)。應瞭解，顯示器單元經配置使得其包括固定至ITO塗佈之玻璃底層之反射層(參見圖1及4)。與其相反，智慧窗單元不含固定至ITO塗佈之玻璃底層之反射層(參見圖2及5)。
電泳顯示器或智慧窗單元之頂層及底層較佳經配置使得其由間隔體分開(例如，參見圖1至5)。所形成單元較佳至少部分填充有如本文定義之電泳油墨。
在一個實施例中，電泳顯示器或智慧窗單元之頂層及底層因此係ITO塗佈之玻璃且由間隔體分開。
在電泳顯示器之一個實施例中，兩個或更多個顯示器單元彼此堆疊。在此配置中，該等單元較佳由黏合劑層彼此接合，即一個單元之底層與另一單元之頂層接合(例如，參見圖4)。較佳地，每一單元至少部分填充有相同或不同的黑色或有色電泳油墨，較佳有色電泳油墨。
在替代實施例中，提供單一顯示器單元。在此配置中，單元較佳至少部分填充有黑色或有色電泳油墨。
在智慧窗之一個實施例中，兩個或更多個顯示器單元彼此堆疊。在此配置中，該等單元較佳由黏合劑層彼此接合，即一個單元之底層與另一單元之頂層接合(例如，參見圖5)。較佳地，每一單元至少部分填充有相同或不同的黑色或有色電泳油墨，較佳有色電泳油墨。
在替代實施例中，提供單一智慧窗。在此配置中，單元較佳至少部分填充有黑色或有色電泳油墨。
鑒於所獲得之極佳結果，本發明亦係關於如本文定義之電泳油墨在電泳顯示器或智慧窗中之用途。
本發明亦係關於如本文定義之至少一種表面處理之二氧化矽的用途，其較佳與如本文定義之電荷控制劑混合物一起用於改良電泳油墨之雙穩定性。就此而言，應注意，本發明者驚奇地發現電泳油墨中存在至少一種表面處理之二氧化矽會改良雙穩定性，使得獲得超過15秒之值。
關於電泳油墨、至少一種表面處理之二氧化矽及電荷控制劑混合物，在更詳細定義電泳油墨、至少一種表面處理之二氧化矽、電荷控制劑混合物及其實施例時，參考上文提供之注釋。
基於以下實例可更佳地理解本發明之範疇及關注，該等實例意欲說明本發明之某些實施例且無限制性。
實例 使用以下材料：
1. 二氧化矽材料 在本申請案中，二氧化矽材料定義為在塊體中具有SiO2 之化學式之矽氧化物。市售二氧化矽材料及表面處理之二氧化矽材料二者皆用於本發明中。
1.1 市售二氧化矽材料 發煙二氧化矽粉末(表面積200-400 m2 g-1 )係自Sigma-Aldrich以及Evonik獲得：AEROSIL® 200、AEROSIL® 255、AEROSIL® 300及AEROSIL® 380。
以下表面處理之發煙二氧化矽係自Evonik獲得：AEROSIL® R 104、AEROSIL® R 106、AEROSIL® R 208、AEROSIL® R 709、AEROSIL® R 711、AEROSIL® R 805、AEROSIL® R 816、AEROSIL® R 972、AEROSIL® R 974、AEROSIL® R 8200、AEROSIL® R 812 S、AEROSIL® R 976 S、AEROSIL® RX 50、AEROSIL® RX200、AEROSIL® RY50、AEROSIL® RY 51、AEROSIL® RY 200、AEROSIL® NX 90 S及AEROSIL® NX 130。
1.2 方法 使用TEM測定表面處理之二氧化矽之重量中值粒徑d 50 。該方法及該儀器為熟習此項技術者已知且常用於測定二氧化矽或其他顏料材料之大小。
藉由使用根據ISO 9277:2010之BET方法及氮作為吸附氣體測定表面處理之二氧化矽之比表面積(以m2 /g表示)。該方法為熟習此項技術者已知且常用於測定比表面積。
藉由使用用於量測亮度之市售裝置量測隨時間之亮度(L*)來測定雙穩定性。該方法及該儀器為熟習此項技術者已知且常用於測定亮度。具體而言，藉由在4至30秒期間施加+15 V或-15 V之電壓(端視顏料粒子表面之電荷而定)首先將填充有電泳油墨之顯示器自暗態驅動至亮態(約71 L*)。隨後，藉由切斷電壓再次將顯示器自亮態切換至暗態並測定達到7 L*之亮度下降所需之時間。達到7 L*之亮度下降所需之時間對應於測定之雙穩定性。
藉由使用用於量測反射之市售裝置量測暗態以及亮態下之反射來測定對比度。該方法及該儀器為熟習此項技術者已知且常用於測定反射。具體而言，在暗態及亮態下量測填充有電泳油墨之顯示器之反射，其係藉由施加+15 V或-15 V之電壓(端視顏料粒子表面之電荷而定)獲得。亮態與暗態之間之反射比率對應於測定之對比度。
1.3 表面處理之二氧化矽 藉由將分子(所謂「表面基團」)錨定至發煙二氧化矽表面製備表面處理之二氧化矽材料。以下實例中給出表面處理過程。
實例1 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.0 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例2 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加2.0 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例3 於25℃下將1.0 g發煙二氧化矽1 (自Sigma-Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )及1.0 g發煙二氧化矽2 (表面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.5 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例4 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.0 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例5 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加2.0 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例6 於25℃下將1.0 g發煙二氧化矽1 (Sigma Aldrich，表面積200 m2 g-1 )及1.0 g發煙二氧化矽2 (表面積400 m2 g-1 )混合並於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.5 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例7 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(Sigma-Aldrich，表面積200 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.5 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.5 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例8 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.0 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加1.0 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例9 於25℃下將1.0 g發煙二氧化矽1 (自Sigma Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )及1.0 g發煙二氧化矽2 (表面積400 m2 g-1 )混合並於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.75 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.75 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例10 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.75 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.25 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例11 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.5 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.5 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例12 於25℃下將1.0 g發煙二氧化矽1 (自Sigma Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )及1.0 g發煙二氧化矽2 (表面積400 m2 g-1 )混合並於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加1.125 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.375 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例13 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.25 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加0.75 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例14 於25℃下將2.0 g發煙二氧化矽(自Sigma-Aldrich獲得，面積400 m2 g-1 )於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.5 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加1.5 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
實例15 於25℃下將1.0 g發煙二氧化矽1 (自Sigma Aldrich獲得，表面積200 m2 g-1 )及1.0 g發煙二氧化矽2 (自Sigma Aldrich獲得，表面積400 m2 g-1 )混合並於100 mL乙醇(95%)中分散2 h，向二氧化矽分散液中添加0.375 g二甲氧基二甲基矽烷或乙基(三甲氧基)矽烷或三甲氧基(丙基)矽烷或異丁基(三甲氧基)矽烷或[3-(甲基丙烯醯基氧基)丙基]三甲氧基矽烷。其後向混合物中添加1.125 g二十二烷基矽烷或十八烷基矽烷或十六烷基矽烷或十二烷基矽烷或癸基矽烷或辛基矽烷或己基矽烷。於25℃下在攪拌下使反應混合物老化15-72 h。在旋轉蒸發器中移除溶劑後，將所獲得之粉末材料於120℃下之烘箱中乾燥2 h。
2. 二氧化矽材料於電泳油墨中之應用 黑色、黃色、洋紅及青色電泳油墨係如未公開之歐洲專利申請案16 179 079.5中所述製備。
黑色電泳油墨之典型調配物含有2.0-3.0%顏料、0.2-0.3%分散劑、15.0-20.0%電荷控制劑及十二烷。
黃色電泳油墨之典型調配物含有0.5-2.0%顏料、0.1-1.0%分散劑、15.0-20.0%電荷控制劑(混合PDMS-胺及PDMS-銨)及十二烷。
洋紅電泳油墨之典型調配物含有1.0-2.5%顏料、0.5-1.5%分散劑、15.0-20.0%電荷控制劑及十二烷。
青色電泳油墨之典型調配物含有0.5-2.5%顏料、0.1-2.0%分散劑、5.0-20.0%電荷控制劑及十二烷。
將(表面處理之)二氧化矽材料添加至電泳油墨並在Skandex中均質化。其後，將油墨-(表面處理之)二氧化矽混合物施加於測試單元中並記錄及評估油墨之性能。典型測試單元包括具有氧化銦錫(ITO)塗層之兩個玻璃面作為電極。以15 µm之單元間隙組裝兩個玻璃面。
實例0 (比較) 將0.5 g黑色顏料(例如Irgaphor®黑、Paliogen®黑、Paliotol®黑或其混合物)、0.05 g分散劑、0.5 gPDMS-胺、1.0 g PDMS-銨及7.95 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用0.4 g PDMS-胺、1.5 g PDMS-銨及8.1 g十二烷稀釋至2.5%顏料、0.25%分散劑、5.0% PDMS-胺、11.3% PDMS-銨及80.95%十二烷之最終調配物。雙穩定性係0.6秒且對比度係14。
實例1 (比較) 將0.5 g黑色顏料(例如Irgaphor®黑、Paliogen®黑、Paliotol®黑或其混合物)、0.05 g分散劑、0.5 gPDMS-胺、1.0 g PDMS-銨及7.95 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用0.4 g PDMS-胺、1.5 g PDMS-銨及8.1 g十二烷稀釋至2.5%顏料、0.25%分散劑、5.0% PDMS-胺、11.3% PDMS-銨及80.95%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加3.5 g發煙二氧化矽(表面積200-400 m2 g-1 )並將混合物於Skandex中分散2.5 h。雙穩定性係6-10秒且對比度介於7與10之間。
實例2 (本發明) 將0.5 g黑色顏料(例如Irgaphor®黑、Paliogen®黑、Paliotol®黑或其混合物)、0.05 g分散劑、0.5 gPDMS-胺、1.0 g PDMS-銨及7.95 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用0.4 g PDMS-胺、1.5 g PDMS-銨及8.1 g十二烷稀釋至2.5%顏料、0.25%分散劑、5.0% PDMS-胺、11.3% PDMS-銨及80.95%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加4.4 g表面處理之二氧化矽(來自1.3中之實例10)並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
實例3 (本發明) 將0.5 g黃色顏料(例如Irgalite®黃、Irgaphor®黃、Irgazin®黃、Cromophtal®黃、Paliotol®黃或其混合物)、0.1 g分散劑、0.7 g PDMS-胺、1.4 g PDMS-銨及7.3 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散45 h。將所獲得之初步油墨用1.8 g PDMS-胺、5.5 g PDMS-銨及32.8 g十二烷稀釋至1.0%顏料、0.2%分散劑、5.0% PDMS-胺、12.5% PDMS-銨及81.3%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加12.0 g表面處理之二氧化矽(來自1.3中之實例1-15)並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
實例4 (本發明) 將0.5 g洋紅顏料(Cinquasia®洋紅、Cinquasia®紫、Cromophtal®紫、Irgazin®紅或其混合物)、0.2 g分散劑、0.6 g PDMS-胺、1.4 g PDMS-銨及7.3 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用1.4 g PDMS-胺、6.2 g PDMS-銨及32.4 g十二烷稀釋至1.0%顏料、0.4%分散劑、4.0% PDMS-胺、14.0% PDMS-銨及80.6%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加12.0 g表面處理之二氧化矽(來自1.3中之實例1-15)並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
實例5 (本發明) 將0.5 g青色顏料(Cromophtal®青、Heliogen®藍、Paliogen®藍或其混合物)、0.25 g分散劑、0.5 g PDMS-胺、1.2 g PDMS-銨及7.55 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散45 h。將所獲得之初步油墨用1.1 g PDMS-胺、3.5 g PDMS-銨及85.4 g十二烷稀釋至0.5%顏料、0.25%分散劑、1.2% PDMS-胺、4.3% PDMS-銨及93.35%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加24.0 g表面處理之二氧化矽(來自1.3中之實例1-15)並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
實例6 (本發明) 將0.5 g黑色顏料(例如Irgaphor®黑、Paliogen®黑、Paliotol®黑或其混合物)、0.05 g分散劑、0.5 gPDMS-胺、1.0 g PDMS-銨及7.95 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用0.4 g PDMS-胺、1.5 g PDMS-銨及8.1 g十二烷稀釋至2.5%顏料、0.25%分散劑、5.0% PDMS-胺、11.3% PDMS-銨及80.95%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加5.0 g表面處理之二氧化矽AEROSIL® R 709或AEROSIL® R 711或AEROSIL® R 805或AEROSIL® R 816或其混合物並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
實例7 (本發明) 將0.5 g黑色顏料(例如Irgaphor®黑、Paliogen®黑、Paliotol®黑或其混合物)、0.05 g分散劑、0.5 gPDMS-胺、1.0 g PDMS-銨及7.95 g十二烷與微珠在小瓶中混合並於Skandex中分散至少45 h。將所獲得之初步油墨用0.4 g PDMS-胺、1.5 g PDMS-銨及8.1 g十二烷稀釋至2.5%顏料、0.25%分散劑、5.0% PDMS-胺、11.3% PDMS-銨及80.95%十二烷之最終調配物。向所獲得之油墨中添加3.75 g表面處理之二氧化矽AEROSIL® R 709或AEROSIL® R 711或發煙二氧化矽(200-400 m2 g-1 )或其混合物並將混合物於Skandex中分散2.5 h。所有實例之雙穩定性係10-20秒且對比度介於10與14之間。
圖1係指含有黑色或有色電泳油墨之顯示器單元之示意圖。 圖2係指含有黑色或有色電泳油墨之智慧窗單元之示意圖。 圖3係指顯示器或智慧窗單元自上方觀看之示意圖。 圖4係指含有有色電泳油墨之堆疊顯示器單元之示意圖。 圖5係指含有有色電泳油墨之堆疊智慧窗單元之示意圖。

Claims (16)

  1. 一種電泳油墨，其包含 a) 至少一種載劑流體，b) 分散於該至少一種載劑流體中之顏料粒子，c) 電荷控制劑混合物，該電荷控制劑混合物包含i) 至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺，及ii) 至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，及d) 至少一種表面處理之二氧化矽。
  2. 如請求項1之電泳油墨，其中該至少一種載劑流體係選自包含脂肪族烴、鹵化烷烴、矽油及其混合物之群。
  3. 如請求項1或2之電泳油墨，其中該等顏料粒子係選自由以下組成之群：彩色顏料、珠光顏料、導電顏料、磁屏蔽顏料、螢光顏料、填充顏料、抗腐蝕顏料、有機顏料、無機顏料及其混合物。
  4. 如請求項1至3中任一項之電泳油墨，其中該電泳油墨包含至少一種分散劑，較佳地該至少一種分散劑具有下式(I)其中p+q係30至200範圍內之整數，n+m係5至50範圍內之整數，X─ 係單價有機或無機酸之陰離子，R1 係C4 -C22 -直鏈或具支鏈烷基且R2 係包含C1 -C12 之基團。
  5. 如請求項1至4中任一項之電泳油墨，其中該電荷控制劑混合物包含i)之該至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺及ii)之該至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨，其重量比[i)/ii)]介於1:10至1:1.5、較佳1:8至1:1.8且最佳1:5至1:2之範圍內。
  6. 如請求項1至5中任一項之電泳油墨，其中i)之該至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係聚二甲基矽氧烷取代之三級胺。
  7. 如請求項1至6中任一項之電泳油墨，其中i)之該至少一種聚二甲基矽氧烷取代之一級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之二級胺及/或聚二甲基矽氧烷取代之三級胺係下式(IIa)之化合物其中x係5至20範圍內之整數；及/或下式(IIb)之化合物其中x係5至20範圍內之整數且y係0至12範圍內之整數；及/或下式(IIc)之化合物。
  8. 如請求項1至7中任一項之電泳油墨，其中ii)之該至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(III)之化合物：其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子及乙基硫酸根陰離子。
  9. 如請求項1至7中任一項之電泳油墨，其中ii)之該至少一種具有相對離子之聚二甲基矽氧烷取代之四級銨係下式(IV)之化合物：其中x係5至20範圍內之整數；y及z彼此獨立且係0至12範圍內之整數，且X─ 係選自由以下組成之群：碘離子、溴離子、氯離子、甲基硫酸根陰離子及乙基硫酸根陰離子。
  10. 如請求項1至9中任一項之電泳油墨，其中該至少一種表面處理之二氧化矽 i) 係至少一種表面處理之發煙二氧化矽，及/或 ii) 基於該至少一種表面處理之二氧化矽之總重量，包含介於0.5 wt.-%至22 wt.-%範圍內之量的氧化鋁，及/或 iii) 包含在該至少一種表面處理之二氧化矽之表面上的處理層，該處理層包含選自由以下組成之群之含矽化合物：矽烷及/或其反應產物、矽氧烷及/或其反應產物、矽氮烷及/或其反應產物、矽油及/或其反應產物及其混合物。
  11. 如請求項1至10中任一項之電泳油墨，其中該至少一種表面處理之二氧化矽具有 i) 4 nm至200 nm、較佳5 nm至180 nm且最佳5 nm至150 nm之重量中值粒徑d 50 ，及/或 ii) 10 m2 /g至400 m2 /g、較佳25 m2 /g至350 m2 /g且最佳30 m2 /g至300 m2 /g之比表面積(BET)，如使用氮及根據ISO 9277之BET方法所量測。
  12. 一種製備電泳油墨之方法，該方法包含以下步驟： a) 提供如請求項1或2中任一項所定義之至少一種載劑流體， b) 提供如請求項1或3中任一項所定義之顏料粒子， c) 視情況提供如請求項4中所定義之至少一種分散劑， d) 提供如請求項1或5至9中任一項所定義之電荷控制劑混合物， e) 提供如請求項1、10或11中任一項所定義之至少一種表面處理之二氧化矽，及 f) 組合步驟a)之該至少一種載劑流體、步驟b)之該等顏料粒子、步驟c)之該可選分散劑、步驟d)之該電荷控制劑混合物及步驟e)之該至少一種表面處理之二氧化矽。
  13. 一種電泳顯示器，其包含 a) 頂層及底層，其中至少一者係透明的，及 b) 夾在該頂層與該底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如請求項1至11中任一項之電泳油墨。
  14. 一種智慧窗，其包含 a) 頂層及底層，其中該頂層及該底層係透明的，及 b) 夾在該頂層與該底層之間之單元陣列且該等單元至少部分填充有如請求項1至11中任一項之電泳油墨。
  15. 一種如請求項1至11中任一項之電泳油墨之用途，其用於電泳顯示器或智慧窗中。
  16. 一種如請求項1、10或11中任一項中所定義之至少一種表面處理之二氧化矽的用途，其較佳與如請求項1或5至11中任一項中所定義之電荷控制劑混合物一起用於改良電泳油墨之雙穩定性。
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