CN102816463A - 用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器 - Google Patents

用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN102816463A
CN102816463A CN201210192090XA CN201210192090A CN102816463A CN 102816463 A CN102816463 A CN 102816463A CN 201210192090X A CN201210192090X A CN 201210192090XA CN 201210192090 A CN201210192090 A CN 201210192090A CN 102816463 A CN102816463 A CN 102816463A
Authority
CN
China
Prior art keywords
granules
pigments
silane
group
pigments according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210192090XA
Other languages
English (en)
Inventor
杜惠
古海燕
张小加
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SYBCOS IMAGES Inc
E Ink California LLC
Original Assignee
SYBCOS IMAGES Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SYBCOS IMAGES Inc filed Critical SYBCOS IMAGES Inc
Publication of CN102816463A publication Critical patent/CN102816463A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0001—Post-treatment of organic pigments or dyes
    • C09B67/0004—Coated particulate pigments or dyes
    • C09B67/0008—Coated particulate pigments or dyes with organic coatings
    • C09B67/0013—Coated particulate pigments or dyes with organic coatings with polymeric coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F2001/1678—Constructional details characterised by the composition or particle type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器。本发明涉及适合用于电泳显示器的颜料颗粒，包括核心颜料颗粒、一个内层和一个外层，其中所述内层包括至少一种硅烷连接部分，所述硅烷连接部分含有至少一个极性基团并且所述外层包括聚合物稳定剂。根据本发明的生成的颜料颗粒在电场中稳定存在于溶剂中并且可提高电泳显示器的性能。

Description

用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器
技术领域
本发明涉及颜料颗粒、一种电泳液和一种利用该电泳液的电泳显示器，及它们的制备方法。
背景技术
电泳显示器（EPD）是一种非发射性装置，基于电泳现象影响带电颜料颗粒在介电溶剂中的分散。EPD典型地包含一对间隔板状电极。通常在观看端，至少电极板之一是透明的。由介电溶剂（带电颜料颗粒分散其中）组成的电泳液包围在两个电极板之间。
电泳液可以有一种类型的带电颜料颗粒分散在对比色的一种溶剂或溶剂混合物中。在这种情况下，当在两个电极板之间施加电压差时，颜料颗粒由吸引力移动至与颜料颗粒极性相反的板上。因此，透明板上显示的颜色不是溶剂颜色就是颜料颗粒的颜色。板极性反转会引起颗粒移回至对面板，从而转换颜色。
可替换地，电泳液可以有对比色并带相反电荷的两种类型的颜料颗粒，并且两种类型颜料颗粒分散在清澈溶剂或溶剂混合物中。在这种情况下，当在两个电极板之间施加电压差时，在显示单元中，两种类型的颜料颗粒会移动至相对的两端（顶端或底端）。因此，可在显示单元观看端看到两种类型颜料颗粒的颜色之一。
对于所有类型的电泳显示器，包含在显示器的独立显示单元中的液体无疑是装置最关键部分之一。很大程度上，液体的组成决定了装置寿命、对比率、转换速率和双稳定性。
在理想分散体系中，在所有操作条件下，带电颜料颗粒都能保持分离，不团聚或相互粘附或粘附到电极。此外，液体中所有组分必须化学性质稳定并且与电泳显示器中存在的其它材料兼容。
发明内容
本发明的第一个方面涉及适用于电泳显示器的颜料颗粒，该颜料颗粒包括核心颜料颗粒、一个内层和一个外层，其中内层包括含至少一个极性基团的至少一种硅烷连接部分，并且外层包括聚合物稳定剂。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒是一种有机的、无机的或聚合的颜料颗粒。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒是黑色颜料颗粒。
在一种实施方式中，基于颜料颗粒总重量，内层按重量计为约4%到7%，或约4%到8%。
在一种实施方式中，外层按重量计为总颗粒重量的约1.5%到5%，或约1.5%到3.5%。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒的表面与含极性基团和聚合物连接端基的硅烷部分偶联，并且颜料颗粒进一步包括通过聚合物连接端基连接于颗粒表面的聚合物稳定剂。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒的表面与含极性基团和聚合物连接端基的硅烷部分以及含极性基团无聚合物连接端基的第二硅烷部分偶联。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒的表面与含极性基团和聚合物连接端基的硅烷部分以及含聚合物连接端基无极性基团的第二硅烷部分偶联。
在一种实施方式中，核心颜料颗粒表面与含极性基团无聚合物连接端基的硅烷部分以及含聚合物连接端基无极性基团的第二硅烷部分偶联。
在一种实施方式中，极性基团是-NH-。
在一种实施方式中，极性基团是-OH-或-COOH。
在一种实施方式中，硅烷部分包含多于一个的极性基团和/或多于一个的聚合物连接端基。
在一种实施方式中，聚合物连接端基为乙烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。
在一种实施方式中，聚合物稳定剂由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯或聚硅氧烷组成。
在一种实施方式中，聚合物稳定剂由下列化合物组成：丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正十八烷基酯或甲基丙烯酸正十八烷基酯。
在一种实施方式中，外层为交联聚合物网络。
本发明的第二个方面涉及一种含有本发明的带电颜料颗粒的电泳液。
本发明的第三个方面涉及包括填充有本发明电泳液的显示单元的显示器装置。
附图说明
图1a-1d示出了本发明的颜料颗粒。
图2是本发明颜料颗粒的一般性描述。
图3图表显示了更高硅烷含量的颜料颗粒具有更高的转换速度。
具体实施方式
电泳显示器依靠带电颜料颗粒在电场作用下的移动来显示图像。分散带电颜料颗粒的溶剂或溶剂混合物通常为一种带有低介电常数的有机溶剂。
适用于本发明的核心颜料颗粒可以为有机或无机颜料颗粒。颗粒也可为任何颜色。合适的白色核心颗粒的例子包括，但不仅限于，TiO2、ZrO2、ZnO或Al2O3。合适的黑色核心颗粒的例子包括，但不仅限于，Cl颜料黑色26或28或类似物（如，锰铁氧体黑色尖晶石或铜铬黑色尖晶石），有或无SiO2、Al2O3或ZrO2薄涂层的氧化铁，钛黑色（泰坦黑，三菱材料电子化学品（Titan Black,Mitsubishi Materials electronics Chemicals））或碳黑。
核心颗粒也可以为无机彩色颜料，例如天然氧化铁或合成氧化铁、亚硫酸钡镉硒（cadmium barium selenosulphite）、硫化铈、红色赤铁矿、铬颜料、铁蓝颜料（iron blue pigment）、镉颜料或类似物。它们也可以为有机彩色颜料，例如酞菁蓝、酞菁绿、联苯胺黄（diarylide yellow）、联苯胺黄AAOT（diarylide AAOT yellow）、和喹吖啶酮、偶氮颜料、若丹明（rhodamine）或来自太阳化学（Sun Chemical）的二萘嵌苯颜料系列（perylene pigment series），来自Kanto Chemical的汉萨黄G颗粒（Hansayellow G particles）或来自Fisher的炭灯黑（Carbon Lampblack）。
图1a说明本发明的一种实施方式，其中核心颜料颗粒（10）的颗粒表面与含有极性基团（X）和聚合物连接端基（Y）的硅烷部分（11a）偶联。由于通过硅烷部分上的聚合物连接端基（Y）连接到核心颜料颗粒表面上的聚合物稳定剂（12）存在，此种结构的颗粒很容易分散在溶剂中。
硅烷部分通过颗粒表面的活性位点偶联到核心颜料颗粒表面。活性位点可以为羟基、氨基、羧酸基及其衍生物（如，酰胺或酯）、存在于有机颜料颗粒表面上的醇或酚基团或卤素。不同的有机颜料颗粒具有不同的功能取决于它们本身的化学结构。
典型的无机颗粒表面也可以具有天然的活性位点（如羟基）存在于周围环境中。活性位点也可通过常规方式或特殊处理植入无机颗粒表面上。特殊处理如在2011年5月31日提交的USSN 13/149,599中所述的水化作用（水合作用），其内容全部引入本文以供参考。
用于制备图1a中颜料颗粒的硅烷偶联剂可表示如下：
硅烷部分上的极性基团（X）可贡献电荷到颗粒表面。例如，极性基团如-NH-可贡献正电荷至颗粒表面，极性基团如-OH或-COOH可贡献负电荷至颗粒表面。
也注意到在硅烷偶联剂上可以有多于一个极性基团（X）和/或多于一个聚合物连接端基（Y）。
可选择地在电荷控制剂的存在下，影响由极性基团贡献的电荷，如Solsperse 17000(活性聚合物分散剂)、Solsperse 9000(活性聚合物分散剂)、OLOA 11000(琥珀酰亚胺无灰分散剂)、Unithox 750（乙氧基化物（ethoxylates））、Span 85(去水山梨醇三油酸酯)、Petronate L(磺酸钠)、Alcolec LV30(大豆卵磷脂)、Petrostep B100(石油磺酸盐（petroleumsulfonate）)或B70(钡磺酸)。
聚合物连接端基（Y）可以为乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基或类似基团。
这样的硅烷偶联剂之一如下所示，包含两个-NH-极性基团和一个乙烯基聚合物连接端基。
Z6032（道康宁（Dow Corning））
分子式1的其它硅烷偶联剂包括，但不仅限于，N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(Gelest)、3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷(Gelest)、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙氨基)-丙基三甲氧基硅烷(Gelest)或乙烯基苄氨基乙基氨基丙基-三甲氧基硅烷(Z-6032，道康宁（DowCorning）)。
在本领域，硅烷偶联反应的反应条件通常已知，这种情况下具体条件将取决于偶联剂的类型和颜料颗粒的类型。
偶联反应后，颗粒表面上的硅烷连接部分，尤其是聚合物连接端基（Y），可与单体、低聚物或聚合物反应以生成聚合物稳定剂。
在核心颜料颗粒表面，聚合物稳定剂需要建立空间屏障厚度为约1nm至约50nm，优选约5nm至约30nm，更优选约10nm至约20nm。
在本发明背景下，合适的聚合物可以包括，但不仅限于，聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯或聚硅氧烷。合适的单体包括，但不仅限于，丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正十八烷基酯和甲基丙烯酸正十八烷基酯。
一般而言，如本发明所示的颗粒表面上聚合物稳定剂的存在是获得电泳液良好性能的关键。聚合物稳定剂材料的选择将取决于材料与电泳液中使用的溶剂的相容性。例如，如果在烃溶剂中，聚酯不能使其中的颗粒稳定，而聚丙烯酸酯可以提供稳定的分散。
由单体、低聚物或聚合物形成的聚合物稳定剂可以具有单链或支链。在颗粒表面它们可以也有不同结构，如圈，伸长链（stretched chain）或不规则缠结链（irregular tangled chains），取决于聚合物与分散颗粒的溶剂的相容性，和/或聚合物链的密度和长度。聚合物稳定剂也可以具有刷状或纤维状结构。
颜料颗粒表面，可以只有一种单一类型的聚合物稳定剂或几种类型不同结构的聚合物稳定剂。
聚合物稳定剂也可以在交联剂的存在下交联以在颜料颗粒表面之上形成聚合物网络。
图1b说明了本发明的另一种实施方式。如图所示，有两种不同类型（11b和11c）的硅烷部分连接到核心颜料颗粒（10）的表面。
硅烷连接部分中的一种（11b）具有极性基团（X），但无聚合物连接端基。极性基团可以为上述中可贡献电荷至颜料颗粒中的任何一种。硅烷连接部分11b可由下列硅烷偶联剂形成，包括，但不仅限于，氨基丙基三甲氧基硅烷(Gelest)、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Gelest)或N-(2-氨基乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷(Gelest)。所述的含氨基硅烷偶联剂在颗粒表面可含有正电荷。
硅烷偶联剂如丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Z6030,道康宁)、双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(Gelest)、N-(3-三乙氧甲硅烷基丙基)-o-聚环氧乙烷氨基甲酸酯（N-(3-triethoxysilylpropyl)-o-polyethylene oxideurethane）(Gelest)或类似物在颗粒表面可含有负电荷。
另一种硅烷连接部分11c包含聚合物连接端基（Y）无极性基团，允许聚合物稳定剂连接至硅烷部分。这种类型的硅烷偶联剂可包括，但不仅限于，烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氧基十一烷基三甲氧基硅烷、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基氧基丙氧三甲氧基硅烷（methacryloxyloxypropyltrimethoxysilane）。
图1c说明了本发明进一步实施方式。如图所示，有两种类型（11a和11c）的硅烷连接部分连接于核心颜料颗粒（10）的表面。硅烷连接部分中的一种（11a）同时含有极性基团（X）和聚合物连接端基（Y），而其他硅烷连接部分（11c）只含有聚合物连接端基（Y’）。在这种情况下，聚合物连接端基Y和Y’可以相同或不同。
同时具有极性基团（X）和聚合物连接端基（Y）的硅烷部分（11a）是用于图1a颜料颗粒中所述的那些。
只具有聚合物连接端基（Y’）的其他类型的硅烷部分（11c）是用于图1b颜料颗粒中所述的那些。
作为图1c实施方式的实例，一种硅烷偶联剂可以是N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(Gelest)或3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷(Gelest)，每个都有氨基极性基团和乙烯基端基并且另一种硅烷偶联剂可以是(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基氧基丙基-三甲氧基硅烷。
图1d说明了本发明的进一步实施方式。如图所示，有两种类型（11a和11b）的硅烷连接部分连接于颜料颗粒（10）的表面。硅烷连接部分中的一种（11a）同时含有极性基团（X）和聚合物连接端基（Y），而另一种硅烷连接部分（11b）只含有极性基团（X’）。在这种情况下，极性基团X和X’可以相同或不同。
同时具有极性基团（X）和聚合物连接端基（Y）的硅烷部分（11a）是用于图1a颜料颗粒中所述的那些。
只具有极性基团（X’）的另一种硅烷部分（11b）是用于图1b颜料颗粒中所述的那些。
作为图1d实施方式的实例，一种硅烷偶联剂可以是N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(Gelest)或3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷(Gelest)，每个都有氨基极性基团和乙烯基端基并且另一种硅烷偶联剂可以是氨基丙基三甲氧基硅烷或N-（2-氨乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
图1b、1c或1d中颜料颗粒的硅烷偶联反应和表面接枝或聚合，可按上述图1a中颜料颗粒方式进行为。
图2为本发明颜料颗粒的一般性描述。核心颜料颗粒（20）被内层（21）（为包括硅烷连接部分的层）包围，该硅烷连接部分含有极性基团，从而影响颜料颗粒的电荷。内层被外层（22）（为包括聚合物稳定剂的层）包围。
两层（21和22）的每一个在总颗粒重量中的重量百分比需进行优化，以确保良好的颗粒分散和显示器装置可接受的双稳定性。基于总颗粒重量（包括核心颜料颗粒和两层），硅烷内层（21）优化范围按重量计为约4%到约7%，更优选约5%到约6.5%；包括聚合物稳定剂的非极性外层（22）按重量计为总颗粒重量的约1.5%到约3.5%，更优选约2%到约3%。
本发明背景下，术语“约”指的是指示值的±5%。
一般而言，颗粒表面上硅烷部分的量影响颗粒电荷的密度，这反过来会导致颗粒不同的转换速度。当硅烷偶联剂只具有一个极性基团时，感应电荷不如具有两个极性基团的硅烷偶联剂那么高。
如果聚合物含量（22）高于指定范围，显示器双稳定性会受到影响。但如果聚合物含量太低，颗粒很难以可接受的颗粒大小分散在溶剂中。
因此通过仔细选择硅烷连接部分的类型和所用的聚合物，和/或通过调整图1b，1c或1d中两种不同类型的硅烷偶联剂的比例，可获得电荷密度与颗粒空间稳定性之间的准确平衡。
本发明另一方面涉及一种含分散在一种溶剂或溶剂混合物中的如上所述颜料颗粒的电泳液。液体可以仅含有一种类型的颜料颗粒或对比色（contrast colors）并带相反电荷极性的两种类型的颜料颗粒。根据本发明所述，在两种（类型）体系中，至少一种类型的颗粒根据本发明制备。
分散颜料颗粒的溶剂或溶剂混合物优选具有低粘度并且介电常数范围为约2到约30，优选约2到约15，用于高颗粒流动性。合适的介电溶剂的例子包括烃如合成异构烷油（isopar）、十氢化萘（DECALIN）、5-亚乙基-2-降冰片烯（5-ethylidene-2-norbornene）、脂肪油、石蜡油；硅液（siliconfluid）；芳香烃如甲苯、二甲苯、苯基二甲苯基乙烷、十二烷基苯、和烷基萘；卤化溶剂如全氟萘烷（perfluorodecalin）、全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯（dichlorobenzotrifluoride）、3,4,5-三氯三氟甲苯（3,4,5-trichlorobenzotri fluoride）、氯五氟-苯（chloropentafluoro-benzene）、二氯壬烷、五氯苯；以及全氟溶剂如明尼苏达州圣保罗3M公司（3M Company,St.Paul MN）的FC-43、FC-70和FC-5060，低分子量含卤聚合物如美国俄勒冈州波特兰TCI（TCI America,Portland,Oregon）的聚(全氟氧化丙烯)，聚(氯三氟乙烯)如新泽西州河边卤烃产品公司（Halocarbon Product Corp.,River Edge,NJ）的卤碳油（Halocarbon Oils），全氟聚烷基醚如Ausimont的Galden或特拉华州杜邦（DuPont,Delaware）的Krytox油和油脂K-液系列产品（Krytox Oils and Greases K-Fluid Series），陶氏康宁（Dow-corning）的基于聚二甲基硅氧烷的硅油（DC-200）。溶剂或溶剂混合物可被染料或颜料染色。
在含有具有对比色且带相反电荷极性的两种类型的颜料颗粒的电泳液中，颗粒优选如上所述在其表面具有聚合物层，防止它们相互粘附。聚合物稳定剂会起该作用。否则，在黑色/白色显示器装置情况下，白色和黑状态反射率将会受到影响。
本发明进一步方面涉及一种电泳显示器，其中显示单元填充有如上所述的电泳液。术语“显示单元”是指独立地填充有显示液的微容器。“显示单元”的例子包括，但不仅限于，微杯、微胶囊、微通道，其它分区类型显示单元及其等价物。
实施例
实施例1：一种类型硅烷偶联到表面的颜料颗粒
将黑色444（Shepherd，100g）、异丙醇（600mL）和去离子水（3g）加入到反应烧瓶中并超声30分钟，随后加入乙烯基苄氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷(Z-6032，Dow Corning，50g)。利用磁搅拌将反应器加热至65℃。24小时后，在6000rpm下离心混合物10分钟。固体再分散在异丙醇（300mL）中，离心分离并在50℃下真空干燥过夜以生成硅烷处理的颜料颗粒。
由上述步骤制得的颗粒和400g甲苯混合均匀，将混合物加入至反应瓶中，随后加入丙烯酸乙基己酯（120g）和偶氮二异丁腈（AIBN，0.3g）。氮气吹扫烧瓶20分钟并加热至70℃。19小时后，在6000rpm下离心10分钟再收回聚合物涂覆的颗粒。固体在50℃下真空干燥以生成最终产品。
实施例2：两种类型硅烷偶联到表面的颜料颗粒
将50g黑色444（Shepherd）与400g异丙醇和12g水混合。然后在混合物中加入15g的3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(Z6030,DowCorning)。将容器置于温度为65℃的超声波浴中。同时用机械搅拌器搅拌混合物2小时。然后将15g氨基丙基三甲氧基硅烷加入至分散体中并继续超声2小时。反应后，通过离心将固体从液体中分离并在真空烘箱中干燥。
将上述步骤制得的颗粒（50g）和200g甲苯加入至反应烧瓶中并超声30分钟，随后加入丙烯酸月桂酯（60g）和AIBN（0.6g）。用氮气吹扫烧瓶20分钟并加热至80℃。12小时后，在6000rpm下离心10分钟再收回聚合物涂覆的颗粒。生成的固体再分散在甲苯中并离心。固体在室温下真空干燥以生成最终产品。
实施例3：颜料表面上的硅烷含量对转换速度
含有按重量计24%的白色颗粒和按重量计4%的黑色颗粒及按重量计1%的电荷控制剂（Solsperse17000）的电泳液密封在微杯中并层压在背板上。用15伏驱动薄膜。用乙烯基苄氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷（Z6032，Dow Corning）处理黑色颗粒，然后进行表面聚合。
图3显示更高硅烷含量的颗粒具有更快的转换速度。
参照具体实施方式，本发明已被描述，本领域的技术人员应了解在不背离本发明的真正精神和范围的情况下，便可做出各种修改和可被替代的等价物。此外，针对本发明的目的、精神和范围，可做出很多修改以适应特定情况、材料、成分、方法、一个或多个工艺步骤。所有这些修改应该在本文所附的权利要求范围内。

Claims (29)

1.一种适合用于电泳显示器的颜料颗粒，包括核心颜料颗粒、一个内层和一个外层，其中所述内层包括至少一种硅烷连接部分，所述硅烷连接部分含有至少一个极性基团并且所述外层包括聚合物稳定剂。
2.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒是有机的、无机的或聚合的颜料颗粒。
3.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒为黑色颜料颗粒。
4.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述内层按重量计为所述颜料颗粒总重量的约4%到约8%。
5.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述外层按重量计为总颗粒重量的约1.5%到约5%。
6.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒的表面与所述硅烷连接部分偶联，并且所述硅烷连接部分进一步包括至少一个连接到所述聚合物稳定剂上的聚合物连接端基。
7.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述极性基团为-NH-。
8.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述极性基团为-OH-或-COOH。
9.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述聚合物连接端基为乙烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。
10.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述硅烷部分由选自由以下构成的组中的硅烷偶联剂形成：N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙氨基)-丙基三甲氧基硅烷或乙烯基苄氨基乙基氨基丙基-三甲氧基硅烷。
11.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述聚合物稳定剂由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯或聚硅氧烷形成。
12.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述聚合物稳定剂由丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正十八烷基酯、或甲基丙烯酸正十八烷基酯形成。
13.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述外层为交联聚合物网络。
14.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒的表面进一步与含第二聚合物连接端基但不含极性基团的第二硅烷部分偶联。
15.根据权利要求14所述的颜料颗粒，其中所述第二硅烷部分上的所述第二聚合物连接端基为乙烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。
16.根据权利要求14所述的颜料颗粒，其中所述硅烷连接部分由硅烷偶联剂N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷或3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷形成，并且所述第二硅烷部分由硅烷偶联剂(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基氧基丙基-三甲氧基硅烷形成。
17.根据权利要求6所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒的表面进一步与含极性基团但不含聚合物连接端基的第二硅烷部分偶联。
18.根据权利要求17所述的颜料颗粒，其中所述第二硅烷部分上的极性基团为-NH-。
19.根据权利要求1所述的颜料颗粒，其中所述核心颜料颗粒的表面与含极性基团但不含聚合物连接端基的第一硅烷部分、以及含聚合物连接端基但不含极性基团的第二硅烷部分偶联。
20.根据权利要求19所述的颜料颗粒，其中所述第一硅烷部分由以下硅烷偶联剂形成：氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷、双(2-羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、或N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-o-聚环氧乙烷氨基甲酸酯。
21.根据权利要求19所述的颜料颗粒，其中所述第二硅烷部分由以下硅烷偶联剂形成：烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氧基十一烷基三甲氧基硅烷、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、或甲基丙烯酰氧基氧基丙基三甲氧基硅烷。
22.一种电泳液，包含分散在溶剂或溶剂混合物中的权利要求4所述的颜料颗粒。
23.一种电泳液，包含分散在溶剂或溶剂混合物中的权利要求5所述的颜料颗粒。
24.一种电泳液，包含两种类型的带电颜料颗粒，其中至少一种类型的带电颜料颗粒为权利要求4所述的颜料颗粒。
25.一种电泳液，包含两种类型的带电颜料颗粒，其中至少一种类型的带电颜料颗粒为权利要求5所述的颜料颗粒。
26.一种电泳显示器装置，包括填充有权利要求22所述的电泳液的显示单元。
27.一种电泳显示器装置，包括填充有权利要求23所述的电泳液的显示单元。
28.一种电泳显示器装置，包括填充有权利要求24所述的电泳液的显示单元。
29.一种电泳显示器装置，包括填充有权利要求25所述的电泳液的显示单元。
CN201210192090XA 2011-06-09 2012-06-11 用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器 Pending CN102816463A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/157,209 2011-06-09
US13/157,209 US9382427B2 (en) 2011-06-09 2011-06-09 Silane-containing pigment particles for electrophoretic display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102816463A true CN102816463A (zh) 2012-12-12

Family

ID=47292366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210192090XA Pending CN102816463A (zh) 2011-06-09 2012-06-11 用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9382427B2 (zh)
KR (1) KR101711682B1 (zh)
CN (1) CN102816463A (zh)
TW (1) TWI542647B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104140691A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 广州奥翼电子科技有限公司 一种电泳显示粒子及其制备方法
CN104231674A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 精工爱普生株式会社 电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备
CN104238228A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 精工爱普生株式会社 电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备
JP2017058598A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2017102270A (ja) * 2015-12-02 2017-06-08 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
CN107092149A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 精工爱普生株式会社 电泳分散液、电泳片、电泳装置以及电子设备

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103173040B (zh) * 2013-02-20 2015-07-22 广州奥翼电子科技有限公司 电泳显示颗粒、制备方法及其应用
WO2014133526A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Empire Technology Development Llc Colored pigment particles for electrophoretic displays
US9557623B2 (en) 2013-03-29 2017-01-31 E Ink California, Llc Electrophoretic display device
EP3470915B1 (en) 2013-10-22 2021-08-25 E Ink Corporation A wide operating temperature range electrophoretic device
JP2016170222A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
PT3295244T (pt) 2015-05-11 2021-10-26 E Ink California Llc Fluido de visualização eletroforético
JP6552751B2 (ja) * 2015-10-06 2019-07-31 イー インク コーポレイション 改良された低温電気泳動媒体
KR102187730B1 (ko) 2017-02-15 2020-12-07 이 잉크 캘리포니아 엘엘씨 컬러 전기영동 디스플레이 매체에 사용되는 중합체 첨가제
US9995987B1 (en) 2017-03-20 2018-06-12 E Ink Corporation Composite particles and method for making the same
KR102462276B1 (ko) 2017-06-16 2022-11-01 이 잉크 코포레이션 가변 투과 전기영동 디바이스들
CN110603484B (zh) 2017-06-16 2023-05-02 伊英克公司 包含在明胶粘结剂中的胶囊化颜料的电光介质
US10921676B2 (en) 2017-08-30 2021-02-16 E Ink Corporation Electrophoretic medium
CN108059852B (zh) 2017-09-20 2019-12-03 广州奥翼电子科技股份有限公司 一种应用于电泳显示的颜料粒子及电泳显示单元
JP7001217B2 (ja) 2017-12-22 2022-01-19 イー インク コーポレイション 電気泳動表示装置、および電子機器
US11248122B2 (en) 2017-12-30 2022-02-15 E Ink Corporation Pigments for electrophoretic displays
US11175561B1 (en) 2018-04-12 2021-11-16 E Ink Corporation Electrophoretic display media with network electrodes and methods of making and using the same
US11754903B1 (en) 2018-11-16 2023-09-12 E Ink Corporation Electro-optic assemblies and materials for use therein
CA3123308C (en) 2019-02-25 2023-10-17 E Ink Corporation Composite electrophoretic particles and variable transmission films containing the same
GB201914105D0 (en) 2019-09-30 2019-11-13 Vlyte Innovations Ltd A see-through electrophoretic device having a visible grid
CN117930556A (zh) * 2024-01-26 2024-04-26 天津大学 一种具有高对比度、长稳态时间电子墨水的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093246A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 E Ink Corporation Electrophoretic particles

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7247379B2 (en) 1997-08-28 2007-07-24 E Ink Corporation Electrophoretic particles, and processes for the production thereof
US6930818B1 (en) 2000-03-03 2005-08-16 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US20090009852A1 (en) 2001-05-15 2009-01-08 E Ink Corporation Electrophoretic particles and processes for the production thereof
US7960018B2 (en) * 2006-03-29 2011-06-14 Fujifilm Corporation Optical film, polarizing plate, image display, and manufacturing method of optical film
EP2077468A1 (en) * 2006-09-29 2009-07-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid developer, process for producing the same, and process for producing display
JP2008230024A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Fujifilm Corp 平版印刷版原版および平版印刷版の作製方法
TWI484273B (zh) 2009-02-09 2015-05-11 E Ink Corp 電泳粒子
TWI409305B (zh) 2009-06-16 2013-09-21 E Ink Corp 電泳粒子
US8659115B2 (en) * 2009-06-17 2014-02-25 International Business Machines Corporation Airgap-containing interconnect structure with improved patternable low-K material and method of fabricating
US7947125B1 (en) * 2009-10-30 2011-05-24 Canon Kabushiki Kaisha Fine particle dispersion liquid containing tantalum oxide fine particles, tantalum oxide fine particle-resin composite, and method of producing fine particle dispersion liquid
CN101738814B (zh) 2009-11-11 2013-09-18 广州奥翼电子科技有限公司 一种电泳显示液及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093246A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 E Ink Corporation Electrophoretic particles

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104140691A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 广州奥翼电子科技有限公司 一种电泳显示粒子及其制备方法
CN104231674A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 精工爱普生株式会社 电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备
CN104238228A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 精工爱普生株式会社 电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备
CN104231674B (zh) * 2013-06-24 2020-04-14 伊英克公司 电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备
JP2017058598A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2017102270A (ja) * 2015-12-02 2017-06-08 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
CN107092149A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 精工爱普生株式会社 电泳分散液、电泳片、电泳装置以及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120137231A (ko) 2012-12-20
US9382427B2 (en) 2016-07-05
TW201302931A (zh) 2013-01-16
KR101711682B1 (ko) 2017-03-02
TWI542647B (zh) 2016-07-21
US20120313049A1 (en) 2012-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102816463A (zh) 用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒、电泳液及电泳显示器
CN106280574B (zh) 用于电泳显示器的颜料颗粒
CN103018995B (zh) 提高电泳显示器的光学性能的添加剂
US9541814B2 (en) Color display device
CN105684072B (zh) 彩色显示装置
TWI646381B (zh) 全彩顯示裝置
US20130244149A1 (en) Charged pigment particles for electrophoretic display
CN102807776B (zh) 用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒及其制备方法
JP4780118B2 (ja) 表示用粒子の製造方法
US20150062690A1 (en) Additive for improving optical performance of an electrophoretic display
US20130250400A1 (en) Electrophoretic dispersion
CN110192149A (zh) 有色有机颜料和含有该颜料的电泳显示介质
US20150177590A1 (en) High Molecular Weight Steric Barrier for Electrophoretic Particles
US20130161565A1 (en) High Molecular Weight Steric Barrier for Electrophoretic Particles
CN102838886A (zh) 显示用白色颗粒、显示用颗粒分散液、显示介体以及显示装置
US20130193385A1 (en) Electrophoretic dispersion
US20020146572A1 (en) Silicone-oil soluble polymer, image display medium using the silicone-oil soluble polymer and image display device using the image display medium
KR101060980B1 (ko) 전기영동 매질
KR101090039B1 (ko) 전기영동 매질

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: E INK CALIFORNIA LLC

Address before: American California

Applicant before: Sybcos Images Inc.

COR Change of bibliographic data
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: E INK CALIFORNIA LLC

Address before: American California

Applicant before: E INK CALIFORNIA LLC

COR Change of bibliographic data
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20121212

RJ01 Rejection of invention patent application after publication