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从1888年奥地利人Reinitzer发现液晶,到1897年德国人发明阴极射线管显示器(CRT),迄今,电子显示器的发展已经历了一百多年的历史。目前,显示器正在向大屏幕、超轻超薄、柔版显示等方向发展。
柔版显示器,又称“电子纸”,是一种新型显示器件,具有重量小、价格低、无污染、柔性显示、易实现大面积显示等优点。目前,最有可能产业化的柔版显示器件有两种,一种是旋转球柔版显示器,另一种是微胶囊电泳柔版显示器。本课题主要研究后一种显示器件。
电子墨水(Encapsulatedelectrophoreticink)由美国麻省理工学院媒体实验室于2001年提出,是微胶囊电泳显示器的关键显示材料之一,是一种新型的柔性显示材料,其主要是由电泳颗粒、染料、电荷控制剂和分散介质组成。该材料目前还存在一些问题,最急待解决的是如何提高电泳颗粒的响应时间和使用寿命。本课题着重研究白色电泳颗粒的制备及其表面改性,以使其符合电子墨水对电泳颗粒的要求。
采用Pechini溶胶-凝胶法以柠檬酸为金属离子络合剂制备了适合电子墨水使用的球形、表面光滑、单分散性较好、粒径为300nm左右的实心TiO2颗粒,研究了前驱物中柠檬酸的质量分数、聚乙二醇的质量分数及水醇比与凝胶化时间和湿凝胶干燥发泡效果之间的关系,探讨了不同煅烧温度下所制备TiO2颗粒的晶型,并研究了不同的溶剂、硫酸钛的质量分数及柠檬酸的质量分数对TiO2颗粒粒径及分散程度的影响;采用控制正硅酸乙酯在氨水-乙醇溶液中的水解,制备了球状亚微米级SiO2白色显色颗粒。
开创性地采用丁二酸作为电荷控制剂,将一定量的丁二酸与双氧水处理过的TiO2、SiO2颗粒于乙腈溶剂中进行反应,应用FTIR及XPS测试探讨了丁二酸与TiO2、SiO2颗粒表面羟基的化学键合的情况及丁二酸的用量对颗粒表面接枝丁二酸的量的影响,并通过Zeta电位粒度仪研究了改性前后白色颗粒在四氯乙烯分散介质中的Zeta电位。发现此法大大提高了SiO2颗粒在四氯乙烯溶剂中的电泳性能,但对TiO2颗粒无效。
采用硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)以及质量比为1:1的三聚磷酸钠和CTAB混合物(简称为FD)为分散剂,研究了分散剂的种类和用量及分散体系的pH值对TiO2颗粒在水介质中的分散效果的影响及作用机理。另外,选择四氯乙烯作为分散介质,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、司盘-60、质量比为1:1的十六烷基三甲基溴化铵和司盘-60的混合物(简称为CS)及质量比为1:1的十二烷基苯磺酸钠和司盘-60的混合物(SS)为分散剂,研究探讨了单一分散剂和复合分散剂的种类和用量对TiO2颗粒在四氯乙烯溶液中的分散率和分散稳定性的影响。