新型电子墨水与性能关系的研究

电子纸，是具有普通纸质印刷物显示效果的超薄、柔软的电子显示器件，具 有高反射率，宽视角，柔软便携，双稳态显示，耗电量低等特点。近年来，电子纸受到了广泛关注。电泳显示电子纸，是多种电子纸技术中，发展最成熟，最接近产业化的技术之一。传统的电泳显示电子纸器件是基于分散体系中的带电颜料颗粒在电场下发生电泳移动完成显示的。文献报道的电泳显示电子纸原理器件所采用的电泳颗粒，集中在无机颜料颗粒如二氧化钛，二氧化硅，和有机颜料如PY14，PY12这两大类上。但是颜料电泳的最大缺点就是体系稳定性差。电泳显示过程中，由于比重大，颜料颗粒很容易絮凝、沉降破坏显示。能否找到一种新的电泳显色材料代替颜料是设计本课题的出发点。 同样作为显色物质的染料，在溶剂中一般以单分子或极细小的分子聚集态存 在，染料电泳显示，不会出现由于显色颗粒比重大而导致的体系不稳定问题。为了考察染料电泳应用在电子纸技术中的可行性，本文通过实验测试了几类染料电泳电子墨水的组成与性能关系，集中测试研究了金属络合染料类电子墨水的电化学性能，系统研究了电极的绝缘保护问题。设计并制作了染料电泳电子墨水原理显示器件，利用本文制作的显示器件测试了金属络合染料电子墨水的电泳显示性能。本文的研究证实了染料电泳显示，解决了颜料电子墨水的容易聚集、沉降的问题，而且电泳颗粒细小到40-60nm，显示密度最高达到3.0以上，响应速度快，30V电压下最快响应速度为1.5s，稳定，保存性好，适用于电子纸显示。不足的地方，是目前确定的电泳性能最佳体系属金属络合染料的弱极性溶液体系，当电压大于一定值时，体系会发生电化学反应，导致染料分解。