[发明专利]一种应用于彩色电子纸的核-壳结构荧光电泳颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于彩色电子纸的核‑壳结构荧光电泳颗粒及其制备方法。以白色电泳颗粒SiO₂为核，以掺杂稀土离子的Sr₃B₂O₆为壳，其化学式为：SiO₂@Sr_3‑xB₂O₆:xLn，Ln=Eu³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺或Dy³⁺，x为掺杂离子Ln的浓度，取值范围为：0.001≤x≤3。本发明的电泳颗粒粒径均一，直径为300~400 nm，具有良好单分散性和球形形貌，有助于提高粒子在电泳液中的稳定性和迁移速率。Sr_3‑xB₂O₆:xLn壳层使得白色电泳粒子在电子纸内置近紫外光源的激发下，可以显示红光、绿光、蓝光等，从而实现非激发状态下的黑白显示和激发状态下的彩色显示，避免了多粒子体系带来的器件和控制程序的复杂化。本发明采用溶胶凝胶法合成电泳颗粒，合成方法简单，合成温度低，所用原料廉价易得，环境友好，适用于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种应用于彩色电子纸的核-壳结构荧光电泳颗粒及其制备方法。

背景技术

电子纸是一种新型显示器，与传统的液晶显示器（LCD）、发光二极管显示器（LED）、有机发光二极管显示器（OLED）等相比，电子纸兼具传统纸张和传统显示器的优点：（1）采用反射光显示的方式使其具有良好的日光可读性，即便在环境光很强的情况下也可以在看清楚显示的内容；（2）节能环保，电子纸具备双稳态显示特征，显示的内容在不施加电场的情况下可以长时间保持，能耗只有LCD的十分之一到百分之一；（3）电子纸更薄、重量更轻、更加坚固结实且可以实现柔性显示，因此电子纸更加便于携带。电子纸的这些特点综合在一起使得它在制造、保存、使用和维护方面都极具优势，可广泛用于钟表、电子标签、电子书、广告牌、信用卡、手机等消费产品。

目前用于制作电子纸的技术有很多，主要是电润湿显示技术、胆甾型液晶显示技术和电泳显示技术。其中，电泳显示技术在兼顾视角、对比度、功耗和便携性方面具有独到的优势，已经率先商业化并占据着电子纸市场的绝大多数的份额。电泳显示技术通过改变电场而使不同颜色的带电颗粒出现分离，以呈现颜色交替显示的效果。目前成熟的电子纸产品都为黑白显示，为了扩大电子纸的应用领域，满足人们的阅读需求，电子纸的彩色化已经迫在眉睫。目前的彩色电子纸方案主要是在显示单元中包含电势不同的多种带色电泳颗粒，通过控制不同的电场方向和时间来控制需要显示颜色的电泳颗粒，最终达到显示的彩色化。但在实际应用中，多种颗粒在显示单元中所呈现的状态比较复杂，想要精确通过电压控制不同颜料粒子的 zeta 电位很难。如Tang等（参见文献“Pigment-based tricolor inkparticles via mini-emulsion polymerization forchromatic electrophoreticdisplays”，J. Mater. Chem., 2010, 20, 8112–8117）釆用乳液聚合的方法制备了红、绿、蓝三色聚合物包覆的有机颜料粒子，但表面聚合物层降低了反射光的强度，且表面的聚苯乙烯层很难与电荷控制剂相互作用后带电，使得粒子的电泳性能较为一般，彩色化效果不理想。

发明内容

针对上述存在问题或不足，本发明的目的在于提供一种应用于彩色电子纸的发光效率高、粒径均一的荧光电泳颗粒及其制备方法。使电子纸产品能在非激发状态下显示原有的黑白两色的同时，也能够在激发状态下实现彩色显示。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：