一种彩色微杯型电泳电子纸及其加工方法

本发明涉及电子纸，具体涉及一种彩色微杯型电泳电子纸及其加工方法。

背景技术：

1、电子纸作为一种反射式显示器，工作原理是漫反射，允许光线以任何角度反射在显示表面上。电子纸与其他显示技术相比具有多种优势。首先，它具有高对比度，不像传统的液晶显示器只适合在低环境光条件下使用。这种特性提供了几个优点，包括宽视角、减少眼疲劳和增强可读性。此外，由于其双稳定性，电子纸具有低功耗。

2、电泳显示基本原理是利用外加直流电场，使带电微粒子在分散介质中向两电极移动，从而呈现图像的显示技术。电泳显示根据承载电泳粒子的微腔体的不同，又分为微胶囊型和微杯型电泳显示。

3、目前对电泳电子纸实现彩色化主要有两种方式；⑴将带电荷的彩色电子颗粒注入到电子纸空腔中，因为不同颜色的粒子对不同电压的敏感度不同，通过串行施加不同电压于上下电极对粒子进行分别控制，可以使不同颜色的粒子移动至上下层预设的位置；⑵彩色滤光片技术，即在16灰阶黑白两色电子纸的上方贴合一层玻璃材质彩色滤光片，在其上印刷了整齐排列的透明的微小正方形状的红绿蓝(rgb)三色滤光阵列。当红绿蓝色块对应的下方的电子纸区域呈现白色时，在上方看到的就是对应的红绿蓝颜色点；当对应下方电子纸区域呈现黑色时，由于色块不反射光，在上方看到的就是黑色；借助黑白电子纸的16种灰阶，透过色膜就呈现出16种色阶。相邻的3个红绿蓝色点，组合后呈现在人眼中，就呈现出4096种颜色。

4、方式⑴的优点是未损失像素，画面细腻、明亮，缺点是响应速度偏慢和窄温区、彩色粒子难制备、颜色粒子多了会形成串扰等；方式⑵优势是刷新速度快、工作温度范围宽，但在有效像素、色彩饱和度、反射率以及色域上处于劣势，此外彩色滤光片通常适用于微胶囊型电子纸，如果用在微杯上，滤光膜的彩色阵列需要和微杯的结构和位置匹配，工业生产中微米级贴合和对准很难实现。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，本发明提供一种彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，包括：

2、步骤1：制备微杯阵列；

3、步骤2：使用红染色剂、绿染色剂、蓝染色剂分别将介电溶液染色，分别得到红色、绿色和蓝色的介电溶液，再将二氧化钛和炭黑粒子的混合物加入染色后的介电溶液中，分别得到红色、绿色和蓝色的电子墨水；

4、步骤3：通过喷墨打印机把红色、绿色和蓝色的电子墨水按照rgb阵列的排列方式注入微杯阵列中，得到彩色微杯阵列；

5、步骤4：在彩色微杯阵列的顶部开口处，刮涂一层光固化聚氨酯薄膜，用紫外光进行固化封装，得到彩色微杯型电泳电子纸。

6、进一步的，步骤1中，所述微杯阵列中，微杯边长/直径为50-80μm，侧壁厚度为5-20μm，各个微杯中心的间距为40-80μm。

7、进一步的，步骤2中，所述介电溶液为甲苯、二甲苯、苯基二甲苯乙烷、十二烷基苯、全氟萘烷、全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯、聚三氟乙烯、聚全氟氧化丙烯、n,n-二甲基甲酰胺中的一种。

8、进一步的，步骤2中，所述二氧化钛和炭黑粒子的质量比为1：2或1：3。

9、进一步的，步骤2中，二氧化钛和炭黑粒子的混合物与染色后的介电溶液的质量比体积比为1:5。

10、进一步的，步骤2中，所述红染色剂为苏丹红或蒽醌红，所述绿染色剂为蒽醌绿溶剂绿28，所述蓝染色机为溶剂蓝35或溶剂蓝36。

11、进一步的，步骤2中，所述红染色剂或绿染色剂或蓝染色剂与介电溶液的质量比为1:15000-1:5000。

12、进一步的，步骤3中，所述喷墨打印机的电压为58-68v，脉宽为21-22us，温度为25℃，频率100hz。

13、进一步的，步骤3中，液滴的体积为70-90pl，液滴的直径为40-60μm，喷墨打印速度为2-3m/s。

14、一种彩色微杯型电泳电子纸，通过上述彩色微杯型电泳电子纸的加工方法加工得到。

15、本发明的有益效果为：

16、1、本发明工艺简单，不需要对导电粒子额外修饰，也不需要对电压梯度进行调整，也没有彩色滤光片加工时需要与电子纸阵列精准贴合的步骤。

17、2、rgb阵列容易制作，且ntsc色域较高，达到147.7％。

技术特征：

1.一种彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：步骤2中，所述二氧化钛和炭黑粒子的质量比为1：2或1：3。

5.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，其特征在于：

10.一种彩色微杯型电泳电子纸，其特征在于，通过权利要求1-9中任一种彩色微杯型电泳电子纸的加工方法加工得到。

技术总结
本发明提供了一种彩色微杯型电泳电子纸的加工方法，包括：步骤1：制备微杯阵列；步骤2：使用红染色剂、绿染色剂、蓝染色剂分别将介电溶液染色，分别得到红色、绿色和蓝色的介电溶液，再将二氧化钛和炭黑粒子的混合物加入染色后的介电溶液中，分别得到红色、绿色和蓝色的电子墨水；步骤3：通过喷墨打印机把红色、绿色和蓝色的电子墨水按照RGB阵列的排列方式注入微杯阵列中，得到彩色微杯阵列；步骤4：在彩色微杯阵列的顶部开口处，刮涂一层光固化聚氨酯薄膜，用紫外光进行固化封装，得到彩色微杯型电泳电子纸。本发明工艺简单，不需要对导电粒子额外修饰，也不需要对电压梯度进行调整，也没有彩色滤光片加工时需要与电子纸阵列精准贴合的步骤，且最终色域结果较高。

技术研发人员：刘学清,赵毅,饶鑫,邹立勇,刘继延,黄祚刚,贡晶晶,尤庆亮
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23