包括核和無規共聚物涂層的電泳顯示器用粒子的制作方法
【專利摘要】本發明涉及包括核粒和聚合物殼的粒子、包含所述粒子的電泳流體和包含所述流體的電泳顯示器件。所述聚合物殼由通過任選不溶于烴的帶電結構單元和可溶于烴的穩定結構單元形成的無規共聚物組成。
【專利說明】包括核和無規共聚物涂層的電泳顯示器用粒子
【技術領域】
[0001]本發明涉及包括核粒和聚合物殼的粒子、包含所述粒子的電泳流體和包含所述流體的電泳顯示器件。
【背景技術】
[0002]近年來，產生了對于低功率、低成本和輕質的顯示器件的需求。EPD (電泳顯示器)可以滿足該需求。Ero通常包含分散在流體中并被限制在兩個基底之間的帶電電泳粒子，每個基底包括一個或多個電極。在電極之間的空間填充有分散介質，該分散介質為無色的或與粒子的顏色不同。如果在電極之間施加電壓，則帶電粒子移動到相反極性的電極。所述粒子可覆蓋觀察者側的電極，以使得當從觀察者側觀察圖像時，顯示與粒子的顏色相同的顏色。通過使用多重像素，能夠觀察任何圖像。
[0003]可利用的EPD技術包括商業用于電子圖書中的電子紙張。該應用使用黑色和白色或淺色。在最近的專利文獻(US 7, 304, 634,GB 2 438 436,US 2007/0268244)中已經示例了在單個像素中使用不同顏色的粒子。在Nippon Gazo Gakkaishi 46 (4) 2007，247?253中和在Kobunshi Ronbunshu, 62 (7)，310?315 (2005年7月)中描述了包含聚合物和有機顏料的粒子。通常，電泳流體包含諸如二氧化鈦、氧化鋁或硫酸鋇的帶電無機納米粒子，其涂覆有表面層以促進在電介質和介電流體介質中的良好分散。
[0004]仍然需要改進的電泳流體和可容易地分散在非極性介質中的有色和白色的反射粒子的簡單制備。
[0005]現在已經發現了提供所述粒子和新型電泳流體的改進路線。將含有這些粒子的流體組合物用于單色和有色電泳顯示器(Ero)中。
【發明內容】
[0006]本發明涉及包含如下粒子的電泳流體，所述粒子包括核粒和吸附到所述核粒上的聚合物殼，其中所述聚合物殼由具有單體(monomer)或大單體(macromonomer)構造單元(building block)的無規共聚物組成,和所述無規共聚物包含至少一種帶電或可充電的、任選非烴溶性結構單元(strucural unit)和至少一種烴溶性穩定結構單元。另外，本發明涉及所述粒子本身、其制備方法和包含所述粒子的電泳顯示器。
[0007]本發明的主題特別涉及白色反射聚合物粒子，且涉及包含所述白色反射聚合物粒子的電泳流體和顯示器。
[0008]本發明的優勢在于限定粒子的電荷的便利性和靈活性。所述方法適用于廣泛的粒子和顏料。另外，本發明幫助克服在Ero流體開發中的一些復雜性且得到高性能的流體。
[0009]本發明描述通過將特殊的無規共聚物吸附到粒子表面上來控制在電泳流體中的粒子的電荷的方法，所述無規共聚物還充當分散劑。所述共聚物可以通過諸如范德華力的物理吸附、離子相互作用和/或酸堿相互作用而吸附到粒子表面上。這些特殊的無規共聚物分散劑可以用于方便地對大多數粒子或顏料的表面進行改性，特別是提供給粒子電荷或改變粒子的電荷。所述新型聚合物在本說明書中被稱作電荷選擇聚合物分散劑或CSD。所述CSD可以用于限定在粒子/顏料上的所需電荷(根據需要，正或負)且所述CSD使粒子/顏料在空間上穩定以防聚集。首先，合成所述電荷選擇聚合物分散劑(CSD)。在第二步驟中，將所述CSD用于分散所述顏料并對所述粒子電荷進行改性。所述CSD為無規型共聚物。無規共聚物及其制備在本領域中是公知的且在本領域普通技術人員已知的條件下如下地進行制備。
[0010]所述CSD聚合物為無規共聚物且通過至少兩種單體的自由基共聚來制備，所述單體選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基(vinyl)或丙烯酰胺類。所述單體具有70~10000的分子量且可以為分子(單體)或功能性低聚物/聚合物(大單體)。所述無規共聚物可以為接枝共聚物或可以具有梳狀結構。術語“結構單元”是指得自一種或多種類型的單體或大單體和/或包含一種或多種類型的單體或大單體構造單元的共聚物的一部分。術語“構造單元”是指均聚或共聚的聚合物鏈。
[0011]所述CSD共聚物的烴溶性穩定結構單元主要包含至少一種如下的單體或大單體，所述單體或大單體本身或其均聚物可溶于烴，特別是可溶于十二烷。所述帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元主要包含至少一種如下的單體或大單體，其本身或其均聚物任選不溶于烴，特別是不溶于十二烷。至少一種單體或大單體顯示高親和性以吸附到所述核粒的表面上。優選所述帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元對所述核粒顯示出強烈的吸附。所述單體中的至少一種與電荷控制劑相互作用且因此控制所述粒子的電荷。所述大單體為市售的或可以通過聚合反應(特別是縮聚)和然后端基官能化以獲得所述大單體來進行制備。
[0012]使用包含用于立體穩定和電荷改性的CSD聚合物來分散顏料粒子。通過在方案I
中表示的路線來獲得根據本發明的粒子。
[0013]
【權利要求】
1.一種電泳流體，其包含包括核粒和吸附到所述核粒上的聚合物殼的粒子，其中所述聚合物殼由具有單體或大單體構造單元的無規共聚物組成，和所述無規共聚物包含至少一種帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元和至少一種烴溶性穩定結構單元。
2.根據權利要求1所述的電泳流體，其特征在于所述無規共聚物的帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元的量為整體無規共聚物的20?95重量％。
3.根據權利要求1?2中的一項或多項所述的電泳流體，其特征在于所述無規共聚物的帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元包含甲基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二乙基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二甲氨基)乙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(MOTAC)和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(AOTAC)。
4.根據權利要求1?3中的一項或多項所述的電泳流體，其特征在于所述無規共聚物的烴溶性穩定結構單元包含脂肪酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物、功能性聚二甲基硅氧烷、功能性聚-異丁烯/_異戊二烯和/或(甲基)丙烯酸長鏈烷基酯。
5.根據權利要求1?4中的一項或多項所述的電泳流體，其特征在于所述無規共聚物的烴溶性穩定結構單元包含單-甲基丙烯酸酯封端的聚二甲基硅氧烷或12-羥基硬脂酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物。
6.根據權利要求1?5中的一項或多項所述的電泳流體，其特征在于所述核粒為有機或無機顏料，優選金紅石、銳鈦礦或無定形改性的二氧化鈦，或碳黑。
7.一種包括核粒和吸附到所述核粒上的聚合物殼的粒子，其中所述聚合物殼由具有單體或大單體構造單元的無規共聚物組成，和所述無規共聚物包含至少一種帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元和至少一種烴溶性穩定結構單元。
8.根據權利要求7所述的粒子，其特征在于所述聚合物殼由無規共聚物組成，所述無規共聚物包含占整體無規共聚物20?80重量％的甲基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二乙基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二甲氨基)乙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(MOTAC)和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(AOTAC)的帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元，和脂肪酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物、功能性聚二甲基硅氧烷和/或(甲基)丙烯酸長鏈烷基酯的烴溶性穩定結構單元。
9.根據權利要求7或8所述的粒子，其特征在于所述無規共聚物的烴溶性穩定結構單元由單-甲基丙烯酸酯封端的聚二甲基硅氧烷或12-羥基硬脂酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物組成。
10.根據權利要求7?9中的一項或多項所述的粒子，其特征在于所述無規共聚物由單-甲基丙烯酸酯封端的聚二甲基硅氧烷或12-羥基硬脂酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物和甲基丙烯酸2-叔丁基氨基乙酯和任選的甲基丙烯酸(2，3-環氧基丙基)酯組成。
11.根據權利要求7?10中的一項或多項所述的粒子，其特征在于所述核粒為有機或無機顏料，優選金紅石、銳鈦礦或無定形改性的二氧化鈦，或碳黑。
12.根據權利要求7?11中的一項或多項所述的粒子用于制備單色、二色或多色電泳裝置的用途。
13.—種制備根據權利要求7?11中的一項或多項所述的粒子的方法，所述方法包括: a)組合核粒與分散介質， b)將包含帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元和烴溶性穩定結構單元的無規共聚物溶解在溶劑中， C)混合步驟a)的分散體和步驟b)的溶液， d)使所述混合物經受分散所述顏料的加熱、研磨、超聲處理或高剪切混合， e)任選地使所述無規聚合物化學連接到所述顏料表面， f)任選通過重復離心分離進行洗滌并再分散在新鮮烴中，和 g)任選分離所得包覆粒子。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于在步驟b)中使用的無規共聚物包含甲基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二乙基氨基)乙酯、甲基丙烯酸2-( 二甲氨基)乙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(MOTAC)和/或丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(AOTAC)的帶電或可充電的任選非烴溶性結構單元，和脂肪酸的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯縮聚物、功能性聚二甲基硅氧烷和/或(甲基)丙烯酸長鏈烷基酯的烴溶性穩定結構單元。
15.一種電泳顯示器件，其包含根據權利要求1至6中的一項或多項所述的電泳流體。
16.根據權利要求15所述的電泳顯示器件，其特征在于通過如下技術施加所述電泳流體，所述技術選自噴墨印刷、狹縫式模具噴霧、噴嘴噴霧和柔性版印刷，或任何其它接觸或非接觸式印刷或沉積技術。
【文檔編號】G02F1/167GK104204932SQ201380016210
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月28日 優先權日:2012年4月4日
【發明者】尼爾斯·格賴納特, 托馬斯·鮑爾, 馬蒂亞斯·科赫, 沃爾夫岡·赫克勒, 托馬斯·蘭特希勒, 內森·史密斯 申請人:默克專利有限公司