本發明屬電泳顯示裝置技術領域，具體涉及一種變色電泳粒子及其制備方法及電泳顯示器。

背景技術：

電泳顯示器是一種像紙一樣薄、柔軟和可擦寫的顯示器，近年來在廣告牌和價格牌上獲得越來越廣泛的應用。現有的電泳顯示器基本上只能顯現黑白兩色，這使得其應用受到很大限制。

技術實現要素：

基于現有技術的不足，本發明需要解決的技術問題是提供一種可以顯示彩色的變色電泳粒子及其制備方法及電泳顯示器。

本發明實施例一方面提供一種變色電泳粒子，其包括基體和光致發光材料，所述基體為金屬氧化物材料，所述光致發光材料包覆在所述基體外部，所述光致發光材料在預定波段范圍的激發光源的照射下呈現與所述基體的顏色不同的彩色，所述光致發光材料在無所述激發光源的照射下無色透明或者呈現與所述基體的顏色相同的顏色，所述變色電泳粒子帶有電荷。

優選地，所述金屬氧化物包括如下材料的一種或多種：鈦白、鋅鋇白、氧化鋅、二氧化硅、鐵黑、碳黑、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、硅酸鹽、氧化鉻綠、鉛鉻綠、氧化銅、鈦黃、鉻黃、鐵黃、鉛鉻綠、錳紫、鐵藍、鈷藍、鋅白、鎘黃、鎘紅、硫酸鋇、鉬橙、群青、天青藍、翡翠綠、翠綠。

優選地，所述光致發光材料為稀土金屬氧化物或有機發光化合物。

優選地，所述稀土金屬氧化物包括如下材料的一種或多種：氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化鐿、氧化镥、氧化鈧、氧化銩；所述有機發光化合物包括如下材料的一種或多種：丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙錠-N,N`-雙乙酰胺、熒光素-O-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、N-(1-萘基)乙二胺二鹽酸鹽、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-ALT-3,6-二氨基吖啶半硫酸鹽)、聚(熒光素O-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-CO-甲基丙烯酰氧基熒光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[N-(1-萘基)-N-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-CO-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁銅、二氯三(1,10-菲羅啉)釕(II)水合物、8-羥基喹啉銅鹽、四(2-甲基-8-羥基喹啉)硼鋰、2,3-二氯化萘酞菁錫、三(8-羥基喹啉)-鉺、8-羥基喹啉鋁、苯并[k]熒蒽、1,2-雙(2-氨基苯氧基)-乙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羥基-1,4-萘醌、2,3-二苯基馬來酸酐、7-羥基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶、1-芘甲醛。

優選地，所述預定波段范圍的激發光源為紫外光或紅外光。

優選地，所述光致發光材料通過接枝、共混、共沉淀法或溶膠凝膠法包覆在所述基體外部。

本發明實施例另一方面提供一種制備上述任一項所述的變色電泳粒子的方法，其包括如下步驟：(1)配制所述金屬氧化物的前驅物和無水乙醇的水溶液，得到溶液A；(2)配制所述光致發光材料的前驅物和無水乙醇的水溶液，得到溶液B；(3)混合所述溶液A和溶液B，反應得到凝膠C；(4)將所述凝膠C烘干，得到粒狀物D；(5)混合所述粒狀物D與硅氧烷偶聯劑，反應得到所述變色電泳粒子。

優選地，還包括步驟(6)：將步驟(5)所得的變色電泳粒子與帶雙鍵的高分子單體反應。

優選地，所述金屬氧化物為二氧化鈦，所述金屬氧化物的前驅物為鈦酸正丁酯，所述光致發光材料為氧化釔，所述光致發光材料的前驅物為釔酸鉍。

本發明實施例還提供一種制備上述任一項所述的變色電泳粒子的方法，其包括如下步驟：(1)配制光致發光材料和酸的水溶液，得到溶液E；(2)向溶液E添加乙醇和水的溶液，得到溶液F；(3)向溶液F添加聚乙二醇，得到凝膠G；(4)向凝膠G添加所述金屬氧化物，反應得到懸浮液H；(5)將所述懸浮液H烘干，得到的產物與硅氧烷偶聯劑混合，反應得到所述變色電泳粒子。

優選地，還包括步驟(6)：將步驟(5)所得的變色電泳粒子與帶雙鍵的高分子單體反應。

本發明實施例再一方面提供一種電泳顯示器，其包括由外至內依次層疊連接的透明前板、電泳顯示層和背板，所述透明前板和背板通過電路連接，用于在所述電泳顯示層兩端施加電信號，所述電泳顯示層包括多個電泳顯示微單元，每個所述電泳顯示微單元內包括電泳液及至少一種如上述任一項所述的變色電泳粒子，所述變色電泳粒子懸浮在所述電泳液中，所述變色電泳粒子帶電荷，并在所述透明前板和背板的電信號的驅動下在所述電泳液中移動。

優選地，所述電泳顯示器還包括激發光源和導光板，所述激發光源設在所述透明前板的側方，所述導光板覆蓋所述透明前板的外側，用于將所述激發光源發出的光導向至從所述透明前板入射。

優選地，每個所述電泳顯示微單元包括帶異性電荷的第一電泳粒子和第二電泳粒子，所述第一電泳粒子為如上述任一項所述的變色電泳粒子，所述第一電泳粒子的基體呈白色，所述第二電泳粒子呈黑色。

優選地，所述電泳顯示層包括多種電泳顯示微單元，所述多種電泳顯示微單元中的變色電泳粒子在相同激發光源的照射下呈現不同彩色。

本發明實施例通過在電泳粒子上增加光致發光材料，使電泳顯示器可以顯示彩色的內容。

下面結合附圖詳細說明本發明,其作為本說明書的一部分,通過實施例來說明本發明的原理，本發明的其他方面、特征及其優點通過該詳細說明將會變得一目了然。

附圖說明

圖1～2為本發明實施例提供的兩種電泳顯示器的結構示意圖。

圖3～5是本發明實施例提供的電泳顯示器的工作狀態示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的發明目的、技術方案及其技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。

請參考圖1至圖5，本發明實施例一方面提供一種電泳顯示器，其包括由外至內依次層疊連接的透明前板13、電泳顯示層12和背板11。電泳顯示層12包括多個電泳顯示微單元121，每個電泳顯示微單元121內具有電泳液及懸浮于電泳液中的變色電泳粒子122，變色電泳粒子122包括基體和光致發光材料，光致發光材料包覆在基體外部。透明前板13和背板11通過電路連接，用于在電泳顯示層12兩端施加電信號,使變色電泳粒子122在電場作用下在電泳液中移動。通過控制電信號的脈沖數量，可以控制變色電泳粒子122離透明前板13的距離。

當沒有激發光源30照射在電泳顯示器的電泳顯示層12時，光致發光材料無色透明或者呈現與基體的顏色相同的顏色，此時變色電泳粒子122的顏色就是基體的顏色，電泳顯示器顯示的也是基體的顏色。當有預定波段范圍的激發光源30照射在電泳顯示層12上時，變色電泳粒子122在預定波段范圍的激發光源30的照射下呈現與基體的顏色不同的彩色，如紅色、綠色、藍色、黃色和紫色等，此時變色電泳粒子122的顏色是光致發光材料的顏色，電泳顯示器顯示的也是光致發光材料的顏色。其中，預定波段范圍的激發光源30可以為紫外光或紅外光。

金屬氧化物為變色電泳粒子122的基體組成部分，光致發光材料為稀土金屬氧化物或有機發光化合物，光致發光材料可以通過接枝、共混、共沉淀法或溶膠凝膠法包覆在基體外部。

金屬氧化物包括如下材料的一種或多種：鈦白、鋅鋇白、氧化鋅、二氧化硅、鐵黑、碳黑、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、硅酸鹽、氧化鉻綠、鉛鉻綠、氧化銅、鈦黃、鉻黃、鐵黃、鉛鉻綠、錳紫、鐵藍、鈷藍、鋅白、鎘黃、鎘紅、硫酸鋇、鉬橙、群青、天青藍、翡翠綠、翠綠。

稀土金屬氧化物包括如下材料的一種或多種：氧化釔，氧化鑭，氧化鈰，氧化鐠，氧化釹，氧化釤，氧化銪，氧化釓，氧化鋱，氧化鏑，氧化鈥，氧化鉺，氧化鐿，氧化镥，氧化鈧，氧化銩。

有機發光化合物包括如下材料的一種或多種：丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙錠-N,N`-雙乙酰胺、熒光素-O-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、N-(1-萘基)乙二胺二鹽酸鹽、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-ALT-3,6-二氨基吖啶半硫酸鹽)、聚(熒光素O-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-CO-甲基丙烯酰氧基熒光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[N-(1-萘基)-N-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-CO-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁銅、二氯三(1,10-菲羅啉)釕(II)水合物、8-羥基喹啉銅鹽、四(2-甲基-8-羥基喹啉)硼鋰、2,3-二氯化萘酞菁錫、三(8-羥基喹啉)-鉺、8-羥基喹啉鋁、苯并[k]熒蒽、1,2-雙(2-氨基苯氧基)-乙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羥基-1,4-萘醌、2,3-二苯基馬來酸酐、7-羥基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶、1-芘甲醛。

在優選實施例中，每個電泳顯示微單元121包括帶異性電荷的第一電泳粒子和第二電泳粒子，第一電泳粒子為變色電泳粒子122，第一電泳粒子的基體呈白色，第二電泳粒子呈黑色。需要說明的是，第二電泳粒子可以為變色電泳粒子122，也可以不是變色電泳粒子122，即第二電泳粒子的外部可以沒有光致發光材料。現以基體呈白色、帶正電的變色電泳粒子122和基體呈黑色、帶負電的變色電泳粒子122的實施例為例來說明本發明電泳顯示器的工作原理。請參考圖3，在沒有激發光源30對變色電泳粒子122照射時，變色電泳粒子122分別呈白色和黑色，此時電泳顯示器顯示的也是黑色和白色組成的圖案或文字。請參考圖4，當透明前板13和背板11在電泳顯示層12施加負電壓脈沖時，白色的變色電泳粒子122移動至靠近透明前板13的位置，黑色的變色電泳粒子122則移動至靠近背板11的位置，此時通過激發光源30對變色電泳粒子122照射預定波段范圍的光(例如紫外光源)，此時白色的變色電泳粒子122變為光致發光材料被激發后的顏色(例如紅色)，體現在電泳顯示器上，白色的變色電泳粒子122聚集的區塊呈現對應的顏色(例如紅色)，請參考圖4，圖中以變色電泳粒子122的不同紋理來表示變色情況。請參考圖5，當透明前板13和背板11在電泳顯示層12施加正電壓脈沖時，黑色的變色電泳粒子122移動至靠近透明前板13的位置，白色的變色電泳粒子122則移動至靠近背板11的位置，此時通過激發光源30對變色電泳粒子122照射預定波段范圍的光(例如紫外光)，此時黑色的變色電泳粒子122聚集的區塊呈現光致發光材料被激發后的顏色(例如紫色)。在其他實施例中，第一電泳粒子和第二電泳粒子的其中之一可以不帶電。

請參考圖2，電泳顯示器還包括激發光源30和導光板16，激發光源30設置在透明前板13的側方，導光板16覆蓋在透明前板13的外側，用于將激發光源30發出的光導向至從透明前板13入射。導光板16上設置有導光單元161，可以使入射光分布的更加均勻，使畫面的顯示效果如色相、明度及色彩飽和度均衡。

在一些優選實施例中，電泳顯示層12包括多種電泳顯示微單元121，多種電泳顯示微單元121中的變色電泳粒子122在相同激發光源30的照射下呈現不同彩色，也即每種電泳顯示微單元121中的變色電泳粒子122不同，具體來說可以是光致發光材料不同，因此在激發光源30的照射下，不同的電泳顯示微單元121呈現不同的顏色，從而使電泳顯示器能夠顯示多種顏色。

本發明另一方面還提供一種制備該變色電泳粒子122的方法，其包括如下步驟：(1)配制金屬氧化物的前驅物和無水乙醇的水溶液，得到溶液A；(2)配制光致發光材料的前驅物和無水乙醇的水溶液，得到溶液B；(3)混合溶液A和溶液B，反應得到凝膠C；(4)將凝膠C烘干，得到粒狀物D；(5)混合粒狀物D與硅氧烷偶聯劑，反應得到變色電泳粒子122。

在一些優選實施例中，為了增強變色電泳粒子122的穩定性以及使變色電泳粒子122懸浮于非極性溶劑中，制備方法還可以包括步驟(6)：將步驟(5)得到的變色電泳粒子122在除去游離的偶聯劑后，接著與帶雙鍵的高分子單體反應。

現以制備紅色的變色電泳粒子122為例進行說明。制備紅色的變色電泳粒子122，以鈦酸正丁酯[Ti(OC₄H₉)₄]和釔酸鉍為前驅物，無水乙醇(C₂H₅OH)為溶劑，冰醋酸(CH₃COOH)為螯合劑，制備二氧化鈦和釔酸鉍復合溶膠。室溫下量取10mL鈦酸丁酯，緩慢滴入到35mL無水乙醇中，用磁力攪拌器強力攪拌10分鐘，混合均勻，形成黃色澄清溶液A。接著，將4mL冰醋酸、釔酸鉍和10mL蒸餾水加到另35mL無水乙醇中，劇烈攪拌，得到溶液B，滴入1-2滴鹽酸，調節pH值使pH≤3。然后，在室溫水浴、劇烈攪拌下將已移入恒壓漏斗中的溶液A緩慢滴入溶液B中，滴速大約3mL/min。滴加完畢后得淺黃色溶液，繼續攪拌半小時后，40℃水浴加熱，2小時后得到白色凝膠。置于80℃下烘干，大約20小時，得到氧化釔摻雜二氧化鈦粒子。該粒子常溫狀態下為白色，在激發光源30預定波段范圍內的光(如紫外光源)的照射下呈紅色。

本發明還提供一種制備該變色電泳粒子122的方法，其包括如下步驟：(1)配制光致發光材料和酸的水溶液，得到溶液E；(2)向溶液E添加乙醇和水的溶液，得到溶液F；(3)向溶液F添加聚乙二醇，得到凝膠G；(4)向凝膠G添加金屬氧化物，反應得到懸浮液H；(5)將懸浮液H烘干，得到的產物與硅氧烷偶聯劑混合，反應得到變色電泳粒子122。

現以制備綠色的變色電泳粒子122為例進行說明。其中，金屬氧化物以二氧化鈦為基體，其外部包覆有二氧化硅層。(1)將含有Tb³⁺的LaPO4溶解在酸的水溶液中，然后和含有檸檬酸的乙醇和水混合溶液(一定醇水比)混合；(2)逐滴加入聚乙二醇，攪拌3小時后形成凝膠，然后繼續攪拌，同時加入有二氧化硅包覆的二氧化鈦，反應5個小時，得到懸浮液；(3)離心分離懸浮液，然后烘箱干燥；(4)在700℃下退火2小時，混合所得產物與硅氧烷偶聯劑，反應得到變色電泳粒子122。

本發明實施例通過在電泳粒子上增加光致發光材料，使電泳顯示器可以顯示彩色的內容。

以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已,當然不能以此來限定本發明之權利范圍,因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化,仍屬本發明所涵蓋的范圍。