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关于酞菁蓝电泳显示性能研究

2012-09-26

2.1.3分散剂用量图2为不同分散剂用量下静置30d后的酞菁蓝沉降率曲线,由曲线可以看出不加分散剂时改性后的酞菁蓝的沉降率为27.8%,随着分散剂用量的增加,在分散剂用量达到46%(质量分数)之前,颗粒的稳定性随着分散剂用量的增加而提高。这是因为在此用量下,分散剂的亲水基端在CuPc表面发生单分子层吸附,而疏水基端伸向有机介质,因此提高了CuPc的稳定性;当用量大于46%时,分散剂在CuPc表面形成胶束,降低了CuPc与介质的相容性所以分散剂的最佳用量为46%。

2.2样品的分析和表征

2.2.1样品结构分析图3为酞菁蓝粒子改性前后的红外光谱图。从图3可以看出,相对于原样曲线,改性后的酞菁蓝曲线在2917.4 cm-1,2849.3 cm-1处有2个强吸收峰,这是长碳链中—CH3、—CH2—的C—H键伸缩振动峰。由于酞菁蓝分子中并不存在—CH3、—CH2—结构,且样品测试前已经过洗涤,去除了未吸附的残留的游离改性剂硬脂胺对测试结果的影响,所以此C—H键伸缩振动峰只能是经改性吸附在酞菁蓝粒子表面的硬脂胺分子中的长碳链造成的,说明改性剂确实吸附在酞菁蓝粒子表面了,改性成功。

2.2.2样品形貌分析图4为改性前后的酞菁蓝粒子的SEM图。由图4可以看出酞菁蓝原样粒径分布较宽、形貌杂乱无章、团聚较为严重;改性后的酞菁蓝粒径明显减

2.2.3样品粒度分布图5为改性前后酞菁蓝粒子的粒度分布图。由图5可以看出原样酞菁蓝粒子粒度分布较宽,最可几粒径集中在1100nm;改性后的酞菁蓝粒径明显减小,分布集中,最可几粒径集中在270nm。改性前后的粒度分布与相应的SEM图(图4)中的粒径分布较为吻合。

2.2.4样品zeta电位和沉降率表2为改性前后酞菁蓝粒子的zeta电位和沉降率对照表。由表2可看出酞菁蓝原样粒子的表面zeta电位为0.327 mV,荷电很低,几乎不带电荷;改性后酞菁蓝粒子的zeta电位明显升高至38.9 mV。说明改性后能够大大提高酞菁蓝粒子的表面荷电,从而能够提高粒子电泳时的响应速度、缩短其响应时间,改性效果良好。表2中同时给出了将酞菁蓝原样加入分散介质四氯乙烯中和改性后的电泳液分别静置30 d的沉降率。可以看出酞菁蓝原样沉降率高达94.7%,沉降严重;改性后的酞菁蓝电泳液沉降率仅为5.2%,沉降率明显降低。这是因为改性使得酞菁蓝粒子粒径减小、同时较高地表面荷电有利于其均匀分布和稳定性的提高。

2.3电泳液的封装及其电泳显示性能将电子墨水按1.3节中所述封装好制作成电泳显示器后接通电源,即可实现蓝白双色显示。图6为封装后的蓝白双色电子墨水显示图片使用30 mV的直流稳压电源。在下基板上事先刻蚀好要显示的图样“北化”,封装完成后,分别向两块基板上接上反向电压。因为墨水中蓝色的酞菁蓝粒子表面带正电荷,白色的二氧化钛粒子表面带负电荷。因此当上基板通正电压、下基板通负电压时,二氧化钛粒子向上基板移动,酞菁蓝粒子向下基板移动,显示出图6(a)的图像;反之则显示出图6(b)的图像。封装后的显示器可保存电泳液30 d而不出现气泡、漏液情况,说明封装可以达到持久保存电泳液的效果。将封装好的显示器放入电泳特性仪中进行测试,计算响应时间。其中测试波形设置为正弦波、振幅50 mV、频率0.5 Hz、波形循环输出。酞菁蓝原样由于粒径大、沉降率高、表面zeta电位低等原因几乎不能实现电泳显示。将改性后的酞菁蓝配成蓝白电泳液进行测试,可以看到反复显示图6中所出现的图像,其响应时间(刷屏时间)平均为224 ms。其刷屏显示50次后的响应时间和对比度没有明显变化说明电泳液具有一定的显示稳定性。将改性后的酞菁蓝电泳液静置30 d后再配成蓝白电泳液进行测试,仍然可以看到反复显示图6中所出现的图像,但其响应时间(刷屏时间)增加至平均311 ms。静置30 d后的电泳液的显示效果虽有一定的下降,但仍达到了较好的稳定性能要求。3结论(1)改性后的酞菁蓝电泳粒子的红外谱图上出现改性剂硬脂胺的长链C—H键的伸缩振动峰,说明改性成功。(2)改性后的酞菁蓝电泳粒子的粒度分布集中,最可几粒径从1100 nm降低至270 nm;zeta电位从0.327 mV升高至38.9 mV;沉降率从94.7%降低至5.2%。(3)将制备出的酞菁蓝电子墨水和自制二氧化钛电子墨水配制成蓝白电子墨水,可以实现蓝白双色显示,其响应时间平均为224 ms,且电泳液的稳定性和重复性良好。(4)本文采用的封装材料和方法解决了耐溶剂问题,封装后可保存30 d不出现气泡、漏液的现象。

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