论文综述：电子纸用二氧化钛颗粒的硅烷化研究

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1、本科生毕业设计（论文）论文综述学院轻工学院专业印刷工程导师杨春莉学生姜莹莹学号2011108304822015年3月25日电子纸用二氧化钛颗粒的硅烷化研究1绪论1.1研究目的及意义电子显示器（ElectronicDisplay）的发展无论是从1888年奥地利植物学家ReiniterF发现液晶（LiquidCrystal），还是从1897年德国人BraunF发明阴极射线管（Cathod-RayTube，CRT）算起，迄今为止，其发展也已经经历了一百多年的历史。一般而言，依照显示方式的不同将电子显示器分为两类：主动显示器/发射显示

2、器，其采取光反射的方式进行显示；被动显示器/非发射显示器，其通过散射,反射和干涉调节入射光进行显示[1.2]。目前在电子书，电子报纸和户内外等诸多领域中以质轻，柔性，便携的显示器为世界各国研究科学家的热点。目前市场上所销售的电子纸产品大多采用电子墨水技术，电子墨水是一种多相功能材料，其研究重点主要集中在电泳颗粒以及显示微胶囊的制备等方面[3.4]。电子纸(ElectronicPaper，简称E．paper)是一种新型的显示器。一般把可以实现像纸一样阅读舒适、超薄轻便、可弯曲、超低耗电的显示技术叫做电子纸技术；电子纸也是一种类似

3、纸张的电子显示器，电子纸具有低功耗和可折叠弯曲功能，画面显示细腻和可视角度宽、相比其他显示技术，最大的优点是阳光下可视效果好[4]。相对其他传统显示技术，电子纸显示技术有以下几个优点：（1）低碳环保：即电子产品可以重复使用至几十万次，节省大量的纸张，即节省大量的木材等造纸原材料，进而保护了森林资源[5-7]。（2）能耗低：即电子纸产品，即使切断电源，文字也不会消失，器件维持文字和图像并不需要消耗电能且不需要其他背景光照。其耗能是普通液晶显示器的1/100-1/10左右[5-8]。（3）可视性好：即电子纸视角很大，靠反射环境好工

4、作，底色是纸白，可以在强阳光下舒服地阅读，对比度较高，因此文字清晰，不损伤视力；亮度是普通液晶显示器的2-3倍，图像精度较高[4-9]。（4）便于携带：即电子纸重量非常轻，大约只有1mm厚，可弯曲，且也容易做成不同尺寸的产品；同时这种显示纸不会像玻璃一样被打碎[4]。麻省理工学院(MIT)媒体实验室提出了电子墨水的概念(EncapsulatedElectrophoreticInk)，其原理是利用电泳显示原理，把颜料颗粒和深色染料溶液包裹在微胶囊内，电泳显示在微胶囊内实现，从而提高了其稳定性，延长使用寿命[9]。一般而言，电子墨

5、水的组成主要包括电泳颗粒、电泳悬浮液、背景染料以及电荷控制剂和粒子稳定剂[10-11]。电泳颗粒在电子墨水的显示中起到使图像呈色显示图像的作用，其是电子墨水的重要组成部分之一。电泳颗粒的选择灵活，可以是一种带电或容易获得电荷的颗粒；其可以是有机颜料，也可以是无机颜料或有机无机复合颗粒[12]。有机颜料一般采用大红粉、甲苯胺红、酞菁蓝和颜料黄等，无机颜料则一般采用TiO2、锌白和铬黄等。分散介质在电子墨水显示中的作用是分散固体颗粒，并构成与电泳颗粒有强烈色彩对比的显示背景色的静电介质[13]。分散介质中的染料，能减少光线反射，提

6、高显示反差，并与同体显示颗粒形成强烈的颜色对比。电荷控制剂使电泳显示颗粒具有良好的电泳特性，能够让显示颗粒对电场做出及时的响应，维持体系的稳定。一般而言，粒子稳定剂是一种表面活性剂。电泳颗粒是电子墨水的核心组成部分之一。在电泳悬浮液中稳定的分散，本身带有电荷或者在电荷控制剂的作用下带电，通过在外加电场的作用下发生电泳，而实现双稳态柔性显示。电泳颗粒可以是无机、有机颗粒或染料微胶囊颗粒[14]。无机显色颗粒SiO2颗粒和TiO2颗粒最大的优势在于化学稳定性高，并且具有良好的光学性能，是电子墨水用白色显色颗粒的理想选择。无机颜料颗

7、粒的化学稳定性高，热稳定性好，具有良好的光学性能，如二氧化钛(TiO2)颗粒、二氧化硅(TiO2)颗粒等。TiO2颗粒因为高的折射率和对比黑色分散介质有良好的白度从而有优秀的图像呈色作用而常被用作电泳颗粒。TiO2颗粒在自然界中有三种结晶形态：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型。其中，板钛矿型TiO2属斜方晶系，不稳定，在自然界中也很稀少，650℃左右即转化为金红石型；金红石型TiO2颗粒比锐矿型TiO2颗粒具有更好的耐粉化性及保光性。但无机颗粒一般密度都比有机溶剂大，而且无机颜料粒子与有机溶剂亲和性。为了提高颗粒的分散稳定性和荷电

8、特性，使其产生一种空间位阻斥力，减小颗粒间的范德华引力，提高了分散性稳定性，降低颗粒密度，减少其在分散介质中的沉降，使其密度可以和分散介质相匹配并改善其在分散介质中的分散性能非常重要，因此有必要对无机颗粒进行表面改性。1.2国内外电子纸用二氧化钛颗粒的硅烷化研究现状1.2.1