3 Affichage électrophorétique (EPD)
Au cours des dernières décennies, on a accordé beaucoup d'attention aux EPD par rapport au papier ordinaire en raison de leur faible coût, de leur faible poids, de leur faiblefaible consommation d'énergieLes EPD sont des écrans réfléchissants qui fonctionnent en fonction de la migration de particules de suspension chargées dans lefluide diélectriquevers l'électrode chargée de façon opposée et ceci est connu commeélectrophorèse [20,25,26](Fig. 4Récemment, de nombreux écrans sont entrés sur le marché par l'intermédiaire de sociétés telles qu'Amazon Kindle, Hanvon et OED Technologies.Deux grandes entreprises dans ce domaine sont SiPix et E-Ink qui ont déjà été fusionnées.La technologie SiPix est constituée de micro-capsules en plastique.affichage électrophorétique, qui est très mince, léger et produit par le procédé "roll-to-roll" (Fig. 5)Le nombre de personnes concernéesLes propriétés de l'affichage électrophorétique et de l'encre électronique sont expliquées en détail ci-après.
3.1 Fonction d'affichage électrophorétique
Le principe de l'électrophorèse se réfère au mouvement des particules chargées en suspension dans unfluide de suspensionLorsque le champ électrique entre les électrodes est utilisé dans une cellule,les particules migrent par rapport à la charge électrique et le fluide de suspension reste stable[20,28,29]Par conséquent, les particules électrophorétiques sont l'un des principaux composants des EPD.sous un champ électrique E et en suspension dans un liquide électrophorétique, est sous l'influence de quatre forces: l'électricité, la flottabilité, la gravité et le retardforces visqueuses, comme il se déplace entre l'électrode bivalente et le pôle opposé[30]L' équation de Helmholtz-SmoluchowskiLes produits de base(Eq.Les États membresDans cette équation, les termes ε, ξ sont utilisés pour décrire la vitesse électrophore (U) d'une particule chargée.Le Parlement européen, Exet μ sont lesdiélectriqueconstante du liquide, lepotentiel zétade la particule, lechamp électrique appliquéLe potentiel zéta électrophorétique (ξLe Parlement européenL'électrophorèse conduit au mouvement des particules chargées à travers une solution stationnaire.viscositédu milieu de transport et de son comportement diélectrique, la taille et la densité de charge des particules noires et blanches,l'épaisseur de la coque de la microcapsule et son niveau diélectrique peuvent affecter la fonction et les performances de l'EPDUne façon de rendre les particules instables dans le milieu liquide est de compenser la gravité entre le solvant de dispersion et les particules et, par conséquent, de réduire la sédimentation.Les produits de base.
En général, les DPE contenant des suspensions de couleur ou des particules chargées dispersées dans unmilieu diélectriquecréer des couleurs contrastées dans une cellule avec deux électrodes conductrices, transparentes et parallèles qui ont été placées à une distance spécifiée d'environ un micron.
Depuis 1960, les EPD (EPD) ont été développés comme un type d'affichage réfléchissant.Cette technologie présente de nombreux avantages tels qu'un grand angle de vision et des taux de contraste élevés similaires à ceux des papiers imprimés.L'EPD est le premier et le choix de base pour la fabrication de papiers électroniques.L'agglomération et l'agrégation sont quelques-uns des problèmes graves qui limitent ses applications dans l'industrie..
3.2 Paramètres efficaces de la qualité d'image de l'écran EPD avec encre E
Les propriétés des particules électrophorétiques sont essentielles à la détermination de la qualité de l'image.une charge de surface importante pour créer et contrôler avec précision les images, un rapport de contraste élevé, une réponse rapide à latension appliquée, la transparence utilisée dans la coque, la stabilité lumineuse et la dispersion stable de l'encre et d'autres paramètres.morphologie de surface, charges de surface et stabilité spéciale[32?? 34]Ainsi, pour la caractérisation des microcapsules E Ink, diverses techniques instrumentales, dont la spectroscopie ultraviolette (UVV), la microscopie d'image optique, laSpectroscopie infrarouge transformée de Fourier(FTIR), microscope électronique à balayage (SEM), potentiel Zeta, diffusion dynamique de la lumière (DLS) et cellule électrophorétique ont été utilisés[34?? 41].
Comme mentionné précédemment, la stabilité spatiale des particules électrophorétiques est un facteur clé dans la détermination de la qualité de l'image, qui est spécifiée à partir de la mesure du potentiel zeta.Le potentiel zéta est un facteur de stabilité potentielle des systèmes colloïdauxSi toutes les particules en suspension ont une charge positive ou négative, les particules ont tendance à se repousser et ne montrent aucune tendance à s'intégrer.La tendance des particules avec une charge similaire à se repousser est directement liée au potentiel zetaEn général, la limite stable et instable de la suspension peut être déterminée par le potentiel zéta.Les suspensions contenant des particules dont le potentiel zéta est supérieur à 30 mV ou inférieur à −30 mV sont considérées comme stables.Le nombre de personnes concernées.
En outre, les écrans couleur peuvent être préparés à l'aide de colorants ou depigments organiquescomme électrophorétique colorénanoparticulesLe colorant ou le pigment dans l'encre électronique doit avoir une bonne brillance, une bonne couleur.résistanceet d'excellentes performances avec lumière, chaleur etrésistance aux solvantsqui peuvent offrir un grand potentiel à proposer pour un plus large éventail d'applications[43?? 45]Une bonne encre électronique dans les EPD peut obtenir une stabilité à long terme de la suspension et une charge de surface plus élevée dans la suspension électrophorétique.[37,46,47]Certaines nanoparticules ont même été modifiées par des modificateurs tels quepolyéthylène [34,46,48,49]et octadécylamineLe nombre de personnes concernées50,51]Pour un contrôle précis de l'image et une réponse rapide auxchamp électrique appliqué, les particules doivent avoir une charge de surface élevée telle que la mobilité soit comprise entre 10- 5¥10- 6en cm2/Vs, la différence de densité avec le solvant est inférieure à 0,5 g/cm3et le diamètre approprié est d'environ 190 ‰ 500 nmLes produits de la catégorie 1.
3.3 encre électronique (encre E) ou encre électrophorétique
E Ink est le résultat direct de l'intégration de la chimie, de la physique et de l'électronique.La composition de l'encre E pour EPD contient des particules d'électrophorèse telles que du matériau coloré chargé ou des microcapsules dispersées dans un environnement diélectrique et un agent de contrôle de charge[22?? 24]En fonction du dispositif et du principe de fonctionnement susmentionné, les matériaux importants de cette technologie sont les particules colorées (colorants/pigments), la coque de la microcapsule,l'huile isolante et les agents de contrôle de charge et les stabilisateursLes sections suivantes expliquent chacune de ces composantes.
3.3.1 Colorants/pigments sous forme de particules colorées pour le noyau
Comme mentionné précédemment, les particules colorées de la taille nano à micro-mètre sont les matériaux clés pour évaluer les fonctions d'électrophorétique.;réduire la quantité de sédimentation, la densité doit être spécifiquement compatible avec le solvant en suspension, la solubilité dans le solvant doit être suffisamment faible,la luminosité doit être élevée afin d'assurer les performances optiques efficaces, la surface doit pouvoir être facilement chargée, la production de masse exige que les pigments soient correctement stables et également facilement purifiables.L'absorption des particules sur la surface de la capsule ou dans le pixel doit être évitée en cas d'encapsulation dans des microcapsules ou des pixels.Des matériaux de différents types ont été étudiés pour les applications de DPE.[9,53 ¢ 61]Je vous en prie.2 Le secteur privé, noir de carboneLes produits de base, SiO2 Le nombre d'employésJe suis désolée.2Je vous en prie.3 Le nombre d'emplois, pigment jauneLe secteur privé, pigment rougeLe secteur privéLe rouge ironique et le violet magnésium sont les matériaux inorganiques qui ont attiré beaucoup d'attention dans la recherche.[66 ¢ 69]et phtalocyanine vertLe nombre de personnes concernéesEn général, les colorants/pigments des produits chimiques utilisés dans les produits chimiques ont été utilisés pour la fabrication de produits chimiques.nanomètreLes matériaux contenant un groupe alkoxy, dont les composants sont de taille moyenne, sont dispersés dans une solution à l'état d'origine, suivis d'un revêtement avec des matériaux polymères pour former une structure de coque de noyau.Le groupe acétyle ou les halogènes sont des matériaux organiques à longue chaîne typiques, adaptés comme matériaux de coque en raison de leurliaisons hydrogèneLa disponibilité dans la nature ainsi que la haute luminosité sont les raisons pour lesquelles les dispositifs EPD ont longtemps été fabriqués à partir de particules noires et blanches constituées respectivement de dioxyde de carbone noir et de titane.Puisque ces deux matériaux sont conducteurs, les exigences souhaitées sont atteintes parPolymères de revêtementsur euxLe secteur privé.
Dans la qualité de l'image due au contraste, les propriétés du pigment blanc sont très importantes.2comme pigment blanc commun en raison de sa blancheur et de ses excellentes propriétés optiques et de réflexion.Le problème le plus important avec ce pigment est son instabilité dans la suspension en raison de sa forte densitéAu cours de la dernière décennie, les chercheurs ont tenté intensivement de résoudre ce problème en suggérant des solutions telles que des nanoparticules creuses de TiO2 Le secteur privé, TiO2modifié par un modificateurLe secteur privéet TiO2revêtus de polymère[22],43,74]Pour la première fois, Comiskey et al. rapportent les micro-capsules E Ink avec des particules blanches dispersées dans un fluide bleu préparé avec lepolymérisation in situLe dioxyde de titane avec une teneur engravité spécifiquede 4,2 a été utilisé pour la réflexion et la pureté de couleur élevée en tant que particule blancheLe nombre d'emploisLe polyéthylène a été utilisé comme revêtement sur le dioxyde de titane afin de réduire la gravité spécifique et comme modification de surface des particules pour répondre au champ électrique appliqué.,LeTemps de réponseLa durée de l'infection a été rapportée à 0,1 s. Comme le montreFig. 6a) lorsqu'une particule électrophorétique microencapsulée est placée entre deux électrodes aux charges opposées,les particules chargées sont orientées en appliquant un courant qui, autrement, est orienté vers l'électrode à charge opposéeDans ce cas, quand un observateur regarde la particule d'en haut, il voit un fond blanc avec une charge négative à proximité deélectrode positiveEn outre, la partie b) montre la photomicrographie des exemples originaux des microcapsules électrophorétiques intégrées au champ électrique.Le nombre d'emplois.
Yang et al. ont modifié les particules de dioxyde de titane avec du vinyle triétoxysilane (VTES) par la méthode Sol-Gel par greffe de groupes de flux sur le TiO.2Particules à la surface.2Les particules ont d'excellentes propriétés de contraste dans l'environnement sombre et sont largement utilisées comme particules électrophorétiques blanches dans la production d'encre E.puisque cette particule a une densité élevée, l'attraction de Van der Waals n'est pas suffisante et conduit à l'agrégation, une sédimentation rapide et montre une réponse lente au champ électrique.Des recherches approfondies ont été menées sur la modification de la surfaceDans cette étude, les résultats de l'ensemble du FTIR ont confirmé de nouveaux sommets de 560 et 670 cm.- Je vous en prie.longueurs d'onde dues aux vibrations d'étirement et deux pics de 12 020 et 1120 cm- 1Il a donc été démontré que le VTES était également greffé sur le TiO.2La taille des particules modifiées a été rapportée dans la gamme 100~200 nm avec une distribution très étroite.Les produits de baseRécemment, l'utilisationnanoparticules de silicea été rapporté avec un temps de réponse de 180 ‰ 191 ms dans le prototype deaffichage électrophorétique [30]Actuellement, les produits EPDs peuvent afficher des niveaux de 16 Gy de couleurs blanches à noires avec respectivement 260 ‰ 300 ms et 1000 ms de temps de réponse et de temps de rafraîchissement.Pour les produits:Malgré le fait que les pigments blancs soient commercialisés, il est encore nécessaire d'améliorer leurs propriétés de réponse spatialement rapide au champ électrique.
L'affichage en couleur peut être développé en divisant chacun des éléments d'image dans les EPD en noir et blanc et en plaçant des filtres couleur horizontaux tels que RGB (rouge, vert, bleu) et CMY (bleu, rouge,(en jaune) les tableaux[70]Cependant, le filtre couleur absorbe de grandes quantités de lumière réfléchie, ce qui entraîne un faible contraste et une faible luminosité.Les études ont porté sur la préparation des particules électrophorétiques tricolores pour affichage couleur (CEPD)Le colorant encapsulé et le pigment modifié sont utilisés pour la synthèse de particules électrophorétiques.La préparation de l'encre colorée a été obtenue par placement de matières colorées dans les polymères tels quepolystyrène, poly (N vinyl pyrrolidone), poly (méthyl methacrylate) et certains autrescomposés d'une teneur en dioxyde de carbone inférieure ou égale Le nombre de personnes concernéesCependant, certains inconvénients tels que la faible visibilité et la faible stabilité lumineuse limitent l'utilisation de colorants dans le CEPD.une meilleure stabilité et une résistance de couleur plus élevée montrent une plus grande aptitude pour le CEPD[70]De nombreuses méthodes ont été employées pour la préparation des colorants appliqués dans la CEPD, qui sont énumérées dans les sections suivantes.
3.3.2 Les matériaux de coquille pour le matériau coloré environnant
Dans cette technologie, les micro-capsules ou micropixels sont constitués deaffichage électrophorétiqueLe rôle clé de la coque dans l'affichage électrophorétique est d'encapsuler les particules colorées ainsi que le milieu.Il doit non seulement avoir une bonne transparence et un faible niveau de conductivité, mais aussi être compatible avec les matériaux à l'intérieur.Une autre spécification est la manière destabilité mécaniqueEn même temps, la flexibilité est maintenue.Polymères organiquescomme la polyamine,polyuréthane,les polysulfones, l'acide polyéthylénique, la cellulose, la gélatine, la gomme arabique, etc. sont considérés comme les choix les plus appropriés.Le nombre de personnes concernées55, 78 à 87]Selon les matériaux choisis, diverses méthodes ont été employées pour la fabrication de microcapsules, y compris la polymérisation in situ du formaldéhyde et de l'urée pour former une résine d'urée-formaldéhyde.[3,28,82,88]et coagulation composite de gélatine et de gomme arabique pour formerfilm composite Le gouvernement fédéral89,90].
3.3.3 Médium liquide diélectrique
Il y a une suspension de particules colorées dans un milieu liquide à l'intérieur des microcapsules deaffichage électrophorétiqueLe médium doit, sur la base des exigences essentielles de ces dispositifs, répondre à plusieurs spécifications particulières, notamment la stabilité thermique et chimique, la durabilité et la durabilité.propriétés d'isolation(constante diélectrique supérieure à 2), presque identiqueréflectivitéLa résistance aux particules et à leur transport est faible, et enfin, la nature respectueuse de l'environnement.solvants organiquesou des solvants préparés tels que l'alkyléne, l'hydrocarbure aromatique/aliphatique, l'oxosilane, etc. peuvent satisfaire aux exigences susmentionnées[57,71,79,91,92]L'une des méthodes les plus utilisées est la formulation de 2-phénylbutane-tétrachloroéthylène, isopar L-tétrachloroéthylène et n-haxane-tétrachloroéthylène.Le mélange de solvants fluorés à haute et à basse densité et d'hydrocarbures est un moyen courant de régler correctement la densité..Tableau 1montre certains solvants utilisés dans l'application des EPD.
| Le solvant | Structure moléculaire |
|---|