Negli ultimi decenni, l'attenzione è stata rivolta agli EPD rispetto alla carta ordinaria a causa del loro basso costo, del loro basso peso,basso consumo energeticoGli EPD sono display riflettenti che agiscono sulla base della migrazione di particelle di sospensione cariche nelfluido dielettricoverso l'elettrodo carico opposto e questo è noto comeelettroforesi[20,25Recentemente, molti display sono entrati sul mercato attraverso aziende come Amazon Kindle, Hanvon e OED Technologies.Le due principali società in questo settore sono SiPix ed E-Ink, che sono già state fuse.La tecnologia SiPix è costituita da micro capsule di plastica.Display elettroforetico, che è molto sottile, leggero e prodotto dal processo roll-to-roll (Fig. 5) [27]. Le proprietà del display elettroforetico e dell'inchiostro elettronico sono spiegate in dettaglio di seguito.
Il cosiddetto principio di elettroforesi si riferisce al movimento di particelle cariche sospese in unliquido di sospensioneQuando il campo elettrico tra gli elettrodi viene utilizzato in una cella,le particelle migrano in relazione alla carica elettrica e il liquido in sospensione rimane stabile [20,28Le particelle elettroforetiche sono quindi una delle principali componenti delle EPD.sotto un campo elettrico "E" e sospesi in un liquido elettroforetico, è sotto l'influenza di quattro forze: l'elettricità, la galleggianza, la gravità e il ritardoforze viscose, mentre si muove tra l'elettrodo bivalente e il polo opposto [30].(1)) viene utilizzato per descrivere la velocità elettroforetica (U) di una particella caricaIn questa equazione, i termini ε, ξPE, Exe μ sono ildielettricola costante del liquido, lapotenziale zetadella particella, ilcampo elettrico applicatoIl potenziale zeta elettroforetico (ξPEL'elettroforesi porta al movimento di particelle cariche attraverso una soluzione stazionaria.viscositàdel mezzo di trasporto e del suo comportamento dielettrico, le dimensioni e la densità di carica delle particelle bianche e nere,lo spessore del guscio della microcapsula e il suo livello dielettrico possono influenzare la funzione e le prestazioni dell'EPDUn modo per rendere le particelle instabili nel mezzo liquido è quello di compensare la gravità tra il solvente di dispersione e le particelle e, di conseguenza, ridurre la sedimentazione [31].
In generale, i DPE contenenti sospensioni colorate o particelle cariche disperse in unmezzo dielettricoCreare colori contrastanti in una cella con due elettrodi conduttivi, trasparenti e paralleli che sono stati posizionati a una distanza specifica di circa un micron.
Dal 1960, gli EPD (EPD) sono stati sviluppati come un tipo di display riflettente. Le loro immagini possono essere ripetutamente scritte o cancellate elettricamente.Questa tecnologia ha numerosi vantaggi, come l'angolo di visione ampio e i rapporti di contrasto elevati, simili a quelli delle carte stampateL'EPD è la prima e fondamentale scelta per la realizzazione di carte elettroniche.L'agglomerazione e l'aggregazione sono alcuni dei gravi problemi che limitano le sue applicazioni nel settore..
Le proprietà delle particelle elettroforetiche sono fondamentali per la determinazione della qualità dell'immagine.grande carica superficiale per creare e controllare con precisione le immagini, elevato rapporto di contrasto, risposta rapida altensione applicata, la trasparenza utilizzata nella conchiglia, la stabilità luminosa e la dispersione stabile dell'inchiostro e altri parametri.morfologia superficiale, cariche superficiali e stabilità speciale [32·34].Microscopia ottica delle immagini,Spectroscopia a infrarossi trasformata di Fourier(FTIR), microscopio elettronico a scansione (SEM), potenziale Zeta, diffusione dinamica della luce (DLS) e cellula elettroforetica sono stati utilizzati [34 ].
Come accennato in precedenza, la stabilità spaziale delle particelle elettroforetiche è un fattore chiave nella determinazione della qualità dell'immagine, che viene specificata dalla misurazione del potenziale zeta.il potenziale zeta è un fattore di stabilità potenziale dei sistemi colloidaliSe tutte le particelle in sospensione hanno una carica positiva o negativa, le particelle tendono a respingersi a vicenda e non mostrano alcuna tendenza ad integrarsi.La tendenza delle particelle con carica simile a respingersi l'una l'altra è direttamente correlata al potenziale zetaIn generale, il limite stabile e instabile della sospensione può essere determinato dal potenziale zeta.Le sospensioni contenenti particelle con potenziale zeta superiore a 30 mV o inferiore a −30 mV sono considerate stabili [42].
Inoltre, i display a colori possono essere preparati utilizzando coloranti a coloripigmenti organicicome elettroforetica coloratananoparticelle. colorante o pigmento nell'inchiostro elettronico deve avere una buona luminosità, coloreForzae prestazioni eccellenti con luce, calore eresistenza ai solventiche possono offrire un grande potenziale da proporre per una più ampia gamma di applicazioni [43 ].Un buon inchiostro elettronico nelle EPD può ottenere stabilità della sospensione a lungo termine e una maggiore carica superficiale nella sospensione elettroforetica [37].,46Alcune delle nanoparticelle sono state modificate anche da alcuni modificatori quali:polietilene[34,46,48,49] e ottadecilammina [32,50Per un controllo accurato dell'immagine e una risposta rapida allecampo elettrico applicato, le particelle dovrebbero avere una carica superficiale elevata tale che la mobilità sia entro il range di 10- 5¥10-6cm2/Vs, la differenza di densità con il solvente è inferiore a 0,5 g/cm3e il diametro appropriato è di circa 190 ‰ 500 nm [30,52].
E Ink è il risultato diretto dell'integrazione di chimica, fisica ed elettronica.La composizione di E Ink per EPD contiene particelle di elettroforesi come materiale colorato carico o microcapsule disperse in un ambiente dielettrico e agente di controllo della carica [22 ].Sulla base del dispositivo e del suddetto principio di funzionamento, i materiali importanti di questa tecnologia comprendono le particelle colorate (colori/pigmenti), il guscio della microcapsula,l'olio isolante e gli agenti di controllo e stabilizzatori di caricaLe sezioni seguenti illustrano ciascuna di queste componenti.
Come accennato in precedenza, le particelle colorate dalle dimensioni da nanometro a micrometro sono i materiali chiave per valutare le funzioni elettroforetiche.;ridurre la quantità di sedimentazione, la densità deve essere specificamente compatibile con il solvente in sospensione, la solubilità nel solvente deve essere sufficientemente bassa,la luminosità deve essere elevata in modo da garantire le prestazioni ottiche efficaci, la superficie deve poter essere facilmente caricata, assicurando la produzione di massa richiede che i pigmenti siano adeguatamente stabili e anche in grado di essere purificati facilmente.L'assorbimento di particelle sulla superficie della capsula o nel pixel deve essere evitato in caso di incapsulamento in microcapsule o pixel.Sono stati studiati materiali di vario tipo per applicazioni di EPD [9,53 ].2[38,62], nero di carbonio [41], SiO2[63], Al2O3[58], pigmento giallo [34,64], pigmento rosso [32,65], rosso ironico e magnesio viola sono i materiali inorganici che hanno attirato molta attenzione nella ricerca.Ftalacianina blu [66?? 69] e ftalacianina verde [51,70] sono stati anche studiati come particelle organiche.nanometroi materiali con gruppo alcolico, i materiali con gruppo alcolico, i materiali con gruppo alcolico,Il gruppo acetil o gli alogeni sono tipici materiali organici a catena lunga adatti come materiali di conchiglia a causa della lorolegami idrogeniciLa disponibilità in natura e l'elevata luminosità sono le ragioni per cui i dispositivi EPD sono stati a lungo fabbricati con particelle nere e bianche di anidride carbonica nera e di anidride titanica rispettivamente.Poiché entrambi questi materiali sono conduttivi, i requisiti desiderati sono raggiunti attraversopoliesteri di rivestimentosu di esse [71].
Nella qualità dell'immagine dovuta al contrasto, le proprietà del pigmento bianco sono molto importanti.2come comune pigmento bianco per la sua bianchezza e per le sue eccellenti proprietà ottiche e riflettenti.Il problema più importante di questo pigmento è la sua instabilità nella sospensione a causa della sua elevata densitàNel decennio scorso, i ricercatori hanno tentato intensamente di risolvere questo problema suggerendo soluzioni come le nanoparticelle vuote di TiO2[72], TiO2con un tenore di sodio di 0,25% o più2con un contenuto di acido nitrico di 99,99% o più43Per la prima volta, Comiskey et al. riferiscono le microcapsule di E Ink con particelle bianche disperse in un liquido blu preparato con ilpolimerizzazione in situDiossido di titanio con una concentrazione digravità specificadi 4,2 è stato utilizzato per la riflessione e l'elevata purezza del colore come particella bianca [75].Il polietilene è stato utilizzato come rivestimento sul biossido di titanio per ridurre la gravità specifica e come modificazione superficiale delle particelle per rispondere al campo elettrico applicatoIn questo studio, latempo di rispostaè stato segnalato come 0,1 s. Come dimostrato nella figura 6 (a), quando una particella elettroforetica microincapsulata viene collocata tra due elettrodi con cariche opposte,le particelle cariche sono orientate applicando una corrente che altrimenti è orientata verso l'elettrodo con carica oppostaIn questo caso, quando uno osservatore guarda la particella dall'alto, vede uno sfondo bianco con carica negativa nelle vicinanze dielettrodo positivoInoltre, la parte b) mostra la fotomicrografia degli esempi originali delle microcapsule elettroforetiche incorporate nel campo elettrico [75].
Yang et al. hanno modificato le particelle di biossido di titanio con Vinyl Triethoxysilane (VTES) con il metodo Sol-Gel tramite innesto di gruppi di flusso sul TiO2particolato in superficie.2le particelle hanno ottime proprietà di contrasto nell'ambiente scuro e sono ampiamente utilizzate come particelle elettroforetiche bianche nella produzione di inchiostro E.dato che questa particella ha un'alta densità, l'attrazione di Van der Waals non è sufficiente e porta ad aggregazione, sedimentazione rapida e mostra una risposta lenta al campo elettrico.Sono state condotte ampie ricerche sulla modificazione della superficieIn questo studio, i risultati dell'intero FTIR hanno confermato nuovi picchi a 560 e 670 cm.-1lunghezze d'onda dovute alle vibrazioni di allungamento e due picchi con 12,020 e 1120 cm- 1In questo modo è stato dimostrato che il VTES è stato anche innestato sul TiO.2Le particelle modificate hanno dimensioni segnalate nell'intervallo 100~200 nm con una distribuzione molto stretta [37].nanoparticelle di silicioè stato segnalato con tempo di risposta di 180191 ms nel prototipo diDisplay elettroforetico[30] Attualmente i prodotti EPD possono mostrare livelli di 16 Gy di colori da bianco a nero con tempo di risposta e tempo di aggiornamento rispettivamente di 260-300 ms e 1000 ms [5].Nonostante il fatto che i pigmenti bianchi siano commercializzati, è ancora necessario migliorare le loro proprietà di risposta spazialmente veloce al campo elettrico.
Il display a colori può essere sviluppato dividendo ciascuno degli elementi dell'immagine nelle EPD in bianco e nero e posizionando filtri a colori orizzontali come RGB (rosso, verde, blu) e CMY (blu, rosso,giallo) matrici [76]Tuttavia, il filtro colorato assorbe grandi quantità di luce riflessa, il che porta a bassi contrasti e luminosità.Gli studi si sono concentrati sulla preparazione delle particelle elettroforetiche tricolori per display a colori (CEPD)Il colorante incapsulato e il pigmento modificato sono utilizzati per la sintesi di particelle elettroforetiche.La preparazione dell'inchiostro colorato è stata ottenuta mediante la collocazione di materiale colorato nei polimeri comepolistirolo, poli (N-vinilpirrolidone), poli (metacrilato di metile) e alcuni altrialtri, di peso inferiore o uguale a 50 g/m2Tuttavia, alcuni inconvenienti come la scarsa visibilità e la scarsa stabilità luminosa limitano l'uso di coloranti nella CEPD.una migliore stabilità e una maggiore intensità del colore mostrano una maggiore idoneità per la CEPD [77]Numerosi metodi sono stati impiegati per la preparazione di coloranti applicati nella CEPD, elencati nelle sezioni seguenti.
In questa tecnologia, le microcapsule o i micropixel sono costituiti daDisplay elettroforeticoIl ruolo chiave della conchiglia nel display elettroforetico è quello di incapsulare le particelle colorate e il mezzo.non solo deve avere una buona trasparenza e un basso livello di conducibilità, ma deve anche essere compatibile con i materiali all'interno di essoUn'altra specifica è il modo distabilità meccanica- ma allo stesso tempo mantenendo la flessibilità.polimeri organicicome la poliammina,poliuretano,polissulfoni, acido polietilenico, cellulosa, gelatina, gomma arabica, ecc. sono considerate le scelte più adatte [32,55Secondo i materiali scelti,Per la fabbricazione delle microcapsule sono stati utilizzati vari metodi, tra cui la polimerizzazione in situ di formaldeide e urea per formare resina di formaldeide urea [3].,28,82,88] e coagulazione composita di gelatina e gomma arabica per formarepellicola composita[79,89,90].
All' interno delle microcapsule di LIFMIOR è presente una sospensione di particelle colorate in un mezzo liquido.Display elettroforeticoSulla base dei requisiti fondamentali di tali dispositivi, il mezzo deve soddisfare diverse specifiche particolari, tra cui la stabilità termica e chimica, l'adeguatezzaproprietà isolanti(costante dielettrica superiore a 2), quasi identicariflettivitàL'impiego di diverse soluzioni singole per il trasporto di particolato e per il trasporto di particolato, nonché la bassa resistenza al loro trasporto, e infine la natura ecologica.solventi organicio solventi formulati come l'alchilene, l'idrocarburo aromatico/alifatico, l'ossisilano, ecc. possono soddisfare i requisiti di cui sopra [57,71,79,91Uno dei metodi più utilizzati è la formulazione di 2-fenilbutano-tetracloroetilene, isopar L-tetracloroetilene e n-axano-tetracloroetilene.La miscelazione di solventi fluorurati ad alta e bassa densità e idrocarburi è un modo comune per un adeguato regolamento della densitàLa tabella 1 mostra alcuni solventi utilizzati nell'applicazione di EPD.
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