1、 本科生毕业设计（论文）论文综述本科生毕业设计（论文）论文综述 学学 院院 专专 业业 印刷工程 导导 师师 学学 生生 学学 号号 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 （Electronic Display） 的发展无论是从 1888 年奥地利植物学家 Reiniter F 发现液晶（Liquid Crystal） ，还是从 1897 年德国人 Braun F 发明阴极射线管 （Cathod-Ray Tube，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/发射显示器， 其
2、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(Electronic Paper，简称 Epaper)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
3、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
4、 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 (Encapsulated Electrophoretic Ink)， 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
5、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 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
6、。 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
