[发明专利]一种双稳态光子晶体彩色电子墨水材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种双稳态光子晶体彩色电子墨水材料，其特征在于，所述电子墨水材料由表面带电荷的纳米胶体颗粒，电泳分散液以及聚合物添加剂组成。

2.如权利要求1所述的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料，其特征在于，所述的纳米胶体颗粒选自二氧化硅、二氧化铈、四氧化三铁、氧化锌、二氧化硅包覆的氧化铈、聚苯乙烯中的一种或多种；和/或，所述纳米胶体颗粒的粒径为100-300纳米；和/或，所述纳米胶体颗粒带负电荷或者正电荷；和/或，所述的电泳分散液为碳酸丙烯酯、乙二醇、二乙二醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、甘油中的一种或多种的组合；和/或，所述的聚合物添加剂为聚乙二醇、聚乙烯、聚吡咯烷酮中的一种。

3.如权利要求1所述的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料，其特征在于，所述电子墨水材料中纳米胶体颗粒的体积分数为20％-40％；和/或，所述电子墨水材料中电泳分散液的体积分数为50％-79％；和/或，所述电子墨水材料中聚合物添加剂的体积分数为1％-10％。

4.一种如权利要求1所述的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将纳米胶体颗粒、电泳分散液、聚合物添加剂分散在易挥发性有机溶剂中，超声混合均匀；

(2)将上述混合溶液加热，挥发去除溶液中的有机溶剂，形成纳米胶体颗粒体积分数为20％-40％、聚乙二醇体积分数为1％-10％的过饱和溶液，同时纳米胶体颗粒自发析出纳米胶体微晶形成具有饱和结构色的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米胶体颗粒、电泳分散液、聚合物添加剂、易挥发性有机溶剂的体积比为(1.7％-3.4％)：(4.2％-6.6％)：(0.08％-0.83％)：(94.02％-89.17％)；所述易挥发性有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种；和/或，步骤(2)中，所述加热的温度为60-100℃，所述加热时间为1-3小时。

6.如权利要求4或5所述制备方法制备获得的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料。

7.一种基于双稳态光子晶体彩色电子墨水材料的显示器件，其特征在于，所述电子墨水材料显示器包含两个平行的电极面板，所述两个平行电极面板间采用双面胶作为间隔，内部封装如权利要求1或6所述的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料。

8.如权利要求7所述的基于双稳态光子晶体彩色电子墨水材料的显示器件，其特征在于，所述电极面板材料为ITO导电玻璃，FTO玻璃或者柔性ITO导电薄膜，所述电极面板中至少有一块为图案化电极面板；和/或，所述两个平行电极面板间的间隔为30-300微米，所述双面胶间隔为图案化镂空间隔；所述双面胶包括环氧树脂双面胶、油性压敏胶、热熔型双面胶。

9.一种构建如权利要求7所述的基于双稳态光子晶体彩色电子墨水材料的显示器件的方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

(1)用化学刻蚀法，将一侧透明电极面板(A)进行保护性刻蚀，形成图案化电极；

(2)将双面胶覆盖在另一侧透明电极面板(B)上，采用机械镂空的方法形成图案化的电泳池凹槽；

(3)将如权利要求1或6所述的双稳态光子晶体彩色电子墨水材料填充在上述电泳池凹槽中，将两侧透明电极面板贴合，制得基于双稳态光子晶体彩色电子墨水材料的显示器件；

(4)将透明电极面板连接直流电源，通过调节电源电压的方向、大小、作用时间，实现结构色状态与无色透明状态之间的可逆切换与动态显示。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述化学刻蚀法采用的刻蚀溶液为体积分数1％-40％的HF溶液；步骤(1)或步骤(2)中，所述透明电极面板，包括ITO导电玻璃，ITO导电薄膜，FTO玻璃；步骤(2)中，所述双面胶的厚度为30-300微米。