ES2947337T3 - Medio electroforético - Google Patents

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Abstract

Un medio electroforético comprende una pluralidad de partículas cargadas dispuestas en un fluido. El fluido comprende al menos aproximadamente el 75, y preferiblemente al menos aproximadamente el 95 por ciento en peso de un hidrocarburo seleccionado de nonenos monoinsaturados, nonano y metiloctano. El medio electroforético es especialmente útil en medios electroforéticos de microcélulas que comprenden un sustrato que tiene una pluralidad de cavidades y una capa de sellado que cierra los extremos abiertos de las cavidades, estando llenas las cavidades con el medio electroforético. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Medio electroforético
Esta invención se refiere a un medio electroforético. Más específicamente, esta invención se refiere a un medio electroforético que comprende un tipo específico de fluido, y a microceldas y otras pantallas electroforéticas que comprenden dicho medio electroforético.
Los términos "biestable" y "biestabilidad" se usan en el presente documento en su significado convencional en la técnica para referirse a pantallas que comprenden elementos de pantalla que tienen un primer y segundo estado de pantalla que difieren en al menos una propiedad óptica, y que después de cualquier ha sido activado, por medio de un pulso de activación de duración finita, para asumir su primer o segundo estado de visualización, después de que el pulso de activación haya terminado, ese estado persistirá al menos varias veces, por ejemplo, al menos cuatro veces, la duración mínima del pulso de activación requerido para cambiar el estado del elemento de visualización. En la patente US n.° 7.170.670 se muestra que algunas pantallas electroforéticas basadas en partículas con capacidad de escala de grises son estables no solo en sus estados extremos de blanco y negro, sino también en sus estados intermedios de gris, y lo mismo ocurre con algunos otros tipos de pantallas electroópticas. Este tipo de pantalla se denomina propiamente "multiestable" en lugar de biestable, aunque por conveniencia el término "biestable" se puede usar en el presente para cubrir pantallas tanto biestables como multiestables.
Un tipo de pantalla, que ha sido objeto de intensa investigación y desarrollo durante varios años, es la pantalla electroforética basada en partículas, en la que una pluralidad de partículas cargadas se mueve a través de un fluido bajo la influencia de un campo eléctrico. Las pantallas electroforéticas pueden tener atributos de buen brillo y contraste, amplios ángulos de visión, biestabilidad de estado y bajo consumo de energía en comparación con las pantallas de cristal líquido. Sin embargo, los problemas con la calidad de imagen a largo plazo de estas pantallas han impedido su uso generalizado. Por ejemplo, las partículas que componen las pantallas electroforéticas tienden a asentarse, lo que da como resultado una vida útil inadecuada para estas pantallas.
Numerosas patentes y solicitudes asignadas a o en nombre del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), E Ink Corporation, E Ink California, LLC. y empresas relacionadas describen diversas tecnologías utilizadas en medios electroforéticos encapsulados y de microceldas y otros electroópticos. Los medios electroforéticos encapsulados comprenden numerosas cápsulas pequeñas, cada una de las cuales comprende una fase interna que contiene partículas electroforéticamente móviles en un medio fluido, y una pared de cápsula que rodea la fase interna. Normalmente, las propias cápsulas se mantienen dentro de un aglutinante polimérico para formar una capa coherente situada entre dos electrodos. En una pantalla electroforética de microceldas, las partículas cargadas y el fluido no se encapsulan dentro de microcápsulas, sino que se retienen dentro de una pluralidad de cavidades formadas dentro de un medio portador, típicamente una película polimérica. Las tecnologías descritas en estas patentes y aplicaciones incluyen:
(a) Partículas electroforéticas, fluidos y aditivos de fluidos; véase, por ejemplo
las patentes de EE. UU. n.° 5,961,804; 6.017.584; 6.120.588; 6.120.839; 6.262.706; 6.262.833; 6.300.932; 6.323.989 6.377.387 6.515.649 ; 6.538.801 ; 6.580.545 ; 6.652.075 ; 6.693.620 6.721.083 ; 6.727.881 ; 6.822.782; 6.831.771 6.870.661 ; 6.927.892 ; 6.956.690 ; 6.958.849 ; 7.002.728 ; 7.038.655 ; 7.052.766 7.110.162 7.113.323 7.141.688 7.142.351 7.170.670 7.180.649 ; 7.226.550 ; 7.230.750 ; 7.230.751 ; 7.236.290 ; 7.247.379 7.277.218 7.286.279 7.312.916 ; 7.375.875 7.382.514 ; 7.390.901 7.411.720 ; 7.473.782 ; 7.532.388 ; 7.532.389 ; 7.572.394; 7.576.904 7.580.180 7.679.814 ; 7.746.544 7.767.112 ; 7.848.006 7.903.319 7.951.938 8.018.640 8.115.729 8.199.395 8.257.614 ; 8.270.064 ; 8.305.341 8.361.620 ; 8.363.306 8.390.918 8.582.196 8.593.718 ; 8.654.436; 8.902.491 8.961.831 ; 9.052.564; 9.114.663; 9.158.174; 9.341.915; 9.348.193; 9.361.836; 9.366.935; 9.372.380; 9382.427; y 9.423.666 y publicaciones de solicitudes de patente de EE. UU. n.° 2003/0048522; 2003/0151029; 2003/0164480 2003/0169227 2003/0197916 2004/0030125 2005/0012980 2005/0136347 2006/0132896 2006/0281924 2007/0268567 2009/0009852 2009/0206499 2009/0225398 2010/0148385 2011/0217639 2012/0049125 2012/0112131 2013/0161565 2013/0193385 2013/0244149 2014/0011913 2014/0078024 2014/0078573 2014/0078576 2014/0078857 2014/0104674 2014/0231728 2014/0339481 2014/0347718 2015/0015932 2015/0177589 2015/0177590 2015/0185509 2015/0218384 2015/0241754 2015/0248045 2015/0301425 2015/0378236 2016/0139483; y 2016/0170106;
(b) Cápsulas, aglutinantes y procesos de encapsulación; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 6.922.276 y 7.411.719;
(c) Estructuras de microceldas, materiales de pared y métodos para formar microceldas; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 6.672.921; 6.751.007; 6.753.067; 6.781.745; 6.788.452; 6.795.229; 6.806.995; 6.829.078; 6.833.177; 6.850.355; 6.865.012; 6.870.662; 6.885.495; 6.906.779; 6.930.818; 6.933.098; 6.947.202; 6.987.605; 7.046.228; 7.072.095; 7.079.303; 7.141.279; 7.156.945; 7.205.355; 7.233.429; 7.261.920; 7.271.947; 7.304.780; 7.307.778; 7.327.346; 7.347.957; 7.470.386; 7.504.050; 7.580.180; 7.715.087; 7.767.126; 7.880.958; 8.002.948; 8.154.790; 8.169.690; 8.441.432; 8.582.197; 8.891.156; 9.279.906; 9.291.872; y 9.388.307; y las publicaciones de solicitudes de patente de EE. UU. n.° 2003/0175480; 2003/0175481; 2003/0179437; 2003/0203101; 2013/0321744; 2014/0050814; 2015/0085345; 2016/0059442; 2016/0004136; y 2016/0059617;
(d) Métodos para llenar y sellar microceldas; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 7.144.942 y 7.715.088;
e) Películas y subconjuntos que contengan materiales electroópticos; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 6.982.178 y 7.839.564;
(f) Planos de soporte, capas adhesivas y otras capas auxiliares y métodos utilizados en pantallas; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 7.116.318 y 7.535.624;
(g) Formación de color y ajuste de color; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 7.075.502 y 7.839.564;
(h) Métodos para activar pantallas; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 7.012.600 y 7.453.445; y
(i) Aplicaciones de pantallas; véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 7.312.784 y 8.009.348.
Muchas de las patentes y solicitudes antes mencionadas reconocen que las paredes que rodean las microcápsulas discretas en un medio electroforético encapsulado podrían reemplazarse por una fase continua, produciendo así una pantalla electroforética denominada de polímero disperso, en la que el medio electroforético comprende una pluralidad de gotas discretas de un fluido electroforético y una fase continua de un material polimérico, y que las gotas discretas de fluido electroforético dentro de tal pantalla electroforética dispersada por polímero pueden considerarse como cápsulas o microcápsulas, aunque no se asocie ninguna membrana de cápsula discreta con cada gota individual; véase, por ejemplo, la patente de EE. UU. n.° 6.866.760 mencionada anteriormente. En consecuencia, para los fines de la presente solicitud, tales medios electroforéticos dispersos en polímeros se consideran subespecies de medios electroforéticos encapsulados.
Aunque los medios electroforéticos a menudo son opacos (ya que, por ejemplo, en muchos medios electroforéticos, las partículas bloquean sustancialmente la transmisión de luz visible a través de la pantalla) y funcionan en un modo reflexivo, muchas pantallas electroforéticas se pueden hacer para operar en un el denominado "modo de obturador" en el que un estado de visualización es sustancialmente opaco y el otro es transmisor de luz. Véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n.° 5.872.552; 6.130.774; 6.144.361; 6.172.798; 6.271.823; 6.225.971; y 6.184.856. Las pantallas dielectroforéticas, que son similares a las pantallas electroforéticas, pero se basan en variaciones en la intensidad del campo eléctrico, pueden funcionar de manera similar; véase la patente de EE. UU. n.° 4.418.346. Otros tipos de pantallas electroópticas también pueden funcionar en modo de obturador. Los medios electroópticos que funcionan en modo de obturador pueden ser útiles en estructuras multicapa para pantallas a todo color; en tales estructuras, al menos una capa adyacente a la superficie de visualización de la pantalla funciona en modo de obturador para exponer u ocultar una segunda capa más distante de la superficie de visualización.
Una pantalla electroforética encapsulada generalmente no sufre el modo de fallo por agrupamiento y sedimentación de los dispositivos electroforéticos tradicionales y proporciona ventajas adicionales, tal como la capacidad de imprimir o recubrir la pantalla en una amplia variedad de sustratos flexibles y rígidos. (El uso de la palabra "impresión" pretende incluir todas las formas de impresión y revestimiento, incluyendo, entre otras: revestimientos predosificados, tal como revestimiento de matriz de parche, revestimiento de ranura o extrusión, revestimiento deslizante o en cascada, revestimiento de cortina; revestimiento de rodillo, tal como recubrimiento con cuchilla sobre rodillo, recubrimiento con rodillo hacia adelante y hacia atrás; recubrimiento por huecograbado; recubrimiento por inmersión; recubrimiento por aspersión; recubrimiento por menisco; recubrimiento por rotación; recubrimiento con brocha; recubrimiento con cuchilla de aire; procesos de serigrafía; procesos de impresión electrostática; procesos de impresión térmica; procesos de impresión de inyección de tinta, deposición electroforética (véase la patente de EE. UU. n.° 7.339.715) y otras técnicas similares). Por lo tanto, la pantalla resultante puede ser flexible. Además, debido a que el medio de visualización se puede imprimir (usando una variedad de métodos), la propia visualización se puede fabricar de forma económica.
Un factor crítico en el rendimiento de un medio electroforético es la elección del fluido (a veces denominado en la literatura como "fluido de suspensión", "fluido de dispersión", "fluido dieléctrico" o, a veces, ilógicamente, "solvente " o "mezcla de solventes"). La principal dificultad radica en el número de criterios deseables para dicho fluido y la dificultad de satisfacer todos los criterios al mismo tiempo. Entre tales criterios se encuentran:
a) baja viscosidad, para permitir el rápido movimiento de las partículas cargadas en el campo eléctrico aplicado;
b) constante dieléctrica baja para permitir que la partícula cargada experimente un campo eléctrico alto y así se mueva lo más rápido posible;
c) estabilidad química frente, por ejemplo, a las radiaciones a las que puede estar expuesto el medio, en particular, si se utiliza al aire libre, y gases, especialmente oxígeno, que pueden disolverse en el fluido;
d) compatibilidad química con una amplia variedad de partículas electroforéticas y otros componentes presentes en el fluido, por ejemplo, agentes de control de carga;
e) compatibilidad química con los materiales de pared utilizados para encapsular el medio electroforético y/o los materiales de fase continua que rodean el medio electroforético;
f) baja absorción de agua, ya que el comportamiento de muchas partículas electroforéticas se ve afectado incluso por pequeñas cantidades de agua presentes en el fluido;
g) alta densidad, para reducir la tendencia de las partículas electroforéticas, que a menudo son pigmentos de óxidos metálicos relativamente densos, a sedimentarse fuera del fluido; y
h) alta resistividad eléctrica para reducir el flujo de corriente a través del medio y, por lo tanto, reducir el consumo de energía.
Se aplican criterios adicionales a los medios electroforéticos destinados a ser utilizados en microceldas. Las pantallas de celdas de microceldas (véanse las patentes y solicitudes enumeradas en el subpárrafo 5(c) anterior) generalmente se producen mediante un proceso llamado "llenar y sellar", que comprende formar una serie de huecos en un sustrato, llenando el medio electroforético en estas celdas y formando una capa de sellado sobre las celdas llenas. Dado que es esencial que las celdas estén completamente llenas con el medio (para evitar burbujas de aire dentro de las celdas), pero no demasiado (lo que causaría dificultades para fijar la capa de sellado a las paredes de la celda), el fluido debe tener una presión de vapor baja para reducir la evaporación durante el llenado de las celdas. (Cabe señalar que este problema con la evaporación de fluidos es mucho menos preocupante en otras aplicaciones de composiciones similares; por ejemplo, en tóneres xerográficos, donde la composición de tóner de un solo uso no encapsulada puede tolerar una evaporación de fluido significativa durante el uso). También es deseable que las propiedades del fluido se elijan para minimizar un problema conocido como "hundimiento", que se ilustra en la figura 1 de los dibujos adjuntos. La figura 1 es una sección transversal esquemática a través de un medio de microceldas lleno (generalmente designado como 100) que comprende un sustrato 102 sobre el cual se forman una serie de microceldas que tienen bases 104 y paredes de celdas 106, llenándose las celdas con un medio electroforético 108. Las celdas están selladas por una capa de sellado 110. Como se ilustra en la figura 1, el ancho de las celdas es sustancialmente mayor que la altura de las paredes de las celdas 106, de modo que hay un "tramo" sustancial sin soporte de la capa de sellado 110 entre paredes de celdas 106 adyacentes y, dependiendo de la mecánica propiedades del medio electroforético 108 y la capa de sellado 110, hay una tendencia a que la capa de sellado 110 se "hunda" en la parte central de cada celda, de modo que la profundidad del medio electroforético en la parte central de cada celda es menos que la altura de las paredes de la celda 106. Un hundimiento excesivo puede dar lugar a una capa de sellado rota o agrietada, la consiguiente pérdida de fluido de las celdas afectadas y una conmutación obstaculizada o inexistente. Un hundimiento moderado puede generar rugosidad en la superficie de la capa de sellado, con problemas ópticos asociados debido a la dispersión de la luz, y también puede causar problemas con la creación de vacíos durante los procesos de laminación, como los que se usan normalmente para unir la capa de sellado a una placa posterior u otra estructura de electrodo.
Los problemas antes mencionados con respecto a la elección de fluidos para su uso en medios electroforéticos se han reconocido con frecuencia en la literatura, pero están lejos de resolverse. En muchos casos, la técnica anterior enumera largas listas de posibles fluidos sin orientación sobre el fluido óptimo y sin proporcionar ninguna ejemplificación de las propiedades de los fluidos, aparentemente dejando al lector optimizar el fluido para cada nuevo medio electroforético.
Por ejemplo, la patente US 5.453.121 describe una "composición de tinta para chorro de tinta en la que el líquido se selecciona del grupo de hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, solventes clorados, polisiloxanos o mezclas de los mismos o es un aceite vegetal seleccionado de aceite de oliva aceite, aceite de cártamo, aceite de girasol, aceite de soja y aceite de linaza o mezclas de los mismos". Estos solventes se eligen para permitir la formación de gotas con muy poco solvente, aunque la única propiedad física relevante de los líquidos analizados es su resistencia eléctrica.
La patente US 5.457.002 describe fluidos portadores para tóneres que se utilizarán en electrofotografía e informa que se pueden obtener baja volatilidad y baja viscosidad utilizando trímeros de olefinas C9 a C11a. Estos materiales no serían apropiados para su uso en pantallas electroforéticas debido a su viscosidad relativamente alta (-20 centistokes a 40 °C).
La patente US 5.411.656 describe un medio electroforético que contiene el alqueno 5-etilideno-2-norborneno estéricamente filtrado (n.° CAS 16219-75-3). Sin embargo, este compuesto está presente solo en una proporción menor en el fluido, siendo más un aditivo para la absorción de cloro gaseoso que el fluido principal.
La patente US 7.079.305 y otras de E Ink Corporation enseñan que los solventes adecuados para medios electroforéticos encapsulados deben tener una constante dieléctrica baja, resistividad de alto volumen, baja viscosidad (menos de 5 centistokes), baja toxicidad, baja solubilidad en agua, alta gravedad específica, alto punto de ebullición y bajo índice de refracción, así como indicando coincidencia de densidad y compatibilidad química con las partículas electroforéticas. "Los solventes orgánicos, tal como los solventes orgánicos halogenados, los hidrocarburos lineales o ramificados saturados, los aceites de silicona y los polímeros que contienen halógenos de bajo peso molecular son algunos fluidos de suspensión útiles". La columna 15, línea 65 a la columna 16, línea 27 de la patente US 7.079.305 contiene una larga lista de posibles fluidos, incluyendo hidrocarburos alifáticos y aromáticos, halocarburos, siliconas y oligómeros y polímeros halogenados.
La patente US 7.545.557 describe un medio electroforético que comprende un fluido que tiene inercia química, densidad que coincide con las partículas, compatibilidad química con las partículas, baja constante dieléctrica y baja viscosidad (por ejemplo, de 0,5 a 5 centistokes). Los solventes que presumiblemente cumplen estos criterios, como se describe en la memoria descriptiva, incluyen hidrocarburos saturados lineales o ramificados, aceites de silicona y polímeros halogenados de bajo peso molecular. No se proporciona orientación sobre fluidos preferidos específicos.
La patente US 7.679.814 describe el uso de mezclas de hidrocarburos aromáticos parcialmente hidrogenados y terpenos para reducir la turbidez en medios electroforéticos de transmisión variable.
La patente US 8.786.935 enseña que los fluidos para pantallas electroforéticas tienen preferiblemente baja viscosidad y baja constante dieléctrica, y enumera hidrocarburos (por ejemplo, Isopar, decalina, 5-etilideno-2-norborneno, aceite de parafina), aceites de silicona, hidrocarburos aromáticos (incluyendo tolueno, alquilnaftaleno) y solventes halogenados (por ejemplo, aceites de halocarbono de Halocarbon Product Corp o FC-43 de 3M Company). La patente no proporciona orientación sobre cómo seleccionar un solvente óptimo de esta lista bastante larga.
La patente US 8.670.174 describe solventes no polares para su uso en pantallas electroforéticas resaltadas o multicolores y, usando un lenguaje esencialmente idéntico al de las patentes US 5.582.700 y US 7.940.450, establece que los solventes adecuados pueden incluir °C 1-30 alcanos, alquenos C2-30, alquinos C3-30, aldehídos C3-30, cetonas C3-30, éteres C2-30, ésteres C2-30, tioésteres C3-30, terpenos, organosilanos C2-30, organosiloxanos C2-30 y similares. Dichos solventes no polares se pueden usar solos o en combinación". Una vez más, no se brinda orientación sobre cómo seleccionar un fluido óptimo de esta larga lista.
Las patentes US 7.390.901 y US 8.361.620 discuten los beneficios específicos de los fluidos halogenados, incluyendo alta gravedad específica, inercia, insensibilidad a la humedad, baja constante dieléctrica, baja viscosidad y baja presión de vapor. Estos fluidos son útiles para partículas con polímeros protectores halogenados o con colorantes fluorados. Sin embargo, el uso de fluidos halogenados tiende a requerir el uso de materiales auxiliares halogenados, tales como agentes de control de carga, y restringe los tipos de partículas electroforéticas que pueden usarse, lo que es un problema particular en pantallas a todo color.
La patente US 9.341.915 describe un fluido electroforético que comprende partículas de pigmento cargadas dispersas en una mezcla de isoparafinas, donde la mezcla comprende isoparafinas que tienen 8, 9 y 10 átomos de carbono, y el porcentaje total de isoparafinas que tienen menos de 8 átomos de carbono átomos e isoparafinas que tienen más de 10 átomos de carbono es superior al 0 % e inferior al 20 % de la mezcla.
El documento JP 2004 279648 A describe un medio electroforético que comprende una pluralidad de partículas cargadas dispuestas en un fluido que comprende principalmente nonano.
El documento KR 2016 0030592 A describe un medio electroforético que comprende nanopartículas electroforéticas en un fluido que comprende principalmente nonano, no superando las nanopartículas electroforéticas el 20 por ciento en peso de la dispersión.
Empíricamente, se ha encontrado que, aunque Isopar E da buenos resultados en pantallas electroforéticas encapsuladas, da malos resultados en pantallas de microceldas debido a la alta pérdida de fluido y hundimiento. Isopar G, que tiene una presión de vapor más baja que Isopar E, da como resultado menos pérdida de fluido y menor hundimiento, pero la mayor viscosidad de Isopar G da como resultado velocidades de conmutación más lentas.
Ahora se ha descubierto que una clase limitada de fluidos C9 brinda excelentes resultados en pantallas electroforéticas de microceldas con baja pérdida de fluido y bajo hundimiento. Estos fluidos también pueden ser útiles en otros tipos de medios electroforéticos.
En consecuencia, esta invención proporciona un medio electroforético y una pantalla electroforética de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.
El fluido presente en el medio electroforético de la presente invención puede comprender al menos aproximadamente el 90, y preferiblemente al menos aproximadamente el 95 por ciento en peso de los hidrocarburos especificados. En una realización preferida, el fluido puede consistir esencialmente en los hidrocarburos especificados. El fluido puede comprender, por ejemplo, uno cualquiera o más de "tripropileno" (un material comercial que comprende una mezcla de varios isómeros de nonenos), metilocteno, dimetilhepteno, non-2-eno y metiloctano.
Como ya se ha indicado, el medio electroforético de la presente invención está destinado especialmente para su uso en pantallas de microceldas. Dichas pantallas de microceldas comprenden una pluralidad de cavidades formadas en un sustrato, y una capa de sellado que cierra los extremos abiertos de las cavidades, estando llenas las cavidades con el medio electroforético de la invención. Sin embargo, el medio electroforético de la presente invención se puede utilizar en otros tipos de medios, tanto encapsulados como no encapsulados. Así, la presente invención se extiende a una pantalla electroforética que comprende una capa de un medio electroforético de la invención y al menos un electrodo dispuesto junto a la capa de medio electroforético y dispuesto para aplicarle un campo eléctrico. Normalmente, una pantalla electroforética de este tipo tendrá al menos dos electrodos dispuestos en lados opuestos de la capa de material electroforético. La capa de medio electroforético puede estar encapsulada o sin encapsular. Como se describió anteriormente, además de los medios de microceldas, los medios encapsulados incluyen medios que comprenden una pluralidad de cápsulas, cada una de las cuales comprende una fase interna que contiene las partículas cargadas en el fluido, y una pared de cápsula que rodea la fase interna. Normalmente, las propias cápsulas se mantienen dentro de un aglutinante polimérico para formar una capa coherente. La capa de medio electroforético también puede ser del tipo de polímero disperso descrito anteriormente, estando presentes las partículas cargadas y el fluido como una pluralidad de gotas discretas rodeadas por una fase continua de un material polimérico.
Las partículas cargadas (eléctricamente) utilizadas en el medio electroforético de la presente invención pueden ser de cualquiera de los tipos utilizados en los medios electroforéticos de la técnica anterior, como se describe, por ejemplo, en las solicitudes y patentes de E Ink y MIT antes mencionadas. Así, por ejemplo, el medio electroforético puede comprender un solo tipo de partículas cargadas. Alternativamente, el medio electroforético puede comprender dos tipos de partículas que llevan cargas de polaridad opuesta. Las pantallas a todo color pueden contener más de dos tipos de partículas cargadas; véase, por ejemplo, la patente US 9.922.603, que describe medios electroforéticos que contienen seis tipos diferentes de partículas cargadas, todas con colores diferentes. Típicamente, las partículas cargadas portarán recubrimientos poliméricos como se describe, por ejemplo, en las patentes US 6.822.782 y US 9.688.859.
Los medios electroforéticos de la presente invención también pueden contener varios aditivos como se usan en los medios electroforéticos de la técnica anterior. Normalmente, los medios electroforéticos contendrán un agente de control de carga que sirve para controlar la carga de las partículas. El medio también puede contener un polímero en el fluido para aumentar la biestabilidad del medio; véase la patente US 7.170.670.
Como ya se indicó, la figura 1 de los dibujos adjuntos es una sección transversal esquemática a través de un medio de microceldas lleno de la técnica anterior.
La figura 2 es un gráfico que representa la presión de vapor de varios hidrocarburos a 87 °C frente a su viscosidad a 20 °C.
La figura 3 es un gráfico similar a la figura 3, pero representa la presión de vapor de varios solventes comerciales a 20 °C frente a su viscosidad a la misma temperatura.
Como se indicó anteriormente, la presente invención proporciona un medio electroforético que comprende una pluralidad de partículas cargadas dispuestas en un fluido, en el que el fluido comprende al menos aproximadamente el 75 por ciento en peso de un hidrocarburo seleccionado del grupo que comprende nonenos monoinsaturados y metiloctano. Se ha encontrado que esta clase relativamente estrecha de fluidos de hidrocarburo proporciona una combinación casi ideal de baja conductividad, baja viscosidad y baja presión de vapor. Estos fluidos se eligieron para brindar mejoras inesperadas tanto en la presión de vapor como en la viscosidad sobre los fluidos electroforéticos descritos en la técnica anterior, y son opciones particularmente buenas para fluidos en medios de microceldas producidos por un proceso de llenado y sellado.
Como ya se indicó, los fluidos para uso en pantallas electroforéticas de microceldas deben poseer baja conductividad, baja viscosidad y baja presión de vapor. Se puede garantizar una baja conductividad utilizando un fluido de hidrocarburo. Sin embargo, debido a que la presión de vapor y la viscosidad están inversamente correlacionadas para la mayoría de los líquidos, la selección de un fluido adecuado siempre implica algún compromiso entre estas propiedades. La figura 2 de los dibujos adjuntos muestra las ventajas y desventajas potenciales al trazar los valores calculados para la viscosidad a 20 °C frente a la presión de vapor a 87 °C para algunos fluidos de hidrocarburo comunes. Debe tenerse en cuenta que los alquenos muestran una mejor relación presión de vapor-viscosidad que otras clases de hidrocarburos, incluyendo hidrocarburos lineales, ramificados (dimetil) y cíclicos. Los alcanos lineales sustituidos con monometilo también muestran alguna ventaja.
La figura 3 es un gráfico similar al de la figura 2, pero que compara la presión de vapor de varios solventes de hidrocarburos comerciales a 20 °C frente a su viscosidad a la misma temperatura. Los fluidos de suspensión electroforéticos comúnmente utilizados son Isopar G, Isopar E e Isane IP 140 (una mezcla de hidrocarburos C9 ramificados). Isane IP 140 brinda un comportamiento de presión de vapor-viscosidad intermedio entre Isopar E e Isopar G. El tripropileno tiene una relación viscosidad-presión de vapor aún mejor que Isane IP 140 y, por lo tanto, se prevé que sea un solvente superior para usar en medios de microceldas de llenado y sellado; tiene menor presión de vapor y menor viscosidad que Isane IP 140.
A partir de las figuras 2 y 3, se puede esperar que el grupo previamente especificado de solventes de noneno, incluyendo tripropileno, metilocteno, dimetilhepteno, non-1-eno y similares, sean buenas opciones para fluidos electroforéticos. Otro solvente se incluye como parte de la presente invención, a saber, metiloctano.
A partir de lo anterior, se verá que la presente invención puede proporcionar medios electroforéticos con excelentes velocidades de conmutación, debido al fluido de baja viscosidad, y capacidad de fabricación mejorada, debido a la baja presión de vapor del fluido. Aunque esta invención se ha descrito principalmente en su aplicación a medios de microceldas, la combinación ventajosa de propiedades proporcionadas por los fluidos usados en la presente invención es útil en otros tipos de medios electroforéticos.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un medio electroforético que comprende una pluralidad de partículas cargadas dispuestas en un fluido hidrocarbonado, estando caracterizado el medio por que el fluido comprende al menos un 75 por ciento en peso de un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en nonenos monoinsaturados y metiloctano.
2. El medio electroforético de la reivindicación 1, en el que el fluido comprende al menos el 90 por ciento en peso de los hidrocarburos especificados.
3. El medio electroforético de la reivindicación 2, en el que el fluido comprende al menos el 95 por ciento en peso de los hidrocarburos especificados.
4. El medio electroforético de la reivindicación 1, en el que el fluido comprende al menos el 75 por ciento en peso de uno cualquiera o más de metilocteno, dimetilhepteno, non-2-eno y metiloctano.
5. El medio electroforético de la reivindicación 1, que comprende al menos dos tipos de partículas que llevan cargas de polaridad opuesta.
6. Un medio electroforético de microceldas que comprende un sustrato (102) que tiene una pluralidad de cavidades (108) formadas en el mismo, y una capa de sellado (110) que cierra los extremos abiertos de las cavidades (108), llenándose las cavidades (108) con el medio electroforético de la reivindicación 1.
7. Una pantalla electroforética que comprende una capa de un medio electroforético y al menos un electrodo dispuesto junto a la capa de medio electroforético y dispuesto para aplicarle un campo eléctrico, en el que el medio electroforético es el medio electroforético de la reivindicación 1.
8. La pantalla electroforética de la reivindicación 7, en la que el medio electroforético está confinado dentro de una pluralidad de cápsulas o microceldas.
9. La pantalla electroforética de la reivindicación 8, , en la que las cápsulas se mantienen dentro de un aglutinante polimérico para formar una capa coherente.
10. La pantalla electroforética de la reivindicación 7, en la que el medio electroforético está presente como una pluralidad de gotas discretas rodeadas por una fase continua de un material polimérico.
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