Synthèse et caractérisation des particules électrophorétiques pour les encres électroniques

Abstract

Les écrans électrophorétiques sont un nouveau moyen de communication avec un gros potentiel de développement et d application. Pour répondre aux exigeances, l encre électronique, qui est le fondement des écrans électrophorétiques doit présenter des propriétés bien ciblées. Dans cette thèse sont décrites la synthèse et la caractérisation des particules électrophorétiques, ainsi que leur intégration dans les encres électroniques, le but du travail étant le contrôle du fonctionnement des encres électroniques, d etablir les facteurs déterminants pour leurs caractéristiques optiques et électriques. Après une étude électro-optique préliminaire du système électrophorétique, on a essayé de bien comprendre et d utiliser les avantages offertes par certaines méthodes de synthèse et de faire le meilleur choix du matériel de départ. La synthèse des particules structurées a été réalisée par différentes techniques de polymèrisation en système hétérogène: polymèrisation par dispersion, par suspension et précipitation, en système direct et inverse. Des techniques originales de polymèrisation ont été proposées et testées. La recherche a été focalisée vers l obtention d un meilleur taux de charge par particule et sur la stabilisation stérique pour éviter l aggrégation irréversible qui empêcherait le bon fonctionnement de l écran. Cette stabilisation a été effectuée grâce aux tensioactifs non-ioniques greffés à la surface des particules. Un pas important vers l amélioration du système a été la diminution du courant résiduel global en éliminant l excess du surfactant de la formulation d encre. Du point du vue optique, la recherche a été centrée sur les possibilités de préparation des particules électrophorétiques colorées soit par incorporation des colorants par différentes methodes, soit par encapsulation du pigment, ainsi que sur l ajustement des paramètres du système afin d obtenir le meilleur résultat.Electrophoretic displays are a new communication device with a great potential for application and development. To meet all requirements, the electronic ink - the active principle of electrophoretic displays, has to exhibit certain characteristics, therefore its composition and the chemical nature of its constituents are of great importance.This thesis presents the synthesis and characterization of electrophoretic particles, as well as their integration in electrophoretic inks. The objective and challenges were to obtain a better understanding of the mechanisms involved in the electrophoretic system.After an intensive preliminary electro-optical study of the electrophoretic system, the effort was made to understand and to exploit the advantages that certain synthetic methods offered, with a good choice of starting electrophoretic material. The synthesis of multistructured particles was achieved by different heterogeneous polymerization techniques: dispersion, suspension and precipitation, in directsystem (oil-in-water) and in inverse system (water-in-oil). Attention was focused on improved colloidal stability provided by particle-attached block copolymers, on the reduction of the overall residual current by elimination of excess surfactant from the dispersion formulation and on the ways to obtain faster electrophoretic response times. In this context, novel synthetic techniques have been proposed and tested. From optical contrast point of view, the research was centered on the possibilities to improve the coloration of the electrophoretic particles either by pigment encapsulation to obtain light scattering particles, or by particle dyeing to obtain light absorbing particles and on adjusting the display parameters in order to obtain the best outcome.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF