JP2014206560A

JP2014206560A - 正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法

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Publication number: JP2014206560A
Application number: JP2013082352A
Authority: JP
Inventors: 龍一清江; Ryuichi Kiyoe
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-30

Abstract

【課題】帯電性が均一で且つ電気泳動媒体中での分散性が良好な、優れた電気泳動性を示す正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法を提供する。【解決手段】メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する微粒子にガンマ線を照射することによってエレクトレット化する、正帯電エレクトレット性微粒子の製造方法、並びに当該製造方法により得られる正帯電エレクトレット性微粒子。【選択図】なし

Description

本発明は、フルカラーの電気泳動表示装置（いわゆる電子ペーパー）に用いる泳動粒子として有用な正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法に関する。

近年、荷電粒子（エレクトレット性粒子）の電気泳動による電気泳動表示方法が、次世代表示装置の最適技術と考えられている。しかしながら、荷電粒子の形状、帯電電位（ζ電位）が小さく不安定なこと、泳動粒子の二次凝集や沈殿、前歴表示画像の消去や応答速度が不十分である等の多くの課題があり、研究開発が進められている。

特許文献１には、上記用途に用いる正帯電エレクトレット性粒子が開示されている。

特許文献１は、エレクトレット性着色泳動微粒子を用いたモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示装置に関し、正帯電エレクトレット性微粒子について、「高分子微粒子原料モノマーに、正孔トラップ材料と、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物系白色超微粉末を加え懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により、０．１〜１μｍの真球状超微粒子を作り、これに１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷を帯電した白色正荷電微粒子。」が開示されている（請求項１３、［0048］段落等）。また、高分子微粒子原料モノマーとして、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカーボネート系等の樹脂が開示されており、正孔トラップ材料として、Ｓｉの酸化物（ＳｉＯ_２）、アモルファス・シリコン酸化物（Ｓｉ：Ｈ：Ｏ_１−ｘ）の超微粒子が開示されている（請求項１４、［0048］段落等）。

しかしながら、従来の正帯電エレクトレット性粒子は、帯電性が均一でない場合があり、電気泳動性が不十分であるという課題がある。また、正帯電エレクトレット性微粒子どうしが電気泳動媒体中で凝集し易い場合にも電気泳動性が不十分になるという課題がある。従って、帯電性が均一で且つ電気泳動媒体中での分散性が良好な、優れた電気泳動性を示す正帯電エレクトレット性粒子の開発が望まれている。

特開２００７−１０２１４８号公報

本発明は、帯電性が均一で且つ電気泳動媒体中での分散性が良好な、優れた電気泳動性を示す正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべき鋭意研究を重ねた結果、特定成分を含有する微粒子にガンマ線を照射してエレクトレット化することにより得られる正帯電エレクトレット性微粒子によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記の正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法に関する。
１．メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有し、ガンマ線照射によってエレクトレット化されていることを特徴とする正帯電エレクトレット性微粒子。
２．更にシリカを含有する、上記項１に記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
３．コア部分とシェル部分を有するコアシェル型の正帯電エレクトレット性微粒子であって、前記コア部分がメラミン樹脂を含有し、前記シェル部分がメラミン樹脂及びシリカを含有する、上記項１又は２に記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
４．着色されている、上記項１〜３のいずれかに記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
５．前記正帯電エレクトレット性微粒子の平均粒子径が１０００μｍ以下である、上記項１〜４のいずれかに記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
６．メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する微粒子にガンマ線を照射することによってエレクトレット化することを特徴とする正帯電エレクトレット性微粒子の製造方法。
７．前記微粒子は、更にシリカを含有する、上記項６に記載の製造方法。
８．前記微粒子は、コア部分とシェル部分を有するコアシェル型の微粒子であって、前記コア部分がメラミン樹脂を含有し、前記シェル部分がメラミン樹脂及びシリカを含有する、上記項６又は７に記載の製造方法。
９．前記微粒子は、着色されている、上記項６〜８のいずれかに記載の製造方法。
１０．前記微粒子を電気泳動媒体に分散させた後に前記ガンマ線を照射する、上記項６〜９のいずれかに記載の製造方法。

以下、本発明の正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法、並びに正帯電エレクトレット性微粒子を用いた電気泳動表示装置について説明する。

正帯電エレクトレット性微粒子及びその製造方法
本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有し、ガンマ線照射によってエレクトレット化されている。

上記特徴を有する本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂がガンマ線照射によって電子を放出して正孔を発生させ易く、長期間に亘り正帯電を帯び易い。このような本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、微粒子の帯電性が均一で且つ電気泳動媒体中での分散性が良好な、優れた電気泳動性を示す正帯電エレクトレット性微粒子である。

本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する微粒子（以下、「原料微粒子」とも言う。）にガンマ線を照射することによって正電荷にエレクトレット化することにより得られる。

原料微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する微粒子であれば限定されず、例えば、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の公知の重合法により得られるメラミン樹脂微粒子、ポリエチレン樹脂微粒子、これらの両方の樹脂成分を含有する微粒子等が挙げられる。また、ポリエチレン樹脂微粒子として、ポリエチレンワックスとして公知のポリエチレン樹脂微粒子又は当該ポリエチレン樹脂微粒子とPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂微粒子との混合物（PTFE変性ポリエチレンワックス微粒子）等を用いることもできる。なお、原料微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂以外の樹脂成分を含有する場合もあるが、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の含有量が80重量％以上であることが好ましい。

本発明では、上記ポリエチレンワックス微粒子としては、例えば、「商品名：CERAFLOUR928（粒径８μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR950（粒径９μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR988（粒径６μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR990（粒径６μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR991（粒径５μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR995（粒径６μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR996（粒径６μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR997（粒径７μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR998（粒径５μｍ）」（いずれもビックケミー・ジャパン株式会社（ＢＹＫ）製）等が挙げられる。この中でも、特に「商品名：CERAFLOUR990（粒径６μｍ）」、「商品名：CERAFLOUR997（粒径７μｍ）」が好ましい。

更にこれらの原料微粒子には、正孔をトラップ（保持）して正帯電をより長期間に亘り保持させるためにシリカを添加することができる。

原料微粒子の平均粒子径としては、１０００μｍ以下が好ましく、その中でも０．０２〜１０００μｍが好ましい。また、シリカの平均粒子径は５〜７０ｎｍ程度が好ましい。

本発明では、原料微粒子の中でも、シリカが粒子表面に偏在した球状複合硬化メラミン樹脂微粒子を用いることが好ましい。以下、この球状複合硬化メラミン樹脂微粒子について説明する。

球状複合硬化メラミン樹脂微粒子としては、その平均粒子径が０．５〜１０００μｍ程度であって、その粒子表面に、平均粒子径が５〜７０ｎｍ程度のシリカが偏在した複合微粒子であることが好ましい。本明細書では、粒子表面にシリカが偏在した部分をシェル部分と称し、その内部に存在するメラミン樹脂からなる中心部分をコア部分と称する。即ち、本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、コア部分とシェル部分を有し、コア部分がメラミン樹脂を含有し、シェル部分がメラミン樹脂及びシリカを含有するコアシェル型の正帯電エレクトレット性微粒子を包含する。なお、シェル部分は複合微粒子の粒子表面に存在するが、必ずしもシェル部分が粒子表面に露出している態様に限定されず、粒子表面近傍においてメラミン硬化樹脂に若干埋め込まれた態様でシェル部分が存在する場合も包含される。メラミン樹脂は他の樹脂と比べて比較的多くの窒素原子を含むことによりガンマ線照射によって電子を放出して正孔を発生させ易いために正帯電を帯び易く、しかも粒子表面に偏在するシリカが正孔をトラップして正帯電を長期間に亘り保持させ易い。

上記コアシェル型の原料微粒子は、例えば、下記工程（ａ）及び（ｂ）：
（ａ）水性媒体中、５〜７０ｎｍの平均粒子径を有するコロイダルシリカの懸濁下で、メラミン化合物とアルデヒド化合物を塩基性条件下で反応させて、水に可溶なメラミン樹脂の初期縮合物の水溶液を生成させる工程、及び
（ｂ）（ａ）工程で得られた水溶液に酸触媒を加えて、球状複合硬化メラミン樹脂粒子を析出させる工程、を含む製造方法によって好適に製造することができる。

この製造方法は、例えば、特開2002-327036号公報に記載されており、本発明では、この製造方法により製造されるコアシェル型原料微粒子又はそれに相当する市販品を利用することができる。上記製造方法の概要は、下記の通りである。

上記メラミン化合物としては、メラミン；メラミンのアミノ基の水素をアルキル基、アルケニル基、フェニル基等で置換した置換メラミン化合物；メラミンのアミノ基の水素をヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルキル（オキサアルキル）ｎ基、アミノアルキル基等で置換した置換メラミン化合物が利用できる。この中でも、メラミンが好ましい。

また、メラミン化合物と、メラミン化合物の一部を尿素、チオ尿素、エチレン尿素等の尿素類、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等のグアナミン類、フェノール、クレゾール、アルキルフェノール、レゾルシン、ハイドロキノン、ピロガロール等のフェノール類、アニリンなどで置き換えて、両者を混合物として使用することもできる。

上記アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラール等が挙げられるが、安価でメラミン化合物との反応性が良いホルムアルデヒド又はパラホルムアルデヒドが好ましい。アルデヒド化合物は、メラミン化合物１モルに対して有効アルデヒド基当たり１．１〜６．０モル、特に１．２〜４．０モルとなる量を使用することが好ましい。

上記コロイダルシリカは、５〜７０ｎｍの平均粒子径を有するものを用いる。

コロイダルシリカの平均粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定して得られる比表面積径である。平均粒子径（比表面積径）（Ｄｎｍ）は、窒素吸着法で測定して、比表面積Ｓｍ^２／ｇから、Ｄ＝２７２０／Ｓの式によって与えられる。コロイダルシリカのゾルとしては、水性シリカゾル及びオルガノシリカゾルがありどちらも適用可能であるが、メラミン樹脂の製造に水性媒体を用いるため、コロイダルシリカのゾルの分散安定性の面から水性シリカゾルを使用することが最も好ましい。コロイダルシリカのゾル中のシリカ濃度は５〜５０重量％のものが一般に市販されており、入手容易な点から好ましい。

コロイダルシリカの添加量は、メラミン化合物１００重量部に対して０．５〜１００重量部程度が好ましく、１〜５０重量部程度がより好ましい。

（ａ）工程において、メラミン化合物とアルデヒド化合物の反応は塩基性条件下で行われる。一般的なメラミン樹脂に使用される塩基性触媒を使用し、反応液のｐＨを７〜１０に調整して反応を行うことが好ましい。塩基性触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等が好適に使用できる。反応は、通常５０〜８０℃で行えばよく、その結果、分子量２００〜７００程度の水に可溶なメラミン樹脂の初期縮合物の水溶液が調製される。

（ｂ）工程の硬化反応で使用する酸触媒としては特に制限はなく、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸や、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、スルファミン酸等のスルホン酸類、ギ酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸などの有機酸などが挙げられる。

（ｂ）工程において、（ａ）工程で得られた初期縮合物の水溶液に酸触媒を加えて硬化反応を行うが、通常は酸触媒添加後、数分で硬化メラミン樹脂粒子が析出する。硬化反応は、反応液のｐＨを酸触媒により３〜７に調整し、７０〜１００℃程度で行えばよい。

上記工程（ａ）及び（ｂ）を経て得られるコアシェル型の原料微粒子は、平均粒子径が０．５〜１０００μｍである。ここで球状複合硬化メラミン樹脂粒子の平均粒子径（μｍ）は、Ｍｉｅ理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定して得られる５０％体積径（メジアン径）である。また、シェル層の厚みは５０ｎｍ以下であり、この厚さは、原料微粒子の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により特定することができる。

なお、上記シェル層の厚みは製造方法の工夫により調整することが可能であり、（ａ）工程で用いる水性媒体として、無機酸のアルカリ金属塩を溶解した水性媒体を用いることにより、シェル層の厚みを４００ｎｍまでの範囲で幅広く調整することができる。

この工夫は、例えば、特開2005-171033号公報に記載されており、無機酸のアルカリ金属塩としては、水溶性のものが使用できる。具体例として、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。無機酸のアルカリ金属塩の添加量は、メラミン化合物１００質量部に対して０．１〜２０質量部存在させることが好ましい。０．１質量部未満ではシェル層の厚みの増加が十分に得られ難い。

上記製造方法により製造されるコアシェル型原料粒子は、平均粒子径が０．５〜１０００μｍであり、シェル層の厚みが４００ｎｍ以下であり、シリカの平均粒子径が５〜７０ｎｍである。このコアシェル型原料粒子の市販品としては、例えば、日産化学工業株式会社製のシリカ含有メラミン樹脂微粒子「商品名：オプトビーズ５００Ｓ（平均粒子径０．５μｍ）；オプトビーズ２０００Ｓ（平均粒子径２．０μｍ）；オプトビーズ３５０Ｍ（平均粒子径３．５μｍ）；オプトビーズ６５００Ｍ（平均粒子径６．５μｍ）；オプトビーズ１０５００Ｍ（平均粒子径１０．５μｍ）」等が好適なものとして挙げられる。

なお、コアシェル型原料粒子は、上記（ａ）工程及び／又は（ｂ）工程で、蛍光染料や水溶性染料を添加することによって着色されていてもよい。

蛍光染料としては、公知の蛍光染料や蛍光増白染料を使用できる。メラミン樹脂の製造に水性媒体を使用するため、水溶性の蛍光染料を使用することが好ましく、酸性染料でも塩基性染料でもどちらでも使用できる。また蛍光染料と蛍光を有さない通常の染料を組み合わせて使用することもできる。蛍光染料としては、キサンテン系、ベンゾキサンテン系、ベンゾチオキサンテン系、クマリン系、ペリレン系、ナフタルイミド系、アクリジン系、チオフラビン系、ジアミノスチルベン系、イミダゾール系、チアゾール系、オキサゾール系、ピラゾリン系などがあり、具体的には、ウラニン（Ｃ．Ｉ．４５３５０）、ベーシックイエロー１（Ｃ．Ｉ．４９００５）、アクリジンイエロー（Ｃ．Ｉ．４６０２５）、エオシンＹ（Ｃ．Ｉ．４５３８０）、エオシンＢ（Ｃ．Ｉ．４５４００）、ローダミンＢ（Ｃ．Ｉ．４５１７０）、ローダミン６Ｇ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ブリリアントブルーＦＣＦ（Ｃ．Ｉ．４２０９０）、ブリリアントブルー６Ｂ（Ｃ．Ｉ．２４４１０）、アシッドブルー９２（Ｃ．Ｉ．１３３９０）、ナフトールグリーンＢ（Ｃ．Ｉ．１００２０）、ブリリアントグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０４０）、アリザリングリーン（Ｃ．Ｉ．４２１００）等が挙げられる。

水溶性染料としては、公知の酸性染料や塩基性染料を使用できる。例えば、ベンゾキノン系、ナフトキノン系、アントラキノン系、アゾ系、フタロシアニン系、インジゴイド系、フェニルメタン系、ニトロ系、ニトロソ系、アジン系、キノリン系、メチン系などが挙げられ、具体的には、タートラジン（Ｃ．Ｉ．１９１４０）、メタニルイエロー（Ｃ．Ｉ．１３０６５）、ニューコクシン（Ｃ．Ｉ．１６２５５）、ファストレッドＳ（Ｃ．Ｉ．１５６２０）、アシッドブルー４１（Ｃ．Ｉ．６２１３０）、アシッドブルー４５（Ｃ．Ｉ．６３０１０）、インジゴカルミン（Ｃ．Ｉ．７３０１５）、アルファズリンＦＧ（Ｃ．Ｉ．４２０９０）、アシッドグリーン３（Ｃ．Ｉ．４２０８５）、アシッドグリーン５（Ｃ．Ｉ．４２０９５）、ファストグリーンＦＣＦ（Ｃ．Ｉ．４２０５３）、ナフトールブルーブラック（Ｃ．Ｉ．２０４７０）等が挙げられる。

蛍光染料や水溶性染料の添加は、（ａ）工程でも（ｂ）工程でもどちらでもよく、また（ａ）工程と（ｂ）工程でそれぞれ分割して添加してもよい。（ｂ）工程で加える場合は、コアシェル型の硬化メラミン樹脂粒子が析出した後に加えてもよいが、通常析出後３０分以内に加えることが好ましい。コアシェル型の硬化メラミン樹脂粒子の析出後３０分以上経過してから加えると、着色の程度が不十分になりやすい。

蛍光染料や水溶性染料の添加量は、メラミン化合物１００質量部に対して０．０１〜２０質量部、特に０．０５〜１０質量部存在させることが好ましい。０．０１質量部未満では着色の程度が不十分であり、２０質量部を超えると（ｂ）工程で塊状ゲル化を起こしやすくなり、安定的に着色されたコア−シェル型の球状複合硬化メラミン樹脂粒子を得ることが困難になる。

本発明のエレクトレット性微粒子は、上記原料微粒子にガンマ線を照射することによって正電荷にエレクトレット化することにより得られる。

原料微粒子に対するガンマ線の照射量は、所望の電気泳動特性が得られる限りにおいて限定的ではなく、原料微粒子の樹脂の種類及び加熱温度に応じて適宜調整する。ガンマ線は公知のガンマ線照射源を使用すればよく、大気中で照射してもよく、必要に応じて恒温槽又は電気泳動媒体中で照射してもよい。

本発明では、特に原料微粒子がメラミン樹脂を含有する場合には加熱しながらガンマ線を照射することが好ましく、例えば、１００〜１５０℃程度に加熱することが好ましい。このように、加熱することにより正孔を生じさせ易くなる。他方、原料微粒子がポリエチレン樹脂を含有する場合には加熱する必要はなく、室温〜ポリエチレン樹脂の融点以下の温度でガンマ線を照射することによって容易に正孔を生じさせることができる。

上記電気泳動媒体としては限定されず、空気中をはじめ液体媒体を用いることもできる。液体媒体としては、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、グリセリン、シリコーンオイル、フッ素系オイル、石油系オイル等が挙げられる。上記シリコーンオイルとしてはジメチルシリコーンオイル等が挙げられる。また、上記フッ素系オイルとしてはパーフルオロポリエーテルオイル等が挙げられる。

上記過程を経て、好適な実施態様においては平均粒子径が１０００μｍ以下の均一性の高い正帯電エレクトレット微粒子が効率的に得られる。本発明の製造方法によれば、ほぼ全ての微粒子が一定以上の荷電粒子（正電荷）となり均一性の高い粒子径の正帯電エレクトレット微粒子が歩留まり良く簡便に得られる。

上記エレクトレット性微粒子は、電極板間に配置し、電極板間に外部電圧を印加することにより電気泳動を示す。このとき、電気泳動媒体は限定されず、空気中をはじめ液体媒体を用いることもできる。液体媒体としては、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、グリセリン、シリコーンオイル、フッ素系オイル、石油系オイル等が挙げられる。上記シリコーンオイルとしてはジメチルシリコーンオイル等が挙げられる。特に、上記フッ素系オイルとしてはパーフルオロポリエーテルオイル等が挙げられる。これらの媒体の中でも、特にシリコーンオイルが好ましい。本発明では、エレクトレット性樹脂とともに高分子分散剤を含有するため、これらの媒体中で正帯電エレクトレット性微粒子は良好な分散性も発揮する。

電気泳動表示装置
正帯電エレクトレット性微粒子は、好ましくは着色されている。かかる着色された正帯電エレクトレット性微粒子を荷電粒子（正荷電粒子）として用いてカラー画像を表示する電気泳動表示装置としては、例えば、
荷電粒子を収容する少なくとも３層のセルを有し、マトリクス状に配置されて各画素を表示する複数の表示部と、
前記各セルの上面又は下面に設けられた第１の電極と、
前記各セルの側端部に設けられた第２の電極と、を備え、
前記荷電粒子は、前記各表示部において前記セル毎に異なる色に着色されている、電気泳動表示装置が好適である。

上記電気泳動表示装置は、画素毎に表示部が設置されており、各表示部は少なくとも３層のセルから構成されている。この各セルには異なる色に着色された荷電粒子が収容されているため、第１及び第２の電極に電圧を印加することによって１つの画素において各種の色を表示することが可能であり、画像範囲内に無駄な画素が存在することがなくカラー画像を表示することができる。なお、「セル毎に異なる色」とは、特に限定されるものではないが、カラーフィルターを用いることなく加法混色によりフルカラー表示を実現するためには、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）が好ましい。また、「セルの側端部」とは、セルの上面縁部、下面縁部、及び側面を意味している。

以下、図面を例示的に参照しながら具体的に説明する。

電気泳動表示装置１は、図１に示すように、複数の表示部２を備え、この表示部２は第１〜第３のセル５ａ〜５ｃを有しており、各セル内には第１の電極３及び第２の電極４が設けられている。

各表示部２は、画像を構成する画素毎に設けられており、図１に示すように、高さ方向に積層された第１〜第３のセル５ａ〜５ｃから構成されている。この第１〜第３のセル５ａ〜５ｃは、光を透過できるように、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタラート等の透明性材料で形成されており、下面には第１の電極３及び第２の電極４を支持するための基盤７が設けられている。なお、第３のセル５ｃの下方には、表示部２を透過してきた光を反射させるための反射板や、画像の背景色となる白色板又は黒色板が設けられていてもよい。また、第１のセル５ａの上面周縁部には、後述する第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃが第２の電極４に集積したときにこの第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃを遮蔽することができるよう、遮蔽手段を設けてもよい。

第１〜第３のセル５ａ〜５ｃの内部には、図１に示すように、後述する第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃを収集するための第１の電極３及び第２の電極４が設けられている。第２の電極４は、第１〜第３のセル５ａ〜５ｃそれぞれの内側面全周に亘って配置されている。第１の電極３は、第２の電極４の内側において、この第２の電極４と短絡しないように第１〜第３のセル５ａ〜５ｃの底面に配置されている。この第１の電極３は、例えば、板状やストライプ状、格子状、ドット状等、種々の形状とすることができる。第１の電極３及び第２の電極４としては、特に限定されるものではないが、例えば、銅や銀といった導電性のよい金属、透明な導電性樹脂、又はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜等を使用することができる。

また、図１に示すように、第１のセル５ａ内にはレッド（Ｒ）に着色された第１の荷電粒子６ａ、第２のセル５ｂ内にはグリーン（Ｇ）に着色された第２の荷電粒子６ｂ、第３のセル５ｃ内にはブルー（Ｂ）に着色された第３の荷電粒子６ｃが収容されている。また、第１〜第３のセル５ａ〜５ｃ内には、第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃを電気泳動させるための電気泳動媒体が充填されている。

次に、上記電気泳動表示装置１の作動について、図２及び図３を用いて説明する。なお、図２においては、第１〜第３のセル５ａ〜５ｃを総括的にセル５、第１〜第３の荷電粒子を総括的に荷電粒子６として示している。

上記電気泳動表示装置１により、ある画素にレッドを表示したい場合、レッド（Ｒ）に着色された第１の荷電粒子６ａが収容されている第１のセル５ａ内において、第１の電極３が負極となるとともに第２の電極４が正極となるよう、第１の電極３及び第２の電極４に電圧を印加すると、第１の荷電粒子６ａが、第１の電極３に引き寄せられ、第１のセル５ａの底面に配置される（図２（ａ））。一方、第２及び第３のセル５ａ、５ｂ内においては、第１の電極３が正極となるとともに第２の電極４が負極となるよう、第１の電極３及び第２の電極４に電圧を印加すると、第２及び第３の荷電粒子６ｂ、６ｃが、第２の電極４に引き寄せられ、第２及び第３のセル５ａ、５ｂの内側面に配置される。（図２（ｂ））この状態で表示部２を上方から確認すると、第１の荷電粒子６ａの色（レッド）のみが視認され、第２の荷電粒子６ｂの色（グリーン）及び第３の荷電粒子６ｃの色（ブルー）は第２及び第３のセル５ｂ、５ｃ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素にはレッドが表示される（図３（ａ））。

また、ある画素にグリーンを表示したい場合、第２のセル５ｂ内において第１の電極３を負極、第２の電極４を正極として、第２の荷電粒子６ｂを第２のセル５ｂの底面に移動させ（図２（ａ））、第１及び第３のセル５ａ、５ｃ内においては、第１の電極３を正極、第２の電極４を負極として、第１及び第３の荷電粒子６ａ、６ｃを第１及び第３のセル５ａ、５ｃの内側面に移動させる（図２（ｂ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第２の荷電粒子６ｂの色（グリーン）のみが視認され、第１の荷電粒子６ａの色（レッド）及び第３の荷電粒子６ｃの色（ブルー）は第１及び第３のセル５ａ、５ｃ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素にはグリーンが表示される（図３（ｂ））。

同様に、ある画素にブルーを表示したい場合、第３のセル５ｃ内において第１の電極３を負極、第２の電極４を正極として、第３の荷電粒子６ｃを第３のセル５ｃの底面に移動させ（図２（ａ））、第１及び第２のセル５ａ、５ｂにおいては、第１の電極３を正極、第２の電極４を負極として、第１及び第２の荷電粒子６ａ、６ｂを第１及び第２のセル５ａ、５ｂの内側面に移動させる（図２（ｂ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第３の荷電粒子６ｃの色（ブルー）のみが視認され、第１の荷電粒子６ａの色（レッド）及び第２の荷電粒子６ｂの色（グリーン）は第１及び第２のセル５ａ、５ｂ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素にはブルーが表示される（図３（ｃ））。

また、ある画素にホワイトを表示する場合、第１〜第３のセル５ａ〜５ｃ内において、第１の電極３及び第２の電極４に印加する電圧の大きさを調整し、第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃを分散させる（図３（ｄ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃの色が加法混合した状態で見えるため、画素の色はホワイトとなる。

以上のように、電気泳動表示装置１は、画素毎に対応した各表示部２が第１〜第３のセル５ａ〜５ｃを積層した構成となっており、この第１〜第３のセル５ａ〜５ｃ内における第１〜第３の荷電粒子６ａ〜６ｃを移動させることにより、１つの画素で各種の色を表示することができる。このため、画像範囲内において、画像表示に寄与しない無駄な画素が存在することがなく、結果としてカラーフィルターを用いることなく、フルカラー画像を表示することができる。

本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂がガンマ線照射によって電子を放出して正孔を発生させ易く、長期間に亘り正帯電を帯び易い。このような本発明の正帯電エレクトレット性微粒子は、微粒子の帯電性が均一で且つ電気泳動媒体中での分散性が良好な、優れた電気泳動性を示す正帯電エレクトレット性微粒子である。

電気泳動表示装置（一例）の正面断面概略図である。電気泳動表示装置（一例）における荷電粒子の動作を示す斜視図である。電気泳動表示装置（一例）の動作を示す正面断面概略図である。実施例及び比較例で用いた電気泳動試験装置の上面図及び側面断面図である。

以下に調製例及び試験例を示して本発明を具体的に説明する。但し本発明は調製例及び試験例に限定されない。

実施例１〜４及び比較例１〜１１
下記表１に示す通りに原料微粒子（粉体状）を用意し、それぞれアルミシャーレに約１ｇずつ入れた。次いで、下記表１に示す通りに２〜４０ｋＧｙの線量、室温〜１５０℃の温度でガンマ線を照射して複数の照射条件下でエレクトレット微粒子を調製した。

試験例１（電気泳動試験）
表１に示す通りの実施例１〜４及び比較例１〜１１の各照射条件下で得られた微粒子について、図４に示す電気泳動試験装置を用いて電気泳動試験を行った。具体的には、次の通りである。

株式会社倉元製作所製ITO成膜ガラス（縦300mm×横400mm×厚み0.7mm、7Ω/sq以下）を30mm×50mmにカットした。また、住友スリーエム株式会社製粘着両面テープ（Scotch超強力両面テープ、幅19mm×長さ4m×厚み1mm）を長さ20mmカットし、中心部をφ8mmくり貫いた。

カットした粘着両面テープを、ITO成膜ガラス面のやや左寄りに貼り付けた。

粘着両面テープの穴の部分にエレクトレット性微粒子を溢れない程度に充填した。

粘着両面テープの未接着面の剥離紙を剥がし、カットしたITO成膜ガラス面を未接着面に蓋をするように貼り付けた。このとき、ワニ口クリップで挟む所を残すために、図４の側面図に示すように上下のガラスの位置をずらして配置した。ITO成膜面どうしの間は粘着両面テープの厚み（1mm）がある。

シリコーンオイル（信越シリコーン社製）の入ったシリンジ（ニプロ株式会社製）を２枚のガラスの隙間の粘着両面テープに刺し、くり貫いた両面テープ内にシリコーンオイルを充填した。

ITO成膜ガラス上下の端をそれぞれワニ口クリップでつなぎ、外部電源（松定プレシジョン株式会社製高圧電源、HJPM-5R0.6）により電圧印加することにより、エレクトレット性微粒子の電気泳動性を調べた。

各エレクトレット性微粒子の電気泳動性の評価結果を表１に示す。

評価基準は次の通りである。
＋：ほぼ全ての微粒子がマイナス電極側に泳動する。
±：プラス電極側に泳動する粒子とマイナス極側に泳動する粒子が存在する。
−：ほぼ全ての微粒子がプラス電極側に泳動する。
不動：泳動電圧の大小に関わらず、ほぼ全ての微粒子が泳動しない。
（考察）
表１の電気泳動性の評価結果をまとめると下記表２の通りとなる。

メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有し、γ線照射によってエレクトレット化されている実施例１〜４の正帯電エレクトレット性微粒子は、γ線照射時の照射量及び温度並びに泳動電圧を調整することにより、「＋」又は「±（＋多い）」の電気泳動性を得ることができた。一方、比較例の１〜１１の微粒子は、いずれの条件下でも、γ線照射後において「＋」の電気泳動性を得ることはできなかった。

１．電気泳動表示装置
２．表示部
３．第１の電極
４．第２の電極
５ａ〜５ｃ．第１〜第３のセル
６ａ〜６ｃ．第１〜第３の荷電粒子

Claims

メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有し、ガンマ線照射によってエレクトレット化されていることを特徴とする正帯電エレクトレット性微粒子。
更にシリカを含有する、請求項１に記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
コア部分とシェル部分を有するコアシェル型の正帯電エレクトレット性微粒子であって、前記コア部分がメラミン樹脂を含有し、前記シェル部分がメラミン樹脂及びシリカを含有する、請求項１又は２に記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
着色されている、請求項１〜３のいずれかに記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
前記正帯電エレクトレット性微粒子の平均粒子径が１０００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の正帯電エレクトレット性微粒子。
メラミン樹脂及びポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する微粒子にガンマ線を照射することによってエレクトレット化することを特徴とする正帯電エレクトレット性微粒子の製造方法。
前記微粒子は、更にシリカを含有する、請求項６に記載の製造方法。
前記微粒子は、コア部分とシェル部分を有するコアシェル型の微粒子であって、前記コア部分がメラミン樹脂を含有し、前記シェル部分がメラミン樹脂及びシリカを含有する、請求項６又は７に記載の製造方法。
前記微粒子は、着色されている、請求項６〜８のいずれかに記載の製造方法。
前記微粒子を電気泳動媒体に分散させた後に前記ガンマ線を照射する、請求項６〜９のいずれかに記載の製造方法。