(57)【要約】【課題】機能層における欠陥を低減させることができる光学シートの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一の態様によれば、基材１と、基材１上に形成された機能層２とを備える光学シート４の製造方法であって、基材１上に、マイクロカプセル２ａと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液を塗布し、前記マイクロカプセル分散液の塗膜２を形成する工程と、塗膜２を乾燥させて、マイクロカプセル２ａを含む機能層３を形成する工程とを備え、マイクロカプセル２ａが、機能性材料と、前記機能性材料を包囲するゼラチン被膜とを含むことを特徴とする、光学シート４の製造方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成された機能層とを備える光学シートの製造方法であって、
基材上に、マイクロカプセルと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液を塗布し、前記マイクロカプセル分散液の塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥させて、前記マイクロカプセルを含む機能層を形成する工程と、
を備え、
前記マイクロカプセルが、機能性材料と、前記機能性材料を包囲するゼラチン被膜とを含むことを特徴とする、光学シートの製造方法。
【請求項２】
前記マイクロカプセル分散液がアルコールをさらに含む、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
【請求項３】
前記バインダーが水溶性バインダーである、請求項１または２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項４】
前記水溶性バインダーがポリビニルピロリドンである、請求項３に記載の光学シートの製造方法。
【請求項５】
前記ゼラチン被膜が、架橋されたゼラチンから構成されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項６】
前記マイクロカプセル分散液における前記マイクロカプセルの含有量が、３０重量％以上５０重量％以下である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光透過性基材と、光透過性基材上に形成された何等かの機能（例えば光拡散機能）を有する機能層とを備える光学シートが知られている。機能層を構成する機能性材料を含む分散液を用いて機能層を形成する場合、均一な機能層を形成するためには、分散液において高い分散性を維持したまま、分散液を塗布することが必要となる。
【０００３】
しかしながら、高い分散性を維持したまま分散液を塗布することは困難であり、分散液を塗布すると、機能性材料の濃度変化により機能性材料の局在化してしまい、均一な機能層を形成することはできないおそれがある。この結果、機能層には、機能性材料が存在しない領域（欠陥）が生じてしまう。
【０００４】
一方、特許文献１および２には、帯電した光拡散粒子と分散媒を含むマイクロカプセルを面状に配置した光拡散層が開示されている。しかしながら、特許文献１および２においては、機能層に生じる欠陥については何ら注目していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７３３５７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０７０７７７Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、機能層における欠陥を低減させることができる光学シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、基材と、前記基材上に形成された機能層とを備える光学シートの製造方法であって、基材上に、マイクロカプセルと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液を塗布し、前記マイクロカプセル分散液の塗膜を形成する工程と、前記塗膜を乾燥させて、前記マイクロカプセルを含む機能層を形成する工程とを備え、前記マイクロカプセルが、機能性材料と、前記機能性材料を包囲するゼラチン被膜とを含むことを特徴とする、光学シートの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一の態様の光学シートの製造方法によれば、基材上に、機能性材料および機能性材料を包囲したゼラチン被膜を含むマイクロカプセルと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液の塗膜を形成し、その後乾燥させているので、乾燥の際に、ゼラチン被膜を構成するゼラチンが自己組織化して、マイクロカプセル同士が寄り集まる。これにより、欠陥が低減された機能層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る光学シートの製造工程を模式的に示した図である。
【図２】実施形態に係る光学シートを組み込んだ電子ペーパの表示部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る光学シートの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る光学シートの製造工程を模式的に示した図である。
【００１１】
図１（ａ）に示されるように基材１上に、機能性材料および機能性材料を包囲するゼラチン被膜を含むマイクロカプセル２ａと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液を塗布して、マイクロカプセル分散液の塗膜２を形成する。
【００１２】
＜基材＞
基材１としては、特に限定されないが、映像光を透過させる場合には光透過性基材であることが好ましい。光透過性基材としては、例えば、プラスチック基材やガラス基材が挙げられる。プラスチック基材としては、例えば、ポリオレフィン樹脂基材、ポリエステル樹脂基材、アクリル樹脂基材、セルロール系樹脂、ポリスチレン樹脂基材、ポリカーボネート樹脂基材、ポリアリレート樹脂基材、ポリイミド樹脂基材等が挙げられる。
【００１３】
これらの中でも、光透過性等の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂基材が好ましく、汎用性、容易に入手可能な点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材が特に好ましい。
【００１４】
基材１の厚みは、後述する機能層３が有する機能にもよるが、例えば、５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが可能である。
【００１５】
基材１は、マイクロカプセル分散液の塗布側の面または塗布側とは反対側の面に透明電極層（図示せず）を備えていてもよい。透明電極層の構成材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ポリチオフェン系導電性ポリマー等の有機導電性ポリマーが挙げられる。これらの中でも、導電性が良好なことから、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が好ましい。
【００１６】
＜マイクロカプセル分散液＞
マイクロカプセル分散液は、上記したようにマイクロカプセル２ａと、水と、バインダーとを含むものである。
【００１７】
マイクロカプセル２ａは、コア材料としての機能性材料と、機能性材料を包囲するゼラチン被膜とから構成されている。「機能性材料」とは、光学シートにおいて何らかの機能を発揮することを意図された材料である。機能性材料としては、例えば、光拡散粒子、帯電粒子、着色粒子等が挙げられる。光拡散粒子は帯電した光拡散粒子であってもよい。なお、ゼラチン被膜中には、同じ機能または互いに異なる機能を有する２種以上の機能性材料が含まれていてもよい。
【００１８】
ゼラチン被膜は、ゼラチンを主成分とする被膜である。ゼラチン被膜は公知の方法によって得ることができる。ゼラチン被膜の厚さは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることがより好ましい。ゼラチン被膜の厚さをこの範囲にすることにより、ゼラチン被膜の自己組織化の際の欠陥数を極めて少なくすることができ、光の素抜け成分を低減できる。
【００１９】
ゼラチン被膜は、架橋されたゼラチンから構成されていることが好ましい。架橋されたゼラチンを用いることにより、光学シートの使用時における耐熱性を向上させることができる。
【００２０】
架橋されたゼラチンは、例えば、ゼラチンに、架橋剤を加えて、加熱することによって得ることができる。架橋剤としては、例えば、ホルムアルデヒド、グルタールアルデヒド、または尿素等が挙げられる。
【００２１】
マイクロカプセル２ａの平均粒径は、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましい。マイクロカプセル２ａの平均粒径をこの範囲にすることにより、内包される機能性材料の添加が容易となり、かつゼラチン被膜の自己組織化の際の欠陥を小さくすることができる。「平均粒径」はコールターカウンター法によって測定した値である。
【００２２】
マイクロカプセル分散液におけるマイクロカプセル２ａの含有量は、３０重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。マイクロカプセル２ａの含有量をこの範囲とすることにより、塗布適正が良好なマイクロカプセル分散液を得ることができる。
【００２３】
水は、ゼラチン被膜の自己組織化を引き起こさせるために必要である。また、水は、ゼラチンとの親和性が高いので、分散媒として水を使用することにより、マイクロカプセル分散液においてマイクロカプセル２ａを均一に分散させることができる。マイクロカプセル分散液における水の含有量は、４０重量％以上８０重量％以下であることが好ましい。水の含有量をこの範囲にすることにより、マイクロカプセル分散液中におけるマイクロカプセルの分散が良好となり、かつ塗布適正が良好なマイクロカプセル分散液を得ることができる。
【００２４】
バインダーは、マイクロカプセル２ａを基材１に定着させるためのものである。バインダーとしては、水溶性バインダーが好ましい。バインダーとして水溶性バインダーを用いることにより、基材１上にバインダーを均一に存在させることができる。
【００２５】
水溶性バインダーとしては、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が挙げられる。これらの中でも、基材１との密着性が良好であることから、ポリビニルピロリドンが好ましい。
【００２６】
マイクロカプセル分散液におけるバインダーの含有量は、１重量％以上１０重量％以下であることが好ましい。バインダーの含有量をこの範囲にすることにより、適切な粘度のマイクロカプセル分散液を調製することができ、かつ基材１との密着性を確保することができる。
【００２７】
マイクロカプセル分散剤には、さらに、例えばアルコールが含まれていることが好ましい。マイクロカプセル分散液にアルコールを含ませることにより、マイクロカプセル２ａの腐食を抑制することができる。また、マイクロカプセル分散液にアルコールを含ませることにより、アルコールを含ませない場合に比べて、乾燥速度を高めることができるので、生産効率を高めることができる。
【００２８】
アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、腐敗防止および乾燥温度の観点から、イソプロピルアルコールが好ましい。
【００２９】
マイクロカプセル分散液におけるアルコールの含有量は、１重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。アルコールの含有量をこの範囲にすることにより、マイクロカプセルの分散性を良好にすることができ、腐敗を防止することができ、かつ乾燥速度を向上させることができる。
【００３０】
マイクロカプセル分散液の塗布方法としては、公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、スリットコート法、コンマコート法、ダイコート法が挙げられる。
【００３１】
基材１上にマイクロカプセル分散液の塗膜２を形成した後、図１（ｂ）に示されるように塗膜２を乾燥させる。ここで、塗膜２を乾燥させると、水を蒸発させる過程において、マイクロカプセル２ａ同士はゼラチン被膜の自己組織化によって寄り集まり、マイクロカプセル２ａ同士が密着する。これにより、図１（ｃ）に示されるように、欠陥が少ない機能層３が形成され、光学シート４が作製される。なお、マイクロカプセル２ａ同士が寄り集まった状態では、マイクロカプセル２ａは球状ではなく、変形していてもよい。機能層３の膜厚は、例えば、８０μｍ以上２００μｍ以下とすることが可能である。
【００３２】
乾燥温度は、５０℃以上８０℃以下であることが好ましい。乾燥温度がこの範囲内であれば、乾燥を短時間で行うことができるとともにマイクロカプセル分散液の突沸を抑制することができる。
【００３３】
このような製造方法で得られた光学シート４は、例えば電子ペーパ、透過型スクリーン、反射型スクリーン、光学フィルタ等に組み込んで使用することができる。図２は本実施形態に係る光学シートを組み込んだ電子ペーパの表示部の概略構成図である。
【００３４】
図２に示される電子ペーパの表示部２０は、光学シート４と、光学シート４上に配置された透明電極層２１ａ付き保護フィルム２１とを備えている。図２に示される透明電極層２１ａは光学シート４側となるように配置されているが、保護フィルム２１における光学シート側の面とは反対側の面に配置されていてもよい。光学シート４の基材１は機能層３側に透明電極層１ａを備えている。
【００３５】
光学シート４を電子ペーパの表示部２０に組み込む場合には、マイクロカプセル２ａ内に、例えば、一方の極性に帯電した白色微粒子と、白色微粒子の極性とは逆の極性に帯電した黒色微粒子と、これらの粒子を分散する分散媒とを含ませる。
【００３６】
透明電極層１ａ、２１ａに電圧を印加した場合には、例えば、マイクロカプセル２ａ内の白色微粒子が透明電極側１ａに移動するとともに黒色粒子が透明電極２１ａ側に移動する。これにより、白黒表示を行うことができる。
【００３７】
また、光学シート４を透過型スクリーンや反射型スクリーンに組み込む場合には、光学シート４を透過型スクリーンや反射型スクリーンにおける光拡散シートとして使用することができる。光学シート４を光拡散シートとして使用する場合には、マイクロカプセル２ａ内に、光拡散粒子または帯電させた光拡散粒子を含ませる。
【００３８】
本実施形態では、基材１上に、機能性材料および機能性材料を包囲したゼラチン被膜を含むマイクロカプセル２ａと、水と、バインダーとを含むマイクロカプセル分散液の塗膜を形成し、その後乾燥させているので、乾燥の際に、ゼラチン被膜の自己組織化によりマイクロカプセル２ａ同士が寄り集まる。これにより、マイクロカプセル２ａ同士が密着して、マイクロカプセル２ａ間の隙間が少ない、すなわち欠陥が低減された機能層３を形成することができる。
【実施例】
【００３９】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。
【００４０】
＜マイクロカプセル分散液の調製＞
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、マイクロカプセル分散液を得た。
（マイクロカプセル分散液１）
・マイクロカプセル（製品名「磁気泳動カプセル」、日本カプセルプロダクツ社製、粒径１５０μｍ）：３０重量％
・水：６０重量％
・ポリビニルピロリドン（バインダー、製品名「ポリビニルピロリドンＫ−８５」、日本触媒社製）：５重量％
・イソプロピルアルコール（アルコール）：５重量％
なお、マイクロカプセルは、灯油を、架橋されたゼラチン被膜で包囲したものであった。
また、マイクロカプセル分散液１の粘度は、２０００ｍＰａ／ｓであった。
【００４１】
（マイクロカプセル分散液２）
・マイクロカプセル（製品名「磁気泳動カプセル」、日本カプセルプロダクツ社製、粒径１５０μｍ）：５０重量％
・水：４０重量％
・ポリビニルピロリドン（バインダー、製品名「ポリビニルピロリドンＫ−８５」、日本触媒社製）：３重量％
・イソプロピルアルコール（アルコール）：７重量％
なお、マイクロカプセルは、灯油を、架橋されたゼラチン被膜で包囲したものであった。
また、マイクロカプセル分散液２の粘度は、２５００ｍＰａ／ｓであった。
【００４２】
（マイクロカプセル分散液３）
・マイクロカプセル（製品名「磁気泳動カプセル」、日本カプセルプロダクツ社製、粒径１５０μｍ）：６０重量％
・水：２０重量％
・ポリビニルピロリドン（バインダー、製品名「ポリビニルピロリドンＫ−８５」、日本触媒社製）：５重量％
・イソプロピルアルコール（アルコール）：１５重量％
なお、マイクロカプセルは、灯油を、架橋されたゼラチン被膜で包囲したものであった。
また、マイクロカプセル分散液３の粘度は、４０００ｍＰａ／ｓであった。
【００４３】
（マイクロカプセル分散液４）
・マイクロカプセル（製品名「磁気泳動カプセル」、日本カプセルプロダクツ社製、粒径１５０μｍ）：２０重量％
・水：７０重量％
・ポリビニルピロリドン（バインダー、製品名「ポリビニルピロリドンＫ−８５」、日本触媒社製）：５重量％
・イソプロピルアルコール（アルコール）：５重量％
なお、マイクロカプセルは、灯油を、メラミン樹脂被膜で包囲したものであった。
また、マイクロカプセル分散液４の粘度は、７５０ｍＰａ／ｓであった。
【００４４】
＜実施例１＞
厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート基材上に、上記マイクロカプセル分散液１を塗布して、マイクロカプセル分散液１の塗膜を形成した。次いで、この塗膜を７０℃で２０分加熱して、乾燥させることによって、膜厚１４０μｍの機能層を形成した。これにより、光学シートを作製した。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例２においては、マイクロカプセル分散液１に代えてマイクロカプセル分散液２を用いた以外は、実施例１と同様にして、光学シートを作製した。
【００４６】
＜実施例３＞
実施例３においては、マイクロカプセル分散液１に代えてマイクロカプセル分散液３を用いた以外は、実施例１と同様にして、光学シートを作製した。
【００４７】
＜比較例＞
比較例においては、マイクロカプセル分散液１に代えてマイクロカプセル分散液４を用いた以外は、実施例１と同様にして、光学シートを作製した。
【００４８】
＜欠陥評価＞
実施例および比較例に係る光学シートの機能層を電子顕微鏡（製品名「マイクロスコープ」、キーエンス社製）を用いて、観察し、評価した。評価基準は以下の通りとした。
◎：欠陥が観察されなかった、または欠陥がほぼ観察されなかった。
○：◎よりは欠陥が若干多かったが、実用上問題がないレベルであった。
×：欠陥が多数観察された。
【００４９】
以下、結果を表１に示す。
【表１】
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表１に示されるように、比較例に係る光学シートにおいては、機能層に欠陥が多数存在していた。これに対し、実施例に係る光学シートにおいては、機能層に欠陥が存在していないか、欠陥がほぼ観察されないか、または欠陥が若干観察されたが実用上問題がないレベルであった。これにより、実施例に係る光学シートの製造方法によれば、欠陥が存在しないまたは欠陥が少ない機能層を有する光学シートができることが確認された。
【符号の説明】
【００５０】
１…基材
２…塗膜
３…機能層
４…光学シート
【図１】
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【図２】
2014071247.tif 000005