(57)【要約】【課題】  褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としない偏光板を提供する。【解決手段】  重量平均分子量１５万〜１５００万、直線性の分子構造を有するアミロースを含有するフィルムを、二色性染料で染色してなる偏光板。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量１５万〜１５００万、直線性の分子構造を有するアミロースを含有するフィルムを、二色性染料で染色してなることを特徴とする偏光板。
【請求項２】
延伸されたことを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項３】
二色性染料は、ヨウ素であることを特徴とする請求項１又は２記載の偏光板。
【請求項４】
支持体上に重量平均分子量１５万〜１５００万、直線性のアミロースを含有する溶液を塗工、乾燥して、厚さ１〜１０μｍのフィルムを形成し、二色性染料で染色してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載の偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としない偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光板は、一定方向の偏波面の光だけを通す材料であり、液晶表示素子においては電界による液晶の配向の変化を可視化させる役割を有する重要な部材である。
液晶表示素子に用いられる偏光板としては、一般に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の水溶液を製膜し、これにヨウ素等の二色性染料を吸着させた後一軸延伸したものを偏光子としたものが用いられている（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
しかしながら、ＰＶＡを用いた偏光子では、ヨウ素等の二色性染料とＰＶＡとの結合力が低く、高湿度下で加熱された場合に二色性染料が抜けて褪色し、偏光性能が低下することがあるという問題があった。また、一般にＰＶＡを用いた偏光子では、一定以上の厚さがなければ充分の偏光性能を発揮することができず、偏光板を薄型化することが困難であるという問題もあった。
【０００４】
更に、ＰＶＡを用いた偏光板では、ＰＶＡが過乾燥して強度や柔軟性を失わないように、偏光子の少なくとも片面にトリアセチルセルロース等の保護フィルムを貼り合わせる必要があった。このような保護フィルムを貼り合わせる工程は煩雑なうえ、高温、高湿下で長時間放置されたときにＰＶＡが吸湿して、保護フィルムが剥離してしまうことがあるという問題があった。そこで、保護フィルムを必要としない偏光板が待望されていた。
【特許文献１】特許第３３７３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑み、褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としない偏光板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】
【０００６】
本発明は、重量平均分子量１５万〜１５００万、直線性の分子構造を有するアミロースを含有するフィルムを、二色性染料で染色してなる偏光板である。
以下の本発明を詳述する。
【０００７】
アミロースは、アミロペクチンとともにデンプンを構成する成分として知られており、ブドウ糖が直鎖状に連結してなる高分子である。天然由来のアミロースは分子量分布が広く、また、分岐の多い分子構造であることから、強度等の諸性能の制御が困難であり、また、透明なフィルムが得られないという問題があった。
【０００８】
しかしながら、近年、酵素を用いてアミロースを合成する技術が開発され、この技術によれば、分子量の制御が容易で、しかも、分岐構造が少ない酵素合成アミロースを製造することができる。
本発明者らは、鋭意検討の結果、重量平均分子量が一定の範囲で、直線性の分子構造を有する酵素合成アミロースを含有するフィルムを二色性染料で染色してなるフィルムは、褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としないことから、偏光板として好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
これは、重量平均分子量が一定の範囲で、直線性の分子構造を有する酵素合成アミロースを用いれば、成膜が容易であり、かつ、得られたフィルムは極めて延伸性が高く配向しやすい性質を有すること、アミロースのらせん状の主骨格が二色性染料をらせん構造中に包接して二色性染料との高い結合性を発揮すること、ＰＶＡフィルムに比べて乾燥しても柔軟性が高く、保護フィルムで保護しなくても充分な強度を発揮できること等によると考えられる。
なお、本明細書において、直線性の分子構造を有するアミロースとは、らせん構造をなすブドウ糖が直鎖状に連結してなる主鎖を形成しており、分岐が少ないことを意味する。
【０００９】
本発明の偏光板は、アミロースを含有するフィルム（以下、アミロースフィルムともいう）からなる。
上記アミロースは、重量平均分子量の下限が１５万、上限が１５００万である。１５万未満であると、低濃度でしか透明な溶液が得られず、濃度を上げた場合には、ゲルや粒子が含有し、透明度が確保できなくなる。１５００万を超えると、ゲル化が激しくなり、透明フィルムが得られなくなる（水等の媒体に溶解して溶液を調製することが困難となり、フィルムの製造が困難となる）。好ましい下限は５０万、好ましい上限は５００万である。なお、重量平均分子量の異なる複数のアミロースを併用してもよい。
【００１０】
このような一定の分子量を有し、直線性の分子構造を有するアミロースは、ブドウ糖を原料として、グルコースホスホリラーゼ及びグルカンホスホリラーゼの２種の酵素を作用させることにより製造することができる。
【００１１】
上記アミロースは、化学的に変性されたものであってもよい。化学的に変性することにより、種々の性能を付与することができる。例えば、アミロースのＯＨ基の一部を光硬化性アクリル末端基に置換する変性を行った場合には、成膜後に光重合により架橋を施して、引張強度や表面の鉛筆硬度等の機械的な性能をより向上させることができる。
また、上記アミロースフィルムを成型後に、適当な架橋剤を作用させることによりアミロースに架橋を施してもよい。上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、ホウ酸等が挙げられる。
【００１２】
上記アミロースフィルムは、上記アミロースのみからなるものであってもよく、本発明の目的を阻害しない範囲において、アミロース以外の樹脂成分を併用するものであってもよい。このような他の樹脂成分を併用することにより、耐水性や耐候性等を付与したり、他の機能を付与したり、より安価に製造できるようにすることができる。例えば、ＰＶＡを併用した場合には、アミロースとの相溶性にも優れることから、光学性能等に影響することなく高い成型性等を付与することができる。その他、ＴＡＣ、ノルボルネン樹脂、ポリカーボネイト樹脂などが考えられるが、特に限定はされない。
【００１３】
上記アミロースフィルムは、本発明の目的を阻害しない範囲において、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤等の従来公知の添加剤を含有してもよい。特に、本発明の偏光板を、トリアセチルセルロース等の保護フィルムと併用せずに用いる場合には、紫外線吸収剤は必須となる。
なお、上記添加剤を含有することにより配向性等が低下する恐れがある場合には、例えば、上記アミロースフィルムを２層構造とし、一方の層にのみ上記配合剤を配合するようにしてもよい。
【００１４】
上記アミロースフィルムを製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記アミロースと必要に応じて添加する成分とを水、アルコール等の有機溶剤又はこれらの混合溶媒等に溶解して溶液を調製して、これを流延し、乾燥する方法等が挙げられる。特にアルコール等の有機溶剤を用いる場合には、乾燥に要する時間を短縮できる等の利点がある。
【００１５】
上記アミロースフィルムは、延伸されたものであることが好ましい。延伸されることにより高い配向性が発現し、二色性染料と組み合わせることによって高い偏光性能を発揮できる。
上記延伸を行う場合の倍率としては特に限定されないが、好ましい下限は１．１倍である。１．１倍未満であると、充分な配向性が発現せずに充分な偏光性能が得られないことがある。上限については特に限定されないが、通常は４倍程度の延伸で充分な配向性が得られる。ただし、特に高い配向性が必要な場合は、４倍を超えて延伸してもよい。
【００１６】
上記延伸の方法としては特に限定されず、例えば、未延伸のフィルムに加熱しながら応力を加える等の従来公知の方法を用いることができる。
また、本発明の偏光板が、後述するような支持体上に上記アミロースを含有する溶液を塗工、乾燥して、厚さ１〜１０μｍの薄膜を形成してなるである場合には、剪断をかけながら塗布を行う等の方法により配向を行うことも可能である。この場合、配向性を向上させるために、支持体の表面にラビング処理等を施していてもよい。
【００１７】
上記アミロースフィルムは、プラズマ処理、コロナ処理等の表面改質処理が施されてもよい。このような表面改質処理を施すことにより、液晶表示素子を構成する他の部材との密着性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の偏光板は、上記アミロースフィルムを二色性染料で染色してなるものである。二色性染料で染色することにより偏光性能を発揮できる。
上記二色性染料としては特に限定されないが、例えば、高い偏光性能を得やすいことからヨウ素が好適である。
【００１９】
上記アミロースフィルムを二色性染料で染色する方法としては特に限定されず、例えば、上記アミロースフィルムを、ヨウ素とヨウ化カリウムとを含有するヨウ素溶液槽に浸漬する方法（湿式法）；上記アミロースフィルムをヨウ素ガス中に置く方法（乾式法）等が挙げられる。
とりわけ乾式法は、従来のＰＶＡではできなかった方法であり、湿式法に比べて乾燥工程が不要になる等の利点がある。また、乾式法によれば、ガス種および処理雰囲気条件の制御により、含有されるヨウ素の各イオン長さの配合比を制御することが可能であり、得られる偏光板の波長依存性を低減させることができる。
【００２０】
本発明の偏光板の態様としては、従来のＰＶＡからなる偏光子と同様に厚さ２０〜２５μｍのフィルム状であってもよいし、位相差板等の支持板の表面に、厚さ１〜１０μｍ程度に塗工して乾燥したフィルム（塗工フィルム）であってもよい。本発明の偏光板は、高度な配向性及び包接性を有することから、極めて薄くとも充分な偏光性能を発揮でき、かつ、薄くとも割れ難いことから、このような塗工フィルム状であってもよく、液晶表示素子全体の薄型化にも貢献することができる。
【００２１】
本発明の偏光板は、特に保護フィルムを併用する必要がない。これにより、保護フィルムの貼り合わせ工程を省略することができ、歩留りも向上して、安価に製造することができる。また、保護フィルムに対する位相差補償必要性の問題、保護フィルムの耐久変化による光学特性劣化の問題等、保護フィルムに起因する液晶表示素子の問題点を解決することができる。
【００２２】
本発明の偏光板は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準拠した方法により測定した可視光透過率の好ましい下限が３８％である。３８％未満であると、液晶表示素子の偏光板としての用途には用いることができないことがある。より好ましい下限は４０％である。
本発明の偏光板は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７１４に準拠した方法により測定したヘイズ値の好ましい上限が５％である。５％を超えると、液晶表示素子の偏光板としての用途には用いることができないことがある。より好ましい上限は３％である。
【００２３】
本発明の偏光板は、特定の重量平均分子量、及び、直線性の分子構造を有するアミロースを用いたフィルムを用いることにより、染色した二色性染料が褪色しにくく、高温高湿下に置いた場合でも安定した偏光性能を発揮することができる。また、極めて薄くしても偏光性能を発揮できることから、塗工フィルム状とすることにより、液晶表示素子全体の薄型化に貢献できる。更に、保護フィルムを必要としないことから、容易かつ安価に製造できることに加え、保護フィルムに起因する種々の問題点を解決することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としない偏光板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
（１）酵素合成アミロースの調製
ブドウ糖を原料として、グルコースホスホリラーゼ及びグルカンホスホリラーゼの２種の酵素を作用させることにより酵素合成アミロースを得た。
得られた酵素合成アミロースの重量平均分子量は９０万であった。
【００２７】
（２）アミロースフィルムの製造
得られた酵素合成アミロースを蒸留水に溶解して、５％アミロース水溶液を調製した。得られたアミロース水溶液を、ガラス上にコーターを用いて塗工した後、室温で１日放置後、８０℃で１時間乾燥して、厚さ２５μｍのアミロースフィルムを得た。
【００２８】
（３）偏光板の製造
得られたアミロースフィルムを、ヨウ素、ヨウ化カリウム及びホウ酸を溶解した水溶液中に浸漬して、アミロースフィルムをヨウ素で染色した。
次いで、染色アミロースフィルムを６０℃の温度をかけながら２倍延伸して、厚さ１８μｍの偏光板を得た。
【００２９】
（実施例２）
実施例１で調製したアミロース水溶液を用い、位相差板（積水化学工業株式会社製、エスシーナ位相差フィルム）上にワイヤーバーを用いて剪断塗布した後、６０℃、１０分乾燥して、厚さ５μｍの塗工アミロースフィルム形成させ、塗工アミロース膜付きの位相差板を作製した。得られた塗工アミロース膜付きの位相差板の塗工アミロース膜部分に、ヨウ素、ヨウ化カリウム及びホウ酸を溶解した水溶液を作用させて、アミロースフィルムをヨウ素で染色して、偏光板付き位相差板を得た。
【００３０】
実施例１及び２で得られた偏光板について、偏光度を測定したところ９９％、また、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準拠した方法により可視光透過率を測定したところ４０％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、褪色しにくく、薄型でも充分な偏光性能を発揮でき、しかも保護フィルムを必要としない偏光板を提供することができる。